Способ изготовления керамзита Советский патент 1983 года по МПК C04B31/20 

9

Изобретение относится к произволству строительных материалов, в. част tfocTH заполнителей, используемых в агрессивных средах и при повышенных температурах.

Известен способ изготовления легкого заполнителя, например керамзита, путем Опудривания глинистых гранул порошком шлаков вторичного переплава алюминиевых сплавов 1.

Недостатками известного способа являются недостаточные огнеупорность и щелочестойкость заполнителя, поскольку огнеупорные и хитлически стойкие кристаллические фазы (муллит и незначительное количество шпинели ) формируются ливдь в поверхностном слое гранулы, в то время как в центральной части гранулы преобладает стеклообразная фаза.

Наболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления керамзита, включакяций опудриваниа глинистых гранул отходом производства дивинила для синтетического каучука

Однако керамзитовый гравий, полученный указанным способом, обладает низкой щелочестойкостью вследствие значительного содержания в опудфиваквдем порошке окиси хрома, а также низкой огнеупорностью гранул керамзита из-за наличия в составе опудриваквдего порошка азотнокислого кешия, обусловливающего появление легкоплавких эвтектик.

Цель изобретения - повышение огнеупорности и щелочестойкости заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу .изготовления керамзита, включающему опудривание глинистых гранул глиноземсодержащим порсмаком, гранулы опудривают порсияком отвальных ишаков производства ферротитана.

Порошок отвальных ишаков производства ферротитана имеет следукяций , химический состав, мас.%: SiOj 0,081,6; A&iO, 69,0-75,0- Т1Ог 18,318,7; РеаОз 2,7-3,5,- FeO ,5; СаО 1-1,2 i MgO 0,4-2,2,

Отвальные шлаки производства ферротитана имеют буроватую окраску. По минералогическому составу шпаки содержат корунд, алюмотитанат и ильменит. Обладая сложным полиминеральным составом, отвальные ишаки производства ферротитана при опудривании глинистых гранул в зоне керамзитообразования обусловливают протекание следующих физико-химических процессов.

Попадая на поверхность гранулы и заполняя возникающие дефект ; поверхности, частицы шлака внедряются и интенсивно усваиваются расплавом, образование которого обусловлено

плавлением легкоплавких минералов, входящих в состав глинистого сырья. Тугоплавкие компоненты отвальных шлаков, такие как корунд с температурой плавления 2 04 О-2О 5ОС и алюмотитанат с температурой плавления 1890°С, подвергаются жидкофазному спеканию как между собой, так и с оставшимися,на поверхности минерал частицами гранулы,

Б результате протекающего процесса на поверхности.гранулы формируется уплотненный,- состоящий из огнеупорных кристаллических соединений, лишенный дефектов слой, придающий всей грануле повышенные огнеупорные свойства.

Кроме того, более легкоплавкие составлякицие отвальных шлаков, к которым- относятся кристаллическая фаза, представленная ильменитом РеТЮз с температурой плавления ниже,, и аморфная фаза при температуре вспучивания (128Q13,00°С) образуют расплав, обогащенный ионами титана и железа,, кото рый, проникая вглубь гранулы, усваивается появившимся ранете из глинистых минералов и легкоплавких эвтектик расплавом. Являясь активным катализатором кристаллизации, ионы Ti способствуют формированию в стеклообразной фазе центральной .части гранулы тугоплавких кристаллов, в частности, алюмотитаната, гейкилита. Благодаря возрастанию общего содержания кристаллической фазы увеличиваются щелочестойкость и тугоплавкость центральной части Гранулы.

Наряду с ростом общего содержани кристаллической фазы внедрение ионов в аморфную фазу приводит к значительней перестройке и уплотнению каркаса стеклообразной фазы.

Способ осуществляют следую1Вдм- рбразом.

Из глинистого сырья известными : технологическими приемами формируют сырцовые гранулы, которые подсушивают, а затем подсшзт на обжиг во ;Вра1Цаквдуюся печь с одновременной подачей в нее предварительно подготовленного опудривателя в количестве 2-4% к массе сырцовых гранул Обжиг ведут при оптимальной температуре вспучивания. Охлаждение осущесвляют известными способами,

П р и м е р. Из глинистого сырья Смьшшяевского и Бузулукского месторождений пластическим способом формиру гранулы д h 10 мм. Сформованные гранулы подсушивают в сушидьном шкафу при . После подсушки часть гранул обжигают в лабораторной вращющейся печи с введением опудривател в количестве 2,5% к массе сырцовых гранул. В качестве опудривателя использу ют отвальные шлаки ферротитанового производства, измельченные на шаров мельнице до порошка с удельной поверхностью 1940 смVr. Измельченные шлаки имеют следукяпий химический со тав, мае. %: SiO l,2i 73,4;; TiOi 18,5: Fe,0 2,8| FeQ I,3;CaO 1 MgO 1,7. . Другую часть отформованных грану предварительно опудривают отходом производства дивинила для синтетического каучука. Расход опудривателя составляет 2,5% к массе сырцовых гранул. Опу цренные гранулы подсушивают в сушильном шкафу при 105 С и обжигаютв лабораторной вращагацей ся;печи.. . ; .. . :. После обжига и охлаждения определяют кажущуюся плотность гранул:, прочность на раскалывание И исгштывают их на огнеупорность и щелочестойкость. Огнеупорность заполнителя определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 20955-45 Заполнители для жаростойких бетонов. Определение щелочестойкости керамз 1 овых гранул включает кипячение их в рйствоЕ е щелочи ( 35%-Н Ый раствор NaOH/,. промывание горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции . раствора, сушку при до постоянной массы. Физико-механические свойства керамзита, полученного по известному и предлагаемому способу, приведены в таблице. . Из данных приведенных в таблице, следует, что предлагаемый способ позволяет полггчить керамзит улучшен-г ного качества, так как по сравнению с керамзитом, полученным по способу-прототипу, он обладает повышенными огнеупорностью и щелочестойкостью.

евсПредла1200гаемый 1230

То же

Извест1220ный 1230

То же

кПредла1310гаемый 1330

То же

Извест1310ный 1320

То же

84,0

1360

О г 9 84,0 1,41 1360

73,2

0,90 1320 Об зазование спеков

2,45

1400

90 ;0 90,1 2,39 1400 ,

2,2 13SO

78,5 Образование спеков