ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЛЮЩИХ ТЕЛ Российский патент 1997 года по МПК C04B35/111 

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в технологии изготовления мелющих тел, широко применяемых в тонкокерамической промышленности.

Для изготовления мелющих тел используют шихты, содержащие глинозем, глину доломит.

Так, известна шихта состава, мас. глина 22-30; марганцевая руда 3,0-7,3; доломит 1,4-5,2; мел 1,0-4,0; глинозем остальное [1]
Известна также шихта, содержащая, мас. глина 22-31; доломит 4,2-8,2; ставролитовый концентрат 0,8-22; глинозем остальное [2]
Несмотря на многообразие используемых для изготовления мелющих тел сырьевых материалов в составе известных шихт не нашли применение твердые промышленные отходы, загрязняющие окружающую среду.

Наиболее близка к предлагаемому технологическому решению и поэтому выбрана в качестве прототипа шихта для изготовления мелющих тел следующего состава, мас.

Глина 5,0-9,5
Бентонат 0,5-9,5
Доломит 10,0-15,5
Глинозем Остальное [3]
Получаемые известной шихты керамические мелющие тела имеют плотность 3,25-3,51 г/см³, водопоглощение 0-0,015% истираемость 0,034-0,05%/ч, однако в шихте использованы невосполнимые минеральные ресурсы, в частности глинозем.

Изобретение направлено на получение качественных мелющих тел при использовании в составе шихты алюмосодержащих промышленных отходов, загрязняющих окружающую среду.

Сущность изобретения заключается в том, что экспериментально разработан состав шихты, содержащий спек алюминатного гальваношлама. обеспечивающий получение изделий удовлетворительного качества. При этом обеспечивается снижение содержания дефицитного глинозема в шихте, а также решается задача охраны окружающей среды и утилизации загрязняющих ее алюмосодержащих промышленных отходов машиностроительных производств. Кроме того, использование спека алюминатного гальваношлама с высоким содержанием корунда α -форма Al₂O₃) способствует расширению сырьевой базы керамической промышленности.

Поставленная задача получения качественных керамических изделий из шихты, включающей отходы промышленного производства, решается тем, что известная шихта для изготовления мелющих тел, содержащая спек алюминатного гальваношлама, в соответствии с изобретением, имеет состав, мас.

Глина 25-30
Доломит 6-8
Спек алюминатного гальваношлама 5-15
Глинозем Остальное
Основу шихты составляет глинозем, обеспечивающий требуемую износостойкость мелющих тел. Глина придает керамической массе необходимую связность для пластического 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. Доломит используется в качестве спекающей добавки для обеспечения плотности керамических изделий и снижения температуры спекания. При содержании доломита менее 6 мас. не достигается необходимая плотность при спекании, при содержании доломита свыше 8 мас. наблюдается вспучивание и деформация изделий. Введение в состав шихты спека алюминатного гальваношлама за счет уменьшения содержания в ней глинозема позволяет получать из шихты заявленного состава мелющие тела, соответствующие установленным стандартам без существенного изменения технологии изготовления мелющих тел. Кроме того, спек алюминатного гальваношлама способствует спеканию керамической массы и уменьшению коэффициента истираемости.

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, 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
МgАl₂O₄ 10-15
2CaOAl₂O₃SiO₂ 7-10
MgOSiO₂ 0,5-2
2FeOSiO₂ 2-3
Использование шихты с содержанием спека алюминатного гальваношлама менее 5 мас. технологически нецелесообразно, содержание в шихте спека алюминатного гальваношлама более 15 мас. изменяют цвет мелющих тел до светло-коричневого, что не допускается техническими условиями на данный вид керамических изделий.

Для экспериментальной проверки шихты заявленного состава были подготовлены 5 смесей, содержащих глиноземы, глину, доломит и отожженный при 1200-1400^oC алюминатный гальваношлам. Смеси получали путем совместного мокрого помола компонентов в шаровой мельнице до остатка на сите N 0056 0,05-0,07 мас. затем обезвоживали на фильтпрессе и подвергали двойному вакуумированию на ленточном вакуумпрессе, после чего изготавливали полуфабрикаты цилиндрической формы, которые обжигали при 1430±20^oC с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч. В табл. 1 и 2 приведены составы шихт и свойства мелющих тел, полученных из этих шихт.

Сущность изобретения: шихта содержит следующие компоненты, мас%: глина 25-30; доломит 6-8; спек алюминатного гальваношлама 5-15; глинозем остальное. Изобретение обеспечивает получение качественных мелющих тел при использовании в составе шихты алюмосодержащих промышленных отходов, загрязняющих окружающую среду. При этом обеспечивается снижение содержания дефицитного глинозема в шихте. Использование изобретения способствует расширению базы керамической промышленности. 2 табл.

Шихта для изготовления мелющих тел, содержащая глинозем, глину и доломит, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит спек алюминатного гальваношлама фазового состава, мас.

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

Глина 25 30
Доломит 6 8
Спек алюминатного гальваношлама 5 15
Глинозем Остальноел