КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЛИНКЕРНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2012 года по МПК C04B33/132 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для изготовления клинкерных изделий.

Известна керамическая масса для получения кислотостойких изделий следующего состава, мас.%: глинистый материал - 50-70, пирофиллит - 25-30, полевошпатовый концентрат - 5-15 (Пат. 10431. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 16.07.2001, бюл.7).

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость (5-8 теплосмен).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая компоненты, мас.%: необогащенный каолин - 60-80, полевошпат-кварц-слюдистый концентрат - 10-20, шамот - 10-20 (Пат. 12389. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. / А.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 17.12.2002, бюл.12). Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкие кислотостойкость, термостойкость и прочность при изгибе.

Сущность изобретения - повышение кислотостойкости, термостойкости и прочности при изгибе.

Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости, термостойкости и прочности при изгибе.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин, дополнительно вводят шламы щелочного травления алюминия, содержащие, мас.%: SiO₂ - 0,3-0,8; Аl₂О₃ - 43-57; Fе₂О₃ - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; R₂O - 6-14; SO₃ - 0,5-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

необогащенный каолин 40-70 шламы щелочного травления алюминия, содержащие мас.%:   SiO₂ - 0,3-0,8; Аl₂О₃ - 43-57; Fе₂O₃ - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9;   MgO - 0,5-4; R₂O - 6-14; SO₃ - 0,5-6 30-60

В качестве глинистого компонента для производства клинкерных керамических изделий использовался необогащенный каолин Чапаевского месторождения Самарской области. Химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 65-75; Аl₂О₃ - 10-18; Fе₂O₃ - 1-3,5; CaO - 2-3,5; MgO - 0,5-2; R₂O (R₂O=Na₂O+K₂O) - 0,1-0,5; п.п.п. - 4-6. Невысокое содержание в необогащенном каолине оксида алюминия (Аl₂O₃ - 10-18) не позволяет получить из него кислотостойкие и термостойкие клинкерные керамические изделия. По содержанию частиц размером менее 0,001 мм (30-35,5) глина относится к грубодисперсному сырью, по пластичности - уверенно-пластичное (число пластичности 10-12), по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°С).

Шламы щелочного травления - это отходы металлургии и металлообработки. Они образуются на металлургических заводах при обработке сплавов алюминия концентрированными растворами. Такие растворы, как правило, состоят из едкого натра с небольшим количеством специальных веществ. Химический состав шламов представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 0,3-0,8; Аl₂О₃ - 43-57; Fе₂O₃ - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; R₂O - 6-14; SO₃ - 0,5-6.

Отличительной особенностью всех шламов являются высокие: а) степень дисперсности - 8000-10000 см²/г; б) пластичность (число пластичности более 10), что позволяет использовать для производства керамических клинкерных изделий малопластичные необогащенные каолины; в) высокое содержание в шламах оксида алюминия (Аl₂O₃ - 43-57) позволяет значительно повысить кислотостойкость, термостойкость и механическую прочность при изгибе клинкерных изделий.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 18-22%, из которой формовали плитки размером 100×100×20 мм, которые высушивали до остаточной влажности не более 5% и затем обжигали при температуре 1300°С.

В таблице 1 приведены составы керамических масс, а в таблице 2 - физико-механические и химические свойства.

Таблица 1 - Составы керамических масс Компоненты Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 4 Необогащенный каолин 70 60 50 40 Шламы щелочного травления алюминия 30 40 50 60

Таблица 2 - Физико-механические показатели кирпича Показатели Составы Прототип 1 2 3 4 Предел прочности при изгибе, МПа 70 72 78 82 40-44,5 Морозостойкость, циклы 160 165 174 181 - Усадка, % 8,8 9,3 10,2 10,8 11,4-12,2 Термостойкость, теплосмены 17 18 18 19 3-6 Кислотостойкость, % 98,7 98,9 99,2 99,3 97,8-98,5

Как видно из таблицы 2, клинкерные керамические изделия из предложенных составов имеют более высокие показатели по прочности, термостойкости и кислотостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании шламов щелочного травления алюминия позволяет повысить прочность, термостойкость и химическую стойкость клинкерных керамических изделий.

Использование отходов производств при получении клинкерных изделий способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для изготовления клинкерных керамических изделий. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости, кислотостойкости и механической прочности при изгибе изделий. Керамическая масса для изготовления клинкерных керамических изделий включает необогащенный каолин и шламы щелочного травления алюминия, содержащие, мас.%: SiO₂ - 0,3-0,8; Аl₂О₃ - 43-57; Fe₂O₃ - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; R₂O - 6-14; SO₃ - 0,5-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин - 40-70; шламы щелочного травления алюминия - 30-60. 2 табл.

Керамическая масса для изготовления клинкерных керамических изделий, включающая необогащенный каолин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шламы щелочного травления алюминия, содержащие, мас.%: SiO₂ - 0,3-0,8; Аl₂О₃ - 43-57; Fе₂О₃ - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; R₂O - 6-14; SO₃ - 0,5-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
необогащенный каолин 40-70 шламы щелочного травления алюминия 30-60