КЕРАМИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО КИРПИЧА Российский патент 2016 года по МПК C04B33/132 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас. %: умеренно-пластичный лессовидный суглинок - 50-80, золошлаковый отход электростанции с содержанием горючего вещества более 35% - 10-25, среднепластичная легкоплавкая глина - 10-25 (Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР SU, C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37) [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (55-81 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления легковесного кирпича, включающая следующие компоненты, мас. %: межсланцевая глина - 50-70, горелые породы - 30-50 (Абдрахимов В.З. Использование отходов горючих сланцев в производстве теплоизоляционных материалов без применения природного сырья / В.З. Абдрахимов, И.Ю. Рощупкина, Е.С. Абдрахимова, А.В. Колпаков // Экология и промышленность России. - 2012. - №3 (март). - С. 28-31) [2]. Принят за прототип.

Недостатками указанного состава керамической массы являются относительно низкая морозостойкость - 83-88 циклов попеременного замораживания и оттаивания и высокая плотность 1270-1370 кг/м³.

Сущность изобретения - получение из отходов производств без применения природного традиционного сырья легковесного кирпича и повышение его качества.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение плотности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую межсланцевую глину, дополнительно вводят отход флотационного обогащения антрацитов с содержанием, мас. %: SiO₂ - 28,4; Al₂O₃ - 13,7; Fe₂O₃ - 5,83; CaO - 1,53; MgO - 1,24; R₂O - 1,92; п.п.п. - 47,38 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

межсланцевая глина 50-70 отход флотационного обогащения антрацитов с содержанием оксидов, мас. %: SiO₂ - 28,4; Al₂O₃ - 13,7; Fe₂O₃ - 5,83; CaO - 1,53; MgO - 1,24; R₂O - 1,92; п.п.п.- 47,38 30-50

Отход флотационного обогащения антрацитов - один из отходов угольных шламов ЦОФ (центральной обогатительной фабрики) «Обуховская» (Ростовская область) - является малосернистыми по сравнению с другими отходами энергетики. Содержание угольной составляющей может достигать 40%, а минеральная часть представлена в основном гидрослюдой, кварцем, полевыми шпатами и слюдой. Органическая часть отхода флотационного обогащения антрацитов представлена в большей степени антрацитом, за счет чего в них мало летучих компонентов и поэтому он трудно воспламеняется и горит коротким пламенем (температура обжига керамических изделий должна быть не менее 1050°C). Зольность отхода в среднем составляет 45%, а теплотворная способность - 4500 ккал/кг. Химические составы шламов флотационного углеобогащения представлены: оксидный - в таблице 1, поэлементный - в таблице 2.

Имея повышенное содержание п.п.п. (потери при прокаливании 47,38%, таблица 1), шламы флотационного углеобогащения способствует получению легковесного кирпича с низкой плотностью, а повышенное содержание Fe₂O₃ способствует спеканию изделий при относительно невысоких температурах.

В качестве глинистого компонента для производства керамических материалов использовалась межсланцевая глина. Межсланцевая глина образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см³. Химический оксидный состав межсланцевой глины представлен в таблице 1, а поэлементный - в таблице 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Сырьевые материалы высушивались до влажности не более 5%, затем измельчались до прохождения сквозь сито 0,63 мм. Высушенные сырьевые материалы тщательно перемешивали. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24% (в зависимости от содержания глинистого компонента), из которой формовали кирпич. Кирпич-сырец высушивали до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°C. Изотермическая выдержка при конечной температуре составляла 60 минут.

В таблице 3 приведены составы керамических масс, а в таблице 4 - физико-механические показатели кирпича.

Как видно из таблицы 3, легковесные кирпичи получили из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Полученный кирпич из предложенных составов имеет по отношению к прототипу более высокую морозостойкость и низкую плотность (таблица 4).

Полученное техническое решение при использовании отхода флотационного обогащения антрацитов позволяет повысить морозостойкость и снизить плотность легковесного кирпича.

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

Источники информации

1. Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР SU, C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37.

2. Абдрахимов В.З. Использование отходов горючих сланцев в производстве теплоизоляционных материалов без применения природного сырья / В.З. Абдрахимов, И.Ю. Рощупкина, Е.С. Абдрахимова, А.В. Колпаков // Экология и промышленность России. - 2012. - №3 (март). - С. 28-31.

Изобретение относится к составам масс для получения легковесного кирпича. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости и снижении плотности легковесного кирпича. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас. %: межсланцевая глина 50-70; отход флотационного обогащения антрацитов 30-50. Отход флотационного обогащения антрацитов содержит следующие оксиды, мас. %: SiO₂ - 28,4; Al₂O₃ - 13,7; Fe₂O₃ - 5,83;CaO - 1,53; MgO - 1,24; R₂O - 1,92; п.п.п. - 47,38. 4 табл.

Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича, включающая межсланцевую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отход флотационного обогащения антрацитов с содержанием, мас. %: SiO₂ - 28,4; Al₂O₃ - 13,7; Fe₂O₃ - 5,83; CaO - 1,53; MgO - 1,24; R₂O - 1,92; п.п.п. - 47,38 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
межсланцевая глина 50-70 отход флотационного обогащения антрацитов с содержанием оксидов, мас. %: SiO₂ - 28,4; Al₂O₃ - 13,7; Fe₂O₃ - 5,83; CaO - 1,53; MgO - 1,24; R₂O - 1,92; п.п.п. - 47,38 30-50