КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОУПОРОВ Российский патент 2013 года по МПК C04B33/138 C04B33/04 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации цирконильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С. Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл. №9) [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%:

необогащенный каолин - 45-60, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17 (Пат.2308435. Российская Федерация, МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. - Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29) [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая морозостойкость кислотоупоров.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и морозостойкости кислотоупоров.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин дополнительно вводят алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

необогащенный каолин 50-80

алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома с содержанием мас.%: SiO₂ - 5,5; Аl₂O₃ - 76,4; Fе₂O₃ - 1,35; СаО - 7,8; Сr₂O₃ - 7,3; R₂O - 1,3 20-50

В качестве глинистого компонента для производства кислотоупоров использовалась каолиновая глина Чапаевского месторождения, минералогический состав которой представлен следующими минералами, мас.% каолинит - 45-50, полевой шпат - 20-30, кварц - 10-20, кальцит - 2-4, оксиды железа - 1-3, органические примеси (гумусовые вещества) - 1,8-2. Месторождение каолина Чапаевского месторождения находится на окраине города Чапаевска Самарской области. Усредненный химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 69,8; Аl₂O₃ - 16,38; Fe₂O₃ - 3,10; СаО - 3,02; MgO - 1,42; R₂O - 0,20; п.п.п. - 5,08. По суммарному содержанию Al₂O₃ + TiO₂ он относится - к полукислым глинам с высоким содержанием красящих оксидов (Fe₂O₃ более 3%), по содержанию частиц размером менее 0,005 мм (35-38%) исследуемое сырье относится - к грубодисперсному, по пластичности - умеренно-пластичное (число пластичности 10-15), по чувствительности к сушке - малочувствительное, по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°С), по спекаемости - среднеспекающееся с интервалом спекаемости 100-120°С.

Алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома представлены следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 5,5; Al₂O₃ - 76,4; Fе₂O₃ - 1,35; СаО - 7,8; Cr₂O₃ - 7,3; R₂O - 1,3. Шлаки имеют плотную структуру, сложенную четко сформированными пластинчатыми кристаллами, имеющими темно-серую окраску с зеленоватым или фиолетовым оттенком. Минералогический состав шлаков представлен в основном корундом, β - глиноземом и хромовой шпинелью. Такой состав шлаков предопределяет их высокую прочность, огнеупорность (1900°С) и термическую стойкость. Температура разрушения шлака под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°С.

Введение в составы керамических масс алюмосодержащих шлаков от производства металлического хрома, за счет повышенного содержания в нем Al₂O₃, позволяет значительно повысить термостойкость и морозостойкость кислотоупоров.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности не более 5% и затем обжигались при температуре 1250-1300°С. В таблице 1 приведены составы керамических масс, а в таблице 2 физико-механические показатели кислотоупоров.

Таблица 1 Составы керамических масс Компоненты Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 4 Необогащенный каолин 80 70 60 50 Алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома 20 30 40 50

Таблица 2 Физико-механические показатели кислотоупоров Показатели Составы Прототип 1 2 3 4 Морозостойкость, циклы 124 130 155 189 35-49 Механическая прочность при изгибе, МПа 70 75,5 81,4 90,2 - Термостойкость, теплосмены 23 25 28 29 9-14 Кислотостойкость, % 98,4 99,1 99,18 99,3 97,9-98,9

Как видно из таблицы 2, кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость и термическую стойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании алюмосодержащих шлаков от производства металлического хрома позволяет повысить морозостойкость и термостойкость кислотоупоров

Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и термостойкости кислотоупоров, которые достигаются добавлением алюмосодержащих шлаков от производства металлического хрома в составы керамических масс на основе необогащенного каолина при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин 50-80, алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома с содержанием мас.%: 20-50, состав шлака мас.%: SiO₂ - 5,5; Аl₂O₃ - 76,4; Fе₂O₃ - 1,35; CaO - 7,8; Cr₂О₃ - 7,3; R₂O - 1,3. 2 табл.

Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая необогащенный каолин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
необогащенный каолин 50-80
алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома с содержанием мас.%: SiO₂ 5,5; Al₂O₃ 76,4; Fe₂O₃ 1,35; СаО 7,8; Cr₂O₃ 7,3; R₂O 1,3 20-50.