Шихта для синтеза волластонита Советский патент 1984 года по МПК C01B33/24 

д

о

СП

i(i Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к составам масс цл получения синтетического волластонита, который используется для получения керамических п.литок и специальной керамики. Известен способ получения волла тонита из шихты, содержащей окись кальция и отходы производства фтористого алюминия . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является шихта, с держащая трепел, известняк и карбо нат -лития . Однако волластонит, полученный шихты известного состава,содержит двукальцИевый иликат в виде 5 и железо в виде . Как известно, наличие в волласт ните двукальциевого силиката в форме СС25 ограничивает его применение в керамических массах, так как при 150-200°С в присутствии влаги проявляет вяжущие свойс ва, что снижает качество готовых к рамических изделий. Цель изобретения - повышение ка чества волластонита путем исключен содержания в нем двукальциевого силиката и окислов железа. Поставленнй,я цель достигается тем,- что в шихте в качестве кремнийсодержащего компонента используют отход производства белой сажи углекислотным способом, в качестве кальцийсодержащего компонента - отход производства кальцинированной соды, содержащий хлорид кальция, а в качестве минерализующей литийсодержащей добавки - лепидолитовые отходы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Отход производства белой сажи углекислотным способом 53-59 Отход производства кальцинированной соды, soдержащий хлорид кальция 40-45 Лепидолитовые отходы 0,5-2,5 Отходы производства белой сажи углекислотным способом содержат, % Ре О, 0,5-1; А1гО 1-1,5; NaCl 0,1-0,2; MdO 0,2-0,5; NaHCOi .0,2-0 Na2CO- 0,5-1,0; SO 1, 2-2; 3i02 остал ное и представляют собой тонкодисперсный порошок белого цвета. Отходы кальцинированной соды содержат,%: Са(ОН)2 11-19; СаС 9-1 NaCl 5-6; CaSO 6-9; FezOj 0,6-1; SiO 1-4; MffO 1-2; CaCOj остально и представляют собой тонкодисперсно вещество. Лепидолитовые отходы (отходы производства редкоземельных металлов) включают; %: 23; Li203,4 KjO 6,9; Na2O 1,08; F 3,6; оста ное и представляют собой вещество серого цвета фракцией 0-0,5 мм. Процесс образования волластонита (СаОб О ) при соотношении CaOiS O 61 происходит в несколько стадий. На первой стадии идет образование двукальциевого силиката. Этот процесс продолжается до тех пор, пока ; вся свободная СаО не будет израсходована, на второй стадии идет образование из 2СаО5;02 метасиликата ,Oj за счет извести, содержащейся в двукальциевом силикате, образованном на первой стгидии. Диоксид крмния, находящийся в отходах производства белой сажи, представляет собой аморфный SifDj с удельной поверхностью 10000 мг/г, в результате чего использование этих отходов в шихте вместо кварцевого песка, удельная поверхность которого- достигает 4000-5000 мг/г, способствует ускорению процесса образования волластонита. Высокая активность СаО в твердых отходах производства кальцинированной соды вследствие разложения гидроксида и карбоната кальция также способствует быстрому протеканию -процесса. Кроме того, высокая активность в отходах СаО и SiO, а также наличие .СаС12 в отходах кальцинированной соды и содержание ионов лития и фтора в лепидолитовых отходах обеспечивают полный переход двукальциевого силиката в метасиликат кальция на второй стадии процесса образования волластонита, в результате чего значительно улучшается качество последнего. Пример. В лабораторную мешалку загружают, г: отходы содового производства 450; отходы производства белой сажи 530; лепидолитовые отходы 20, что соответствует составу шихты, мас.%: отходы производства соды аммиачным способом 45; отходы производства белой сажи углекислотньм способом 53; лепидолитовые отходы 2. К 1000 г полученной смеси добавляют 500 г воды до получения ишикера с 50%-ной влажностью. Шликер подают в лабораторную мельницу, пропускают через сито 02 и помещают в термошкаф, где выдерживают при 95с в течение 4 ч до содержания влаги 5-6 %. Из полученного пресс-порошка формуют брикет по 20 г на лаборатор иом прессе при удельном давлении 40 МПа. Полученные брикеты обжигают в силитовой печи при в течение 24. Выход волластонита составляет 960 г или 96%. Свободные СаО и 2СаО 8102отсутствуют. Пример2. В лабораторную мешалку загружают, г: твердые отходы содового производства 400;

отходы производства белой сажи 590; лепидолитовые отходы 10, что соответствует составу шихты, отходы производства содовой промышленности 40; отходы производства белой сажи 59; лепидолитовые отходы 1. .

Приготовление масс, брикета и обжиг производят аналогично примеру 1.

Выход волластонита составляет 950 г или 95%. По данным рентгеноструктурного и петрографического анализа СаО и 2CaOSlO2 отсутствуют,, -Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, при составе компонентов шихты в указанных пределах волластонит получают хорошего качества - отсутствует двукальциевый силикат. При введении отходов производства кальцинированной соды более 45 мас.% (пример 3) содержание в волластоните 2СаО SiOj

составляет 5%, а при отходов производства белой сажи более 59 мас.% (пример 4) хоть в продукте и отсутствует двукальциевый силикат, однако появляются примеси

кварца и кристобалита.

При введении в состав шихты лепидолитовых отходов в количестве более 2,5% (пример 5) образцы при обжиге остекляются.

15

Таким образом,волластонит, .полученный из предлагаемой шихты, по -сравнению с прототипом чище и дешевле.

ШИХТА ДЛЯ СИНТЕЗА ВОЛЛАСТОНИТА, содержащая кремнийсодержа- . щий компонент, кальцийсодержаадий комгпонент и литийсодержащую минерализукадую добавку, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения Г--««.«.-, j РсоюШ|Г .Hfto. КИЕПцЛч качества волластонита путем исключения содержания в нем двукальциевого силиката и окислов железа, в качестве кремнийсодержащего компонента используют отход производства белой сажи углекислотным способом, в качестве кгшьцийсодержащего компонента - отход производства кальцинированной соды, содержащий хлорид кальция, а в качестве литийсодержащей минерализующей добавки лепидолитовые отходы при следующем соотношении, ингредиентов, мае. %: Отход производства белой сажнуглекислотным способом 53-59 Отход производства кальцинированной соды, содержащий хлорид кальция 40-45 (Л Лепидолитовые отходы 0,5-2,5.