СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛИНЯНОГО КИРПИЧА Российский патент 1997 года по МПК C04B33/02 

Изобретение относится к области изготовления кирпича способом пластического формования и может быть использовано в области производства керамических изделий.

Известен состав и способ изготовления кирпича, включающий смешение всех компонентов шихты с последующим формованием, сушкой и обжигом с двумя изотермами. В качестве добавки используют оксиды двухвалентных цветных металлов (гальваноотходы). Первая выдержка происходит при температуре 500-600^oC в течение 3-5 ч, а вторая при 950-1000^oC. Такой способ изготовления кирпича позволяет сократить продолжительность обжига и повысить химическую устойчивость кирпича в слабокислых и слабощелочных средах, практически не улучшая прочностных характеристик.

Этим способом можно готовить кирпич только специального назначения [1]
Известен способ изготовления кирпича, при котором предварительно высушенную глину размельчают, смешивают с гальваноотходами, формуют, сушат и обжигают при температуре 900-1000^oC. Использование гальваноотходов позволяет снизить общую усадку и сокращаются затраты электроэнергии на обжиг. Уменьшается водопоглощение и расход глины.

При таком способе изготовления требуются дополнительные затраты на сушку глины. Кроме того, прочность изделий снижается почти на 1/4 [2]
Известен также способ приготовления шихты для производства керамических стеновых панелей с использованием осадка сточных вод гальванических производств [3] Такой способ позволяет снизить вымываемость тяжелых металлов из керамических изделий, а также повысить их механическую прочность.

Недостатком данного способа является сложная технология подготовки гальванического шлама к использованию. Кроме того, при выделении осадка (при его сгущении) из сточных вод гальванических производств используется полиакриламид, который впоследствии присутствует в шихте при сушке и обжиге изделий и разлагается с образованием вредных компонентов: аминов и амидов. Для уплотнения осадка гальванического шлама до влажности 90-95% требуются специальные установки сгустители.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, включающий предварительную подготовку сырьевых компонентов, дозирование компонентов, смешение их с одновременным введением технологической добавки, формование заготовок, сушку и обжиг. Керамические изделия, произведенные таким способом, не имеют на поверхности выцветов, а стоимость изделий снижается. В качестве технологической добавки используется отходы капролактамового производства [4]
Недостатком этого способа является то, что использование отходов капролактамового производства позволяет обеспечить лишь пластификацию сырьевых шихт, не оказывая влияния на процессы структурообразования керамического черепка, не улучшая прочностных показателей.

Цель изобретения стабилизация и повышение прочности кирпича за счет улучшения процессов минерализации и утилизация промышленных отходов.

Для достижения поставленной задачи в водный раствор щелочного стока производства капролактама дополнительно вводят отходы гальванических производств: никелирования, хромирования, меднения, содержащий, мас. оксид железа 45,7-55,7; оксид алюминия 2,8-8,8; оксид хрома 1,8-4,9; оксид кремния 5,7-15,3; оксид кальция 5,9-15,3 и СОЛУТ смесь сухих солей, содержащую, мас. сульфат натрия 40-60; хлористый натрий не более 30; тиосульфат натрия не менее 20. Указанные добавки вводят сверх 100% от массы сырьевых компонентов в расчете на сухое вещество, мас. щелочной сток производства капролактама 0,15-0,2; отходы гальванических производств 2-5, СОЛУТ 1,5-2,0.

Водный раствор щелочного стока производства капролактама представляет натриевые соли моно- и дикарбоновых кислот с концентрацией 18-30 мас. который готовят и выпускают по техническим условиям ТУ 113-03-488-84 ЩСПК - щелочной сток производства капролактама.

Сухие соли от производства диафена ФП представлены смесью, мас. сульфата натрия 40-60; хлористого натрия не более 30; тиосульфата натрия более 20, выпускают по техническим условиям ТУ 113-03-13-18-88 СОЛУТ.

Гальванический шлам является отходом электрохимических (гальванических) процессов обработки металлов: никелирования, меднения, хромирования и т.п. Гальванический шлам представляет собой водную смесь мелкодисперсного порошка с содержанием сухого остатка до 60 мас. Отходы имеют в своем составе, мас. оксид железа 45,7-55,7; оксид алюминия 2,8-8,8; оксид хрома 1,8-4,9; оксид кремния 5,7-15,3; оксид кальция 5,9-15,3 и др.

Состав гальванического шлама приведен в табл. 1.

Химический состав использованного гальванического шлама приведен в табл. 2.

Предлагаемый способ реализован следующим образом.

После предусмотренной технологией предварительной подготовки сырьевых компонентов производят дозирование и смешение компонентов шихты: глины, угля, шлака (шамота), опилок (лузги) с одновременным увлажнением водным раствором щелочного стока производства капролактама, содержащим дополнительно СОЛУТ и отходы гальванических производств.

Водный раствор щелочного стока производства капролактама готовят в рабочей емкости в следующей последовательности. Вначале в емкость дозируют гальванический шлам из расчета 2-5% от массы сырьевых компонентов, затем сухие соли производства диафена ФП СОЛУТ 1,5-2,0% от массы сырьевых компонентов, тщательно перемешивают и в последнюю очередь вводят щелочный сток производства капролактама 0,15-0,2% от массы сырьевых компонентов шихты. Смесь тщательно перемешивают.

Такая последовательность дозирования добавок обусловлена тем, что щелочной сток является воздухововлекающей добавкой и во избежание обильного пенообразования, которое затрудняет работу насосов при дозировании водной смеси в шихту, рекомендуем вводить щелочной сток последним.

Смесь сухих компонентов шихты подают в глиномес, одновременно для увлажнения дозируют водную смесь щелочного стока производства капролактама с добавками отходов гальванических производств и СОЛУТА.

Перемешанная увлажненная сырьевая смесь подается на формование в вакуумный пресс, из которого выходит брус заданных размеров. Брус режут на резательном аппарате на кирпич-сырец.

Кирпич-сырец сушат в камерных сушилках, затем обжигают в кольцевой печи при температуре 870-950^oC.

Изготовление глиняного кирпича таким способом осуществляют без изменения действующих технологических параметров.

Составы испытанных смесей приведены в табл. 1, результаты испытаний в табл. 3.1

Сущность изобретения: способ включает предварительную подготовку компонентов сырья, дозирование и смешение компонентов шихты с одновременным увлажнением водным раствором, содержащим щелочной сток производства капролактама, отходы гальванических производств и натриевые соли производства диафена ФП, формование заготовок, сушку и обжиг. Физико-механические показатели следующие: механическая прочность на сжатие 9-13,7 МПа, усадка общая 2,6-4,1%. 3 табл.

Способ изготовления глиняного кирпича, включающий предварительную подготовку сырьевых компонентов, дозирование компонентов шихты с одновременным увлажнением водным раствором щелочного стока производства капролактама на основе натриевых солей моно- и дикарбоновых кислот, формование заготовок, сушку и обжиг, отличающийся тем, что дополнительно в указанный водный раствор вводят отходы гальванических производств: никелирования, хромирования, меднения, содержащие, мас.

Оксид железа 45,7 55,7
Оксид алюминия 2,6 8,8
Оксид хрома 1,8 4,9
Оксид кремния 0,7 15,3
Оксид кальция 5,9 15,3
и "солут" смесь сухих солей, содержащей, мас.

Сульфат натрия 40 60
Хлористый натрий Не более 30
Тиосульфат натрия Не менее 20
при этом указанные добавки вводят сверх 100% массы сырьевых компонентов шихты в следующем количестве на сухое вещество, мас.

Щелочной сток производства капролактама указанного состава 0,15 0,2
Отходы гальванических производств указанного состава 2 5
"Солут" смесь солей указанного состава 1,5 2ю