СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2010 года по МПК C04B35/00 

Предлагаемое изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая (в мас.%): микрокремнезем производства кристаллического кремния 52,7…56,3; зола-унос 42,5…46,5; пыль электрофильтров производства алюминия 0,8…1,2 (патент РФ №2254309, C04B 35/16).

Недостатками указанной смеси являются относительно низкие значения прочности при сжатии после пропаривания, коэффициента конструктивного качества, морозостойкости, а также повышенные температура обжига и расход топлива.

Технический результат - повышение прочности при сжатии после увлажнения, коэффициента конструктивного качества и морозостойкости, снижение температуры обжига и расхода топлива.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения при следующем соотношении компонентов (в мас.%):

Микрокремнезем 79…82 Пыль электрофильтров производства алюминия 15 Зола-унос 3…6

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом Братского алюминиевого завода, характеризующимся малым размером частиц (0,1…3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (25…34 м²/г) и небольшой насыпной плотностью (до 0,3 г/см³). Химический состав микрокремнезема производства кристаллического кремния (мас.%):

SiO₂ 90…95 Al₂O₃ до 0,8 Fe₂O₃ до 0,8 CaO до 1,6 MgO до 1,2 SiC до 5 C_общ до 9 K⁺ до 0,25 Na⁺ до 0,06 П.п.п. до 20

Пыль электрофильтров основного производства алюминия является дисперсным отходом производства алюминия со средним размером частиц 5…8 мкм и насыпной плотностью 0,84…0,92 г/см³. Пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода содержит (мас.%):

F до 10,54. Al₂O₃ до 26,4 Na₂O до 8.96 СаО до 1,68 MgO до 0,88 Fe₂O₃ до 0,88 SiO₂ до 2,0 П.п.п до 43,36

Зола-унос является отходом ТЭС, образующимся при сжигании бурых углей Ирша-Бородинского месторождения. Зола-унос содержит (мас.%):

CaO до 20,0…35,0 MgO до 3,0…6,0 SiO₂ до 40,0…55,0 Fe₂O₃ до 6,0…14,0 Al₂O₃ до 4,0…10,0 K₂O до 0,3…1,5 Na₂O до 0,2…0,5 SO₃ до 0,9…5,0 П.п.п. не более 2

Известен способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг при 800°C (патент РФ №2254309, C04B 35/14). Недостатком указанного способа являются повышенные затраты на обжиг и низкие прочность обожженных изделий, коэффициент конструктивного качества и морозостойкость.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления стеновых керамических изделий включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг при 750°C и дополнительно выдерживание в воде после обжига в течение 48 часов.

Пример 1. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода, пыль электрофильтров основного производства алюминия Братского алюминиевого завода и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения.

Процесс приготовления смеси включает следующие операции: сухие компоненты тщательно перемешивают, затем увлажняют водой до влажности 23%. Из полученной сырьевой смеси методом полусухого прессования при удельном давлении прессования 20 МПа формуют образцы-цилиндры диаметром 40 мм.

Затем полуфабрикат сушат при комнатной температуре до постоянной массы и обжигают при температуре 750°C.

Пример 2. Изделия, изготовленные по п.1, после обжига выдерживают в воде в течение 48 часов.

Примеры составов и физико-механические свойства изделий на их основе приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1 Компоненты Содержание ингредиентов в составе (мас.%)   1 2 3 Микрокремнезем 79,0 80,5 82,0 Пыль электрофильтров 15 15 15 Зола-унос 3,0 4,5 6,0

Таблица 2 Показатель Составы Прототип   1 2 3   Температура обжига, °C 750 750 750 800 Средняя плотность, кг/м³ 1163 1187 1210 1226…1245 Прочность при сжатии после увлажнения, МПа 33,70 35,41 36,12 - Прочность при сжатии после пропаривания, МПа - - - 28,5…31,3 Водопоглощение, мас.% 36,42 35,50 34,57 34…37 Коэффициент конструктивного качества×10², МПа/(кг/м³) 2,898 2,983 2,985 1,7…1,9 Морозостойкость, циклы 50 50 50 35 Примечание: Коэффициент конструктивного качества рассчитан как отношение прочности при сжатии (МПа) к средней плотности (кг/м³), а коэффициент размягчения - как отношение прочности влажных образцов (после нахождения в воде в течение 2-х суток) к прочности сухих обожженных изделий.

Изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии после увлажнения, коэффициента конструктивного качества и морозостойкости, снижение температуры обжига изделий. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий включает микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения при следующем соотношении компонентов в мас.%: микрокремнезем - 79-82; пыль электрофильтров производства алюминия - 15; зола-унос - 3-6. Способ производства стеновых керамических изделий из сырьевой смеси включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг при температуре 750°С, а после обжига изделия выдерживают в воде в течение 48 часов. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Микрокремнезем 79-82 Пыль электрофильтров производства алюминия 15 Зола-унос 3-6

2. Способ производства стеновых керамических изделий из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление шихты, формование, сушку, обжиг и дополнительную обработку, отличающийся тем, что изделия обжигают при 750°С и после обжига выдерживают в воде в течение 48 ч.