Каменное литье
Владельцы патента RU 2693790:
Общество с ограниченной ответственностью "Кристалл" (RU)
Изобретение относится к составам каменного литья из промышленных отходов, которые могут использоваться при производстве декоративных, облицовочных и строительных материалов. Технический результат – безотходное производство кондиционного товарного продукта темного, вплоть до черного, цвета с одновременной утилизацией отходов свинцово-цинкового производства. Каменное литье содержит, мас.%: SiO2 48,9-50,0; Al2O3 4,3-4,5; СаО+MgO 26,7-27,0; Na2O+K2O 2,8-3,0; Fe2O3 3,8-4,0; TiO2 0,14-0,15; MnO 0,12-0,15; PbO 0,17-0,2; ZnO 0,07-0,1; примеси 10,9-13,0.
Изобретение относится к составам каменного литья из промышленных отходов, которые могут использоваться при производстве декоративных, облицовочных и строительных материалов с высокой износостойкостью.
Известно «Декоративное каменное литье» (патент РФ №2033398, С03С 10/06, опубл. 20.04.1995 г.), содержащее следующие компоненты, мас. %: SiO2 40,77-47,24, Al2O3 6,26-9,11, FeO 0,48-1,72, Fe2O3 0,20-4,95, CaO 27,35-29,58, MgO 2,42-5,77, Na2O 2,07-3,71, K2O 4,24-6,41, B2O3 0,20-4,15, P2O5 0,73-2,06. Шихта для получения декоративного каменного литья содержит следующие компоненты, мас. %: маложелезистые полевошпатовые породы 27,2-51,0, буру 0,5-10,0, карбонатиты 16,9-43,6, мелилититы.
Недостатком известного решения является использование дополнительных добавок для протекания технологического процесса, что повышает трудоемкость и себестоимость конечного продукта.
Также известно «Каменное литье» (патент РФ №2527408, С04В 30/00, опубл. 27.04.2014 г. ), содержащее следующие компоненты мас. %: SiO2 57,22-55,8; Al2O3 9,13-6,0; СаО 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; Na2O 3,17-1,2; Cr2O3 1,81-0,4; Fe2O3 1,54-0,5; FeO 0,4-0,1; TiO2 0,25-0,1; MnO 0,35-0,1.
Недостатком известного решения являются низкие технологичные качества состава и высокий процент брака.
Наиболее близким техническим решением является «Каменное литье» (патент РФ №2351565, С04В 32/00, опубл. 10.04.2009 г.), включающее следующие компоненты, мас. %: SiO2 50,0-53,0; TiO2 1,0-2,0; Al2O3 12,0-14,0; Fe2O3 1,0-2,0; MnO2 0,5-1,5; MgO 13,5-14,5; СаО 5,0-6,0; K2O 0,5-1,0; Na2O 0,5-1,0; Cr2O3 0,5-1,0; B2O3 3,0-4,0; P2O5 5,0-7,5.
Недостатками прототипа являются многостадийность процесса
кристаллизации, утилизация незначительной доли промышленных отходов.
Целью изобретения является получение каменного литья с высокими декоративными качествами без дорогостоящих компонентов сырьевой смеси, расширение минерально-сырьевой базы для декоративного каменного литья и утилизация промышленных отходов.
Техническая сущность заключается в том, что каменное литье, содержащее SiO2, Al2O3, СаО, MgO, Na2O3 K2O, Fe2O3, TiO2, в отличие от прототипа, дополнительно содержит MnO, PbO и ZnO при следующем соотношении компонентов, мас. %:
SiO2 | 48,9-50,0 |
Al2O3 | 4,3-4,5 |
СаО+MgO | 26,7-27,0 |
Na2O+K2O | 2,8-3,0 |
Fe2O3 | 3,8-4,0 |
MnO | 0,12-0,15 |
TiO2 | 0,14-0,15 |
PbO | 0,17-0,2 |
ZnO | 0,07-0,1 |
Примеси | 10,9-13,0 |
Предлагаемое техническое решение позволяет полностью решить проблему утилизации отходов свинцово-цинкового производства, является безотходным и позволяет получить кондиционный товарный продукт темного, вплоть до черного цвета.
Экспериментально было установлено, что при завышении в составе шихты компонентов SiO2, Na2O+K2O состав теряет текучесть и повышается его температура плавления, что при отсутствии недорогих огнеупорных материалов, выдерживающих более 2000°С и при этом не загрязняющих расплав, делает выплавку невозможной.
При занижении этих же компонентов, конечный продукт теряет свои декоративные свойства и перестает быть конкурентоспособным на рынке из-за утери товарного вида.
Заявляемый состав каменного литья показал оптимальные технологичные свойства, а изделия из него обладают достаточными физико-механическими свойствами и декоративными качествами природного гранита.
Предлагаемое каменное литье, в отличие аналогов получается не спеканием уже заготовленных форм в печах, а полноценным расплавлением шихты до жидкой фазы, разливом в формы и последующей кристаллизацией. В результате достигается полная идентичность природному материалу, включая все физико-химические свойства гранита.
Возможность переработки отходов свинцово-цинкового и других производств со схожим составом хвостов в условиях металлургических предприятий с использованием типового оборудования свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".
Каменное литье, содержащее SiO2, Al2O3, СаО, MgO, Na2O, K2O, Fe2O3, TiO2, отличающееся тем, что дополнительно содержит MnO, PbO и ZnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO2 | 48,9-50,0 |
Al2O3 | 4,3-4,5 |
СаО+MgO | 26,7-27,0 |
Na2O+K2O | 2,8-3,0 |
Fe2O3 | 3,8-4,0 |
MnO | 0,12-0,15 |
TiO2 | 0,14-0,15 |
PbO | 0,17-0,2 |
ZnO | 0,07-0,1 |
Примеси | 10,9-13,0 |