Способ изготовления пористых керамических изделий Советский патент 1993 года по МПК C04B38/00 C04B33/00 C04B35/14 

ел

с

Сущность изобретения: формуют гранулы диаметром 5-20 мм при травлении 5-15 МПа до плотности 1,5-1,8 г/см3 из смеси состава в мас.% трепел 92-99. фрезот - побочный продукт химического фрезерования, алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксида натрия с алюминатом натрия 0,5-3,0 и отходы гальванического производства, содержащие Ре20з 14,88- 23,6% и А120з 29,16-30,02%, 0,5-5,0, засыпают в форму, вспучивают при температуре 950-1050°С и охлаждают. 3 табл.

Изобретение относится к способам изготовления керамических изделий, в частности к производству керамических блоков для стен ограждения.

Известен способ изготовления строительных материалов, включающий (мас.%)трепела 84,7-86,9, отходов очистки каталитического крекинга нефти 0,1-0,3 и калыдийсодержащих отходов гальванического производства 3-15. Объемная масса изделий 920-1045 кг/м3, прочность при сжатии 114-147 кг/см ; время обжига при высоких температурах 3 ч.

Недостатками являются:

изделия получаются сравнительно тяжелыми 920-1045 кг/м2; .

длительность обжига при высокой температуре - 3 часа;

в составе кальций содержащих отходов гальванического производства малое содержание оксидов РегОз 1,86% и 0,05%.

Содержание этих отходов в оптимальных .соотношениях играет решающую роль для формирования структуры пористых керамических изделий при вспучивании сырьевой смеси при температуре 950-1050°С.

Прототипом предлагаемого изобретения является способ изготовления пористых керамических строительных материалов, включающий подготовку сырьевой смеси, формование сырцовых гранул, засыпание их в формы и вспучивание массы при температуре 1050°С. Недостатком прототипа является низкая плотность и прочность сырцовых гранул после формования, что способствует их дальнейшему разрушению при перемещении по технологической цепочке, снижению качества изделия и теплопроводности.

Целью изобретения является снижение средней плотности, теплопроводности, дли 00 VJ

ЧЭ СО

CJ

тельности цикла изготовления и повышения однородности свойств.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления пористых керамических изделий, включающем смешивание компонентов, формование гранул диаметром 5-20 мм, засыпку в форму, вспучивание при температуре 950-1050°С, и охлаждение, гранулы формуют при давлении 5-15 МПа до плотности 1,5-1,8 г/см3 из смеси состава, мас.%: трепел 92-99: фрезот - побочный продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксида натрия 0,5-3,0 и отходы гальванического производства 0,5-5,0%, содержащие 14,88-23,6% и АЫЭз 29,16-30,02%.

Для осуществления заявленного способа готовили сырьевую смесь из следующих компонентов..

Трепел-- это легкая глинородная порода, содержащая аморфный кремнезем в виде мельчайших шариков опала. Плотность её измеряется в широких переделах 500- 1200 кг/м3, пористость- 60-70%. В примерах выполнения использован трепел Ульяновского месторождения (пос. Инза). В химическом отношении он представляет собой кремнеземистую массу с примесью глинистых (5-10%) и карбонатных пород (8-10%). Химический состав трепела, мас.%: Si0274;7-80;i; 5,32-6,4; Ре20з 1,89-2,55; СаО 3,5-6,3; МдО; 0,6-6,34; ЗОз 6,05-0,2; Р20б 0,22-0,13,

Отходы гальванического производства -этотвердый осадок, получаемый в результате реагентной переработки отработанных растворов КАПО им, Горбунова г. Казани. Химический состав осадка следующий, мас.%: СаО 14,42-16,40; Сг20з 1,32-4,02; РеОобщ 14,88-23,60; 29,16-30,02; СиО 0,76-0.88; NiO 1,86-6,10; ZnO 0,35-0,45; СгОз 0,012-1,10; ЗОзп.п.п.

Данные отходы в настоящее время нигде не используются и скапливаются в цехе очистных сооружений. Ежедневный сброс отходов составляет 2-8 т, а ежегодный 600- 2400 т. По внешнему виду осадок представ- ляет собой твердое вещество от светло-коричневого до темно:коричневого цвета в виде разломанных пластин спрессованного материала. По гранулометрическому составу - фракции до 40 мм. Массовая доля влаги в осадке 60-70%.

Фрезот-зт о побочный продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного рэстрора гидроксида натрия с алюминатом нятрия (Ту 10-07-576-87), плотностью 1.1-1,3 г/см°. Моссовпя доля общего гидроксида натрия не менее 230 г/л;

массовая доля общего гидроксида натрия не менее 110 г/л; массовая доля алюминия не более 120 г/л.

Способ осуществляется следующим образом.

Для приготовления сырьевой смеси трепел высушивали до гигроскопической.влажности измельчали до прохождения на сите 0,08 мм в количестве 75-85%. Порошок тре0 пала перемешивали с порошком из отходов гальванических производств в виде осадка после реагентной обработки, а затем затворяли фрезотом - побочным продуктом химического фрезерования алюминиевых

5 сплавов. Затем способом прессования изготовляли образцы шарообразных гранул диаметром 5-20 мм при давлении 20 МПа на специальном вальцевом прессе до плотности образца 1,5-1,8 г/см3. Затем образцы

0 гранул шарообразной формы свободно насыпали в форму, последнюю встряхивали, чтобы поверхность сырцовых гранул в форме была ровная. Форму с гранулами поме- щэл й в сушильный шкаф и поднимали

5 температуру от 20 и 1109С со скоростью 5°С в 1 мин, а затем производили термическую обработку при температуре 200-350°С, в течение 2 мин и вспучивали массу при температуре 950-1050°С в течение 7-15 мин. .

0 Режимы формования, примеры составов и основные физико-механические свойства керамических блоков приведены в табл.1,2,.

Достоинством предлагаемого способа

5 является снижение длительности цикла термической обработки при высоких температурах, т.к. вспучивание при температуре 950-1050°С производится всего лишь в течение 7-15 мин, а весь цикл термообработки

0 (без сушки) занимает 27-35 мин. Кроме того, к достоинствам предлагаемого способа следует отнести высокую однородность керамического изделия, что достигается за счет формования плотных и прочных сырцовых

5 гранул диаметром 5-20 мм при давлениях до 20 МПа. При этом гранулы не разрушаются по технологическому тракту и сохраняют свою форму и размеры до их засыпки в формы, что уже в процессе формования изделий

0 позволяет повышать однородность изделий. Коэффициент однородности по средней плотности составляет 4-5%, а по прочности 4-8%, что значительно ниже известных способов.

5 Формула изобретения

Способ изготовления пористых керамических изделий, включающий смешивание компонентов, формование гранул диаметром 5--20 мм, засыпку в форму,- вспучивание при 950-1050°С и охлаждение, о т л и ч.а ющ и и с я тем, что, с целью снижения средней плотности, теплопроводности, длительности цикла изготовления и повышения однородности свойств, формуют гранулы при давлении 5-15 МПа до плотности 1,5- 1,8 г/см3 из смеси состава, мас.%: трепел

Режимы давления прессования

Составы сырьевых смесей

Физико-механические свойства керамических блоков

92-99; фрезот - побочный продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксила натрия - 0,5-3,0 и отходы гальванического производства, содержащие Ре20з 14,88-23,6% и А 20з29,16-30,02%, 0,5-5.0.

Таблица 1

Таблица 2

10

Таблица 3

Продолжение табл;3