СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОГО И МУЛЛИТОКОРУНДОВОГО ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2009 года по МПК C04B35/10 C04B35/185 

Описание патента на изобретение RU2366636C1

Изобретение относится к области химической технологии, технологии силикатных и тугоплавких неметаллических материалов и может быть использовано для получения огнеупорных теплоизоляционных материалов корундового и муллитокорундового состава.

Известен способ получения муллитокорундовой керамики, основанный на обжиге глинистых минералов (каолинит, монотермит) и дополнительно вводимого оксида алюминия при температуре 1400-1500°С. В результате реакции образуются муллит и кристобалит, который связывается оксидом алюминия в муллит [Балкевич В.Л. Техническая керамика. - М.: Стройиздат, 1984]. Недостатком этого способа являются повышенные температуры обжига и использование глинозема, имеющего высокую стоимость.

Известен способ получения муллита из топазового концентрата, включающий измельчение исходного кварц-топазового сырья, отделение примесей выщелачиванием соляной кислотой, отделение избыточного оксида кремния в виде гексафторосиликата аммония с помощью гидродифторида аммония и прокаливание полученного продукта при температуре 1200-1300°С [Патент РФ №2272854]. Недостатками данного способа являются необходимость использования в качестве сырья достаточно редкого кварц-топазового концентрата и необходимость его предварительной очистки от примесей.

Известен способ получения муллита из каолина, выбранный в качестве прототипа [Патент РФ №2312940], включающий смешивание исходного сырья с бифторидом аммония с последующим прокаливанием до температуры 350-600°С и спеканием при температуре 1200-1300°С. Авторами данного технического решения не показана возможность получения керамики корундового и муллитокорундового состава.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения корундового и муллитокорундового огнеупорного теплоизоляционного материала с содержанием корунда не менее 50 мас.% из обогащенного каолина и бифторида аммония.

Известно, что при нагревании чистого каолина до температуры выше 1200°С получается смесь муллита и кристобалита, содержащая 36% оксида кремния, что снижает механические и теплофизические свойства полученного материала. Отделение избыточного оксида кремния проводят с помощью бифторида аммония, который связывает его в гексафторосиликат аммония. Гексафторосиликат аммония при температуре выше 320°С является газообразным продуктом и в процессе предварительного прокаливания при температуре 350-600°С удаляется из реакционной смеси.

Поставленная задача достигается тем, что введение в шихту определенного количества бифторида аммония позволяет удалять требуемое количество оксида кремния, а значит, получать разное соотношение муллитовой и корундовой фаз в материале.

Соотношение каолина и бифторида аммония в шихте менее 1:1,11 приводит к получению материала с содержанием корунда менее 50 мас.%, в результате чего наблюдается ухудшение механических и огнеупорных свойств получаемого материала (таблица 1, 2). Для получения материала со 100%-ным содержанием корунда соотношение компонентов каолин:бифторид аммония в соответствии со стехиометрией реакции - 1:1,325. Небольшой избыток бифторида аммония (1:1,35) позволяет удалить примесный оксид кремния из исходного каолина.

Температура спекания в интервале 1310-1400°С зависит от состава получаемого материала: при увеличении содержания корунда температура спекания увеличивается. Температура спекания ниже 1310°С приводит к получению изделий с пониженной прочностью и повышенной дополнительной усадкой при службе. Повышение температуры обжига выше 1400°С нецелесообразно, поскольку не приводит к существенному улучшению свойств.

Пример

Навеску обогащенного каолина шихтовали с бифторидом аммония в соответствии с соотношениями, приведенными в таблице 1, перемешивали, помещали в огнеупорную форму и нагревали в печи со скоростью нагрева 100 град/ч до температуры 600°С с выдержкой 1 ч для полного удаления гексафторосиликата аммония. Дальнейшее спекание проводили до конечной температуры с выдержкой 2 ч. После охлаждения печи извлекали муллитокорундовый огнеупорный теплоизоляционный материал с заданным соотношением муллит:корунд. Свойства полученного материала приведены в таблице 2.

Таблица 1 Индекс масс Соотношение каолин: бифторид аммония Температура обжига, °С M1 1:1,0 1300 М2 1:1,11 1310 М3 1:1,25 1360 М4 1:1,35 1400

Таблица 2 Индекс масс Фазовый состав, муллит: корунд, мас.% Плотность, г/см Коэффициент теплопроводности при 600°С, Вт/м·К Дополнительная усадка при Т=1600°С и выдержке 2 ч, % Предел прочности на сжатии, МПа M1 80:20 0,53 0,34 0,6 4,8 М2 50:50 0,61 0,40 0,6 5,3 М3 20:80 0,76 0,42 0,5 6,2 М4 0:100 0,98 0,46 0,5 7,8

Похожие патенты RU2366636C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА ИЗ КАОЛИНА 2006
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Дьяченко Александр Николаевич
RU2312940C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА ИЗ КВАРЦ-ТОПАЗОВОГО СЫРЬЯ 2004
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Дьяченко Александр Николаевич
  • Милютин Николай Дмитриевич
RU2272854C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2005
  • Замятин Степан Романович
  • Гельфенбейн Владимир Евгеньевич
  • Журавлев Юрий Леонидович
  • Малышкин Александр Васильевич
  • Савина Нина Петровна
RU2271345C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОМУЛЛИТОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2020
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Силкин Андрей Николаевич
  • Хамицаев Анатолий Степанович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Шер Николай Ефимович
  • Балаш Павел Викторович
  • Кашинцев Дмитрий Алексеевич
RU2756300C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2009
  • Баранова Тамара Федоровна
  • Степанова Елена Алексеевна
  • Шункина Нина Ивановна
RU2412133C1
ПРОППАНТ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОППАНТА 2016
  • Можжерин Владимир Анатольевич
  • Новиков Александр Николаевич
  • Сакулин Вячеслав Яковлевич
  • Мигаль Виктор Павлович
  • Салагина Галина Николаевна
RU2619603C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2019
  • Первушин Николай Григорьевич
  • Миронов Станислав Евгеньевич
RU2744902C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2001
  • Шадрин Л.В.
  • Рудницкий С.В.
  • Степанова Е.А.
  • Чиковани И.О.
RU2191167C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ И КОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1998
  • Пивинский Ю.Е.
  • Гришпун Е.М.
  • Рожков Е.В.
RU2153482C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА ИЗ ТОПАЗОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2004
RU2287502C2

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОГО И МУЛЛИТОКОРУНДОВОГО ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области химической технологии, технологии силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. Техническим результатом изобретения является разработка способа получения корундового и муллитокорундового огнеупорного теплоизоляционного материала с содержанием корунда не менее 50 мас.%. Способ получения корундового и муллитокорундового огнеупорного теплоизоляционного материала включает смешивание исходного сырья, включающего каолин и бифторид аммония, при массовом соотношении 1:1,11-1,35, прокаливание и спекание при температуре 1310-1400°С. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 366 636 C1

Способ получения корундового и муллитокорундового огнеупорного теплоизоляционного материала, включающий смешивание исходного сырья, прокаливание и спекание, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют каолин и бифторид аммония при массовом соотношении 1:1,11-1,35 и спекание проводят при температуре 1310-1400°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2366636C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА ИЗ КАОЛИНА 2006
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Дьяченко Александр Николаевич
RU2312940C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЛИТА ИЗ КВАРЦ-ТОПАЗОВОГО СЫРЬЯ 2004
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Дьяченко Александр Николаевич
  • Милютин Николай Дмитриевич
RU2272854C1
RU 2056464 С1, 20.03.1996
US 4911902 А, 27.03.1990
БАЛКЕВИЧ В.Л
Техническая керамика
- М.: Стройиздат, 1984.

RU 2 366 636 C1

Авторы

Вакалова Татьяна Викторовна

Погребенкова Валерия Валерьевна

Горбатенко Виктория Валерьевна

Погребенкова Тамара Васильевна

Даты

2009-09-10Публикация

2008-04-25Подача