Керамическая масса для изготовления фильтрующих изделий

 

Е f I

И" у у .1 ..

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,.763294 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22} Заявлено 09. 08. 78 (21) 2653862/29-33 с присоединением заявки hK (23) ПриоритетОпубликовано 150980. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания18. 09 . 80 (51)hh Кл 3

С 04 В 33/22

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений в открытий (53) УДК 666.97 (088.8) П. И. Дедюля, Л. К. Кунтьхи, С. А. Соловьева, A. Д. Гончарова и Н. С. Морозова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Речицкий керамико-трубный завод (5 4 ) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ФИЛЬТРУЮЦИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области получения фильтрующих керамических материалов, предназначенных для фильтрации жидкостей и газов, биологической очистки сточных вод, для оборудования буровых и водозаборных скважин, аэрации жидких и порошкообразных материалов, а также изготовления огнеупорных мортелей и литейных форм. 0

Известна масса для фильтрухххих изделий, в состав которой входят фракцнонированный наполнитель и глинистая связка (1).

Изделия с Размером пор, например

100-200 мкм, изготовленные из масс со связуккаими из глин или бентонита с добавками декстрина или барды, имеют прочность сухого полуфабриката не более 10 кг/см, а после обжига гяд- 2О равлическое сопротивление готовых изделий более 600 мм вод.ст. при подаче воздуха с расходом 200 л/мин.

Высокое сопротивление сокращает срок службы изделий до полного их засоре- 25 ния с 10 лет до 1 года, снижает производительность фильтра и, кроме того, вызывает повышенный расход электроэнергии при работе воздуходувок. .ЛнссоцииРующие добавки древесного угля, опилок, гипсовой муки снижают механическую прочность изделий и создают в основном тонкопорнстую структуру с закрытыми, несообщакщимися порами размер пор не превышает

20 мкм).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления фильтру»щкх иэделий, содержащая компоненты,вес.%: фракцноннрованиый наполи»тель 85,5-91, жидкое стекло 9-14,5 н кремнефтс ристый натрий 2-3 сверх 100Ъ 321Однако высувее»»вю пр» 100 С течение двух ч »эден»я с размером поур например, 100-200 мкм, имеют предел прочност» пр» «эгнбе 3040 кг/смх и предел прочности при сжатии 40-50 кг/см . Такой состав

2 используется в проьехаленности без кремнефтористого натрия, который является отвердителем.

При пересчете на производительность цеха 5 тыс.тонн иэделий в год в массу вводится до 200 тонн

NO Ы F6 в год. В материале остается после обжига 0,56-0,6% фтора, что является нежелательным, так как фтор и фтористые соединения ядовиты.

763294

Кроме того, при обжиге 5 тыс.тонн изделий в год около 36 тонн фтора загрязняет окружающую среду, Гидравлическое сопротивление иэ,целий из известного состава(например, при размере пор 100-200 мкм) лежит в пределах 160-280 мм вод.ст.

5 при подаче воздуха под изделие с расходом 200 л/мин в толщине стенки

27-35 мм.

В связи с переходом химических 10 заводов по производству удобрений на выпуск двойного суперфосфата резко сократилось производство кремнефтористого натрия, являющегося побочным продуктом получения простого суггерфосфата.

Размер пор изделий 100-,200 мкм основной, поскольку фильтры с размером пор 100-200 мкм наиболее употребимы в народном хозяйстве.

Цель изобретения — повышение прочности сухого полуфабриката и снижение гидравлического сопротивления готовых изделий.

Это достигается тем, что керамическая масса для изготовления фильтру- 75 ющих иэделий, включающая в себя фракционированный наполнитель, жидкое стекло и отвердитель, в качестве отвердителя содержит побочный продукт производства двойного суперфосфата Зо при следующем соотношении компонентов, вес.oo:

Фракционированный наполнитель 75-95

-Жидкое стекло 4-20

Побочный продукт про35 изводства двойного суперфосфата 0,5 -5

Побочный продукт производства двойного суперфосфата имеет химический состав: 1,2 (МН, ) 0 20х0,92 40 (Йс 0+ К20 х А 03 х3,5Р< 0+x2,55 i 0,2 х х6Н2 О) .

Указанные компоненты смешиваются в требуемом .соотношении в течение

7-10 мин.(вместо 12-13 мин для массы с N0 5 i F6) .

Побочный продукт производства двойного суперфосфата служит отвердителем жидкого стекла при сушке изделий. Затем из м ссы с формовоч-. 5p ной влажностью 6-9% формуются плиты на фрикционных прессах и трубы на вибрационных станках. Плиты сушатся на подцонах в течение 1 ч 30 мин, трубы в формах в течение двух ч нри 55

100 С и один час пРи 200 -300ОС. Остаточная влажность изделия 0-3% ° Высушенные изделия обжигаются на печных вагонетках в туннельных печах при

1050-1200 С. Сухие изделия(полуфабрикат) характеризуются механической d0 прочностью при изгибе 45- >О кг/см и и прочностью при сжатии 50"90 кг/см

После обжига готовые иэделия при размере пор 100-200 мкм имеют гидравлическое сопротивление 80-160 мм вод.ст при расходе воздуха под изделие

200 л/мин, механическую прочность при сжатии 60-150 кг/см и прочность при изгибе 45-70 кг/см,коэффициент воздухопроницаемости в единицах Банзена более 10 месм

40 м Ом м Й 4. Мм Вод Ст.

Увеличение механической прочности сухого полуфабриката известной массы происходит эа счет полимернзации и отвердения жидкого стекла под действием побочного продукта производства двойного суперфосфата, снижению гидравлического сопротивления готовых изделий способствует образование более развитой с сообщающимися порами структуры вспененного в обжиге жидкого стекла с добавками данного продук та.

Пример 1. В качестве исход" ного сырья для изготовления изделий был использован огнеупорный шамот85,0%, жидкое стекло плотностью

1,42 r/cM>-14,52%, побочный продукт производства двойного суперфосфата

0,5%. Огнеупорный шамот характеризовался наличием в своем составе

0g,38 5% Af 0g 1°, 2% дО, 0,98% Со0, 0,6Я Ng0, 0,52% К О, 0,5% йа20 B жидком стекле содержалось потерь при прокаливании

53,0%, 31,8%5iО 2 86х АE Î

0,21% Fe<0q, 0,45, Са0, 0,2% Hg0, 0,65 К О, 10,72% Ма 0.

Фракционный состав шамота харакМриэовался содержанием частиц размером более 3 мм,Ъ:1,5мм-5; -3+2мм-9-12, -2+1мм-20-30, -1+0,25мм-25-7v менее 0,25мм -15-25.

Трубы размером g 234х180х500мм из массы формовались на вибростанке, плиты размером 300х300х35 «ча фрикционном прессе. Удельное дав-. ление прессования составило 50 iver/ñì.

Формовочная влажность массы 8%. Иэделия сушились в сушилке при температуре 100 С в течение двух ч, причем трубы сушились в металлических рубашках. Высушенные изделия имели предел механической прочности при сжатии

70 кг/см, предел механической прочности на изгиб 45 кг/см . Сухой полуфабрикат обжигался в туннельной печи при 1100 С.

Физико-механические свойства готовых изделий: размер пор 100-200мкм, предел механической прочности при сжатии.87 кг/см, предел механиче2 ской прочности на изгиб - 55 кг/см, коэффициент воэдухопроницаемости м см

ЗО м 4.мм вод. ст.

Гидравлическое сопротивление изделия при расходе воздуха 200 л/мин

5 763294

100-140 мм вод.ст. при толщине стенки изделий 27-35 мм.

П р и м e p 2. Для получения кислотостойких изделий, предназначенных для очистки воздуха, использовалась масса состава,%г

Песок Люберецкой фракции 0,3-0,2 75

Жидкое стекло плотностью

1,46 г/см

Побочный продукт производства двойного суперфосфата 5

Химический состав песка: п.й.п.

0,80%, S i 0 -97,36%, A 9<0>-1,54%, Feg 03-0, 16% Са0-0, 10%, Н90-0, 18%, ka<0-0,18%. Песок, антипиреи{побочный продукт)и жидкое стекло тщательно смешивались в Z -образной мешалке.

Иэ полученной полусухой массы формовались трубки размером g 288xg232 х500мм. Изделия после формовки сразу разнимались и сушились в течение 20 двух ч при 100 С. Высушенный полу- фабрикат имеет прочность на сжатие

90 кг/см . Обожженные при 1000 С трубки характеризовались размером пор 100150 мкм, механической проч- 25 ностью при сжатии 150-170 кг/см,коэффициентом воздухопроницаемости

1 м см

Ъ м 4. мм Ьод.с т. 30

50

55 гидравлическое сопротивление материала 100-160 ьм вод.ст.

Пример 3. В качестве сырья для изготовления фильтрующих плит использован шамот тугоплавкой глины

95%, жидкое стекло - 1,44 г/смз-4%, а побочный продукт производства двойного суперфосфата — 1%. ламот иэ этой глины содержит компоненты:

68-Si(, 21,3 И Оа, 4,5-ГерОа, 1,2Са0, 1,1-MgO 2,2-К О, О,З-Мо 0

Фракционный состав „%: -3+2мм-4-24, -2+1мм-20-22, 2-1+0,5мм-25-32, -0,5+0,22мм-10"20, (0,2мм до 10%.

После смешения компонентов массы формовались на поддонах плиты размером 300х300х35мм, которые сушились в течение 1 ч при 200-250 С. Высушенный до остаточной влажности 2% полуфабрикат имеет предел механической прочности на изгиб 60 кг/см . Обожженные при 1150 С плиты характеризовались размером пор 150<50 мкм, гидравлическое сопротивление плит при расходе воздуха 200 л/мин 80120 мм вод.ст., механическая прочность на изгиб 50-60 кг/см, коэффициент воздухопроницаемости м см 3 м Ч. мм аод ct.

Положительный эффект от испольэо вания предлагаемого изобретения состоит в следующем:

1. Повышение прочности сухого полуфабриката позволяет снизить брак при выталкивании его из формы после сушки и при транспортировке в установке сухого изделия на печные вагонетки.

Высокая механическая прочность позволяет использовать сухие иэделия при повышенных напорах и давлениях воздуха для азрирования сыпучих порошкообразных материалов.

2. Снижение гидравлического сопротивления готовых изделий обеспечивает увеличение производительности по газу и жидкости и дает возможность работать ври меньших нагрузках на воздуходувки,что ведет к экономии электроэнергии.

3. Замена токсичного компонента кремнефтористого натрия в составе массы нетоксичным антипиреном способствует сохранению природных богатств и здоровья людей.

Формула изобретения керамическая масса для изготовления фильтрующих изделий, включающая в себя фракционированный наполнитель, жидкое стекло и отвердитель, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности cyxoro полуфабриката и снижения гидравлического сопротивления готовых изделий, в качестве отвердителя она содержит побочный продукт производства двойного суперфосфата при следующем соотношении компонентов, вес %:

Фракционированный наполнитель 75-95

Жидкое стекло 4-20

Побочный продукт производства двойного суперфосфата 0,5 -5,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 1108527, кл. С 04 В, опублик. 1956.

2. Смирнова В. A. Пористая керамика для фильтрации и аэрации. Издательство литературы по строительству, М., 1968, с. 15-55.

Составитель А.Кулабухова

Редактор М. Харитонова Техред Н.Граб Корректор С. Шекмар

Заказ 6222 21 Тираж 67 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент, г. ужгород, ул. Проектная,4