ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕПРИПАСА Российский патент 1997 года по МПК C04B33/22 C04B35/195 

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления огнеупорных керамических материалов, в частности плит для вагонов бескапсельного обжига фаянсовых и майоликовых изделий.

Известны шихты для производства огнеупоров, содержащие промышленные отходы.

Так, известна шихта для производства огнеупоров, содержащая, мас. шамот 70-75, глину 2-6, каолин 10-16 и отходы хлорной металлургии 4-8 (SU, авт. свид. N 753830, C 04 B 33/22, 1980).

Известна также шихта для изготовления огнеупорных изделий, содержащая, мас. шамот 49-52, глину 29-35, каолин 8-12 и отходы хлопчатобумажной отрасли текстильной промышленности (SU, авт. свид. N 1245562 C 04 B 33/22, 1986).

При всем многообразии шихт для изготовления огнеупорных изделий прослеживается общая тенденция применения отходов промышленных производств в качестве добавок в керамическую массу, т.е. в сравнительно небольших количествах, что не может полностью решить вопрос использования отходов, загрязняющих окружающую среду.

Наиболее близка к заявленному техническому решению и поэтому выбрана в качестве прототипа шихта для изготовления огнеприпаса следующего состава, мас.

глинозем 7,5-30
тальк 8-20
глина 13,5-22,5
рапная окись магния фракция 40-60 мкм 1,5-2
шамот остальное
(SU, авт. свид. N 981292 C04B 33/22, 1982).

Получаемый из известной шихты огнеприпас имеет плотность 1,8 -1,96 г/см³, пористость 21,4- 24,4% механическую прочность σ_сж=800-900 кГ/см² однако в шихте использованы невосполнимые минеральные ресурсы, в частности глинозем.

Изобретение направлено на получение качественного огнеприпаса при использовании в составе шихты алюмосодержащих промышленных отходов, загрязняющих окружающую среду.

Сущность изобретения заключается в том, что экспериментально разработан состав шихты, содержащей спек алюминатного гальваношлама, обеспечивающий получение изделий удовлетворительного качества. При этом производится полная замена глинозема на спек алюминатного гальваношлама в шихте, а также решается задача охраны окружающей среды и утилизации загрязняющих ее алюмосодержащих промышленных отходов. Кроме того, использование спека алюминатного гальваношлама с высоким содержанием корунда способствует расширению сырьевой базы керамической промышленности.

Поставленная задача получения качественного огнеприпаса из шихты, включающей отходы промышленного производства, решается тем, что известная шихта для изготовления огнеприпаса, содержащая глину, шамот и тальк, в соответствии с изобретением, дополнительно содержит спек алюминатного гальваношлама, фазового состава, мас.

Al₂O₃( α форма) 70-75
MgAl₂O₄ 10-15
2CaOAl₂O₃SiO₂ 7-9
MgO•SiO₂ 0,5-2
2FeOSiO₂ 3-5
при следующем соотношении компонентов, мас.

глина 25-30
спек алюминатного гальваношлама 3-23
тальк 8-10
шамот остальное
Основу шихты составляет шамот, обеспечивающий необходимую механическую прочность огнеприпаса. Глина придает керамической массе необходимую связность для пластичного формования и обеспечивает хорошую спекаемость изделий при обжиге. При содержании глины менее 25 мас. формовочная масса теряет пластичность, содержание глины более 30 мас. увеличивает усадку изделий при обжиге, сопровождающуюся деформацией и растрескиванием. Тальк используется в качестве спекающей добавки для обеспечения плотности керамических изделий. При содержании талька менее 8 мас. не достигается необходимая плотность при спекании, при содержании талька свыше 10 мас. снижается термостойкость огнеприпаса. Введение в состав шихты спека алюминатного гальваношлама вместе глинозема позволяет получать из шихты заявленного состава огнеприпас, соответствующий установленным стандартам без изменения технологии изготовления огнеприпаса. Кроме того, спек алюминатного гальваношлама способствует спеканию и повышает механическую прочность огнеприпаса.

Алюминатный гальваношлам это продукт многоступенчатой очистки травильных растворов и сточных вод, образующихся при обработке алюминия и его сплавов различными химическими реагентами, и представляет собой сложный комплекс, состоящий из смеси солей и гидратов алюминия, алюминатов кальция и натрия, а также солей и оксидов железа, и магния и кремния. С целью стабилизации фазового состава гальваношлама производится его термообработка в интервале температур 1200 1400^oC. Спек алюминатного гальваношлама имеет следующий фазовый состав, мас.

Al₂O₃( a форма) 70-75
MgAl₂O₄ 10-15
2CaOAl₂O₃SiO₂ 7-10
MgOSiO₂ 0,5-2
2FeOSiO₂ 2-3
Использование шихты с содержанием спека гальваношлама менее 3 мас. технологически нецелесообразно, содержание в шихте спека алюминатного гальваношлама более 23 мас. приводит к значительной усадке изделий и отклонению линейных размеров огнеприпаса от стандартных.

Для экспериментальной проверки шихты заявленного состава были подготовлены 5 смесей, содержащих глину, тальк, шамот и отожженный при T=1200 1400^oC алюминатный гальваношлам. Смеси получали путем совместного помола глины, талька и спека алюминатного гальваношлама в шаровой мельнице, дальнейшего смешивания с шамот фракции 2-3 мм в лопастной мешалке с последующим увлажнением глинистой суспензией на основе сульфитноспиртовой барды. Увлажненную массу формовали методом пластичного формования. Сушку огнеприпаса производили при T=50-60^oC с последующим обжигом при T=1230-1280^oC. В табл. 1 и 2 приведены составы шихт и свойства огнеприпаса, полученного из этих шихт.

Сущность изобретения: шихта содержит следующие компоненты в мас.%: глина 25-30, спек алюминатного гальваношлама 3-23, тальк 8-10, шамот - остальное. Изобретение обеспечивает получение качественного огнеприпаса при использовании в составе шихты алюмосодержащих промышленных отходов, загрязняющих окружающую среду. При этом обеспечивается полная замена глинозема в шихте. Использование изобретения способствует расширению сырьевой базы керамической промышленности. 2 табл.

Шихта для изготовления огнеприпаса, содержащая глину, шамот и тальк, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит спек алюминатного гальваношлама фазового состава, мас.

Al₂O₃ ( α-форма) 70 75
MgAl₂O₄ 10 15
2CaO • Al₂O₃ • SiO₂ 7 9
MgO • SiO₂ 0,5 2
2FeO • SiO₂ 3 5
при следующем соотношении компонентов, мас.

Глина 25 30
Спек алюминатного гальваношлама 3 23
Тальк 8 10
Шамот Остальноео