Керамическая масса для изготовления кислостойких изделий Советский патент 1980 года по МПК C04B33/00 

I

ТЪобретение относится к химии и может быть использовано в промышленности строительных материалов и химической промышленности.

Известна керамическая масса l для изготовления кислотоупорных изделий, включающая глину, шамот, магнийсодержвтций компонент из группы магнезит, дунит и щелочесодержащий компонент из группы нефелин-сиенит, перлит при следующем соотношении, вес. %:

Глина4О-7О

Шамот10-30

Магнийсодержащий компонент5-10Шелочесодержаший компонент 1О-25 Термостойкость изделий на основе известной массы находится в пределах 15-25 теплосмен, вопопоглошение 4%, кислотостойкость 9 7,3%, предел прочьооти при сжатии 150 МПа, при изгибе 42 МПа.

Наиболее близкой к изобретению Является к амическая масх:а для изготовления кислотостойких изделий, включающая, %: глина 7Oj шамот 2О, и кремнеземсодержащий компонент 10. Термостойкость изделий составляет не менее 30 теплосмен, водопоглощенне 6,8-7,4%, кислотостойкость 96,2-97,8%Г предел гфочности при сжатии 49-68,6 МПа, при изгибе 1О-13,5 МПа 2.

Недостатком указанных керамических масс Является невысокая кислотостой- кость и высокое водопоглощение изделий.

Цель изобретения - повышение кислотостойкости и снижение водопоглощения изделий.

Указанная иель достигается тем, что керамическая масса для изготовления кислотостойких изделий, включающая глину, шамот и кремнеземсолержшаий компонент, дополнительно содержит или PgO-HSiOi или RF, где R-Na или К 37 при следующем соотношении компонентов вес. %: Глина7-25 Шамот10-40 R2 СО или R.O-n5iO,i или RF (в пересчете на )О, Кр емн 93 емс одер жаший компонентОстальное В качестве глины используют глины као.пинитового, монтМориллонитового или моно термитового .составов, В качестве отоши теля - кремнеземе од ер жаший компонент из группы кварц, лесс, супесь и шамот. Приготовление композиции осушествляют следующим образом. Предварительно эысугиенную глину, соединение щелочного металла R,CO3 или Rj O-nSl Qji или RF и часть кремне земсодержащего компонента, ваятьтх в соотношении из расчета состава ,2p -66iO2, подвергают совместному помолу в мельнице до тонины помо ла, соответствующей удельной поверх- ности по прибору ПСХ-2. Измельченные совместно компонен ты смешивают с остальным кремнеземсодержащим компонентом, доувлажняютмассу до влажности 6-10%, перемешивают доравномерного распреде/тения влаги и из попученното пресс-порошка на прессах полусухого прессования иаяелий, которые после подсушки обжигают 1фи 1О5О-1150°С. При обжиге происходит вааимодействие в первую очередь в измельченных совместно компонента, з образованием кристаллических веществ состава 6SiO, являющихся аналогами кислотостойких природных минералов, например, альбита или ортоклаза. В процесп се образования указанных веществ происхо дит также взаимодействие их поверхности с неизмельченным кремнеземсодержащим компонентом, стойким к воздействию кислот, что способствует попучекию плотного черепка с высокой кислотостой костью и низким водопоглощением. Из керамической массы могут быть изготовлены киспотоупорные плитки. Кирпичи, КОЛЫ1Й. Пример 1 . Смесь предварител но яысушенвых при 1О5 С компонентов, содержащую вес % : глинистый компо невт - бетонит Черкасского местс ождення 7, кремнеземсодержаший компонент песо Кнавсхого месторождения 10, со74пу техническую 2,6 (в пересчете на a.jO - 1,5), подвргают совместному помолу в вибромельницо до тонины помола, соответствующей удельной поверхности 4100 по ПСХ-2. Полученную месь смешивают с остальными компонентами, вес, %: шамот 1О, кремнеземсодержащий компонент - лесс Киевского Месторождения 71,5, увлажняют до 8%ной влажности, перемешивают до равномерного распределения влаги. Из полученного пресс-порошка формуют на прессформе плитки размером Ю мм, которые подсушивают на радиадионмом сушиле при lOS-lSO C, укладывают в капсели и обжигают в муфельной печи в течение 34 ч с изотермической выдержкой при 3 ч. После обжига изделия имеют следующие физико-механические показатели: предел прочности при сжатий .203 МПа, при изгибе 45,6 МПа, водопоглощение 0,89%, кж:- лотостойкость согласно ГОСТу 47364 - 99,44%, термостойкость 18 теплосмен, уменьшение веса плиток после их кипячения в кислоте 7О%-ной концентрации в течение 7ОО ч составляет О, 69%. Пример 2. Смесь предварен тельно высушенных при 105 С компонент тов, содержащую вес.%: глина часовьярского месторождения 25, кварцевый песок 18, 7, содопоташная смесь 8,6 (в пересчете на Мил О - 5), подвергают совместному помолу в вибромельниде до тонины помола, соответствующей упеаъ ной поверхности 5ООО по ПСХ-2. Полученную смесь смешивают с остальными компонентами, вес. %: шамот 15, песок речной днепровский 36,3, увлажняют до 7%-ной влажности, перемешивают до равномфного распределения влаги. Из полученного пресс-порошка формуют на прессе полусухого пресс «вания кирпич pa3Mq oM мм, который после подсушки в туннельном сушиле обжигают в муфельнсЛ печи в течение 48 ч. с изотермической выдержкой при 2 ч. После обжига изделия имеют следующие физико-механические показатели;предел прочности при сжатии 146 МПа, при изгибе 10,4 МПа, водопоглощение 3,6%, кислотостойкость согласно ГОСТу 473-64 98,9%, термостойкость 12 теплосмен. Пример 3 . Смесь предварительно высушенных при 1О5 С компонеи тов, содержащую, вес. %: глинистый компонент - кполин Просяновского место рождения 9, кремнеземсопержатий компо нент - песс Киевского месторождения 10 и безводный метаснликат натрия NajO-SiOg 7,1 (в пересчете иа Na О 3,5), подвергают совместному помолу в внбромельнице до тонтсы помола, соответствуюшей удельной поверхности 3100 по ПСХ-2. Полученную сме смешивают всукую с остальными компонентами, вес. %: шамот 25, кремнеземсодержаший компонент - лесс Киевского месторождения 52,5 увлажняют до 8%-ной влажности и перемешивают до равномерного распределения влаги. Из полученного пресс-порошка фор.уют на пресс-форме плптки размером 1О(ХЗО1Ом которые после подсу ики в радиационном сушиле укладывают в капсели и обжигаю в муфельной печи в течение 34 ч с изотермической выдержкой прр 2 ч После обжига изделия имеют следующие физико-меканнческие показателя: предел прочности при сжатии 127 МПа, при 30,2 МПа, водопоглошение 1,2%, кислотостойкостьгогласно ГОСТу 4 73-64 ПО, 69%. термостойкость 32 теплосмены. Примеры 4 и 5, Смеси предварительно высухионных при 105С до постоянного веса компонентов, состоящие из глинистого компонента каол1та, песка речного н соединения щелочного металла, подвергают совместному помолу в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 3630 по прибору ПСХ-2. Затем их смешивают с остальными компонентами: шамотом н кремнеземе од ержащим супесью Киевского месторождения, увлажняют до 6%-ной влажности, перемеи1ивают до равномерн дго распределения влаги. Из полученного пресс-порошка формуют обраэ1Ы-ЦИЛННДРЫ высотой и диаметром 50 мм, которые после подсушки в сушильном шкафу при 100±5С обжигают в муфельной электропечи в течение 18 ч с изотермической выдержкой при 2 ч. Свойства полученных после обжига образцов представлены в таблице.

87,813,7

92,114,2

99,41

2,02

2,97

99,42 Техническая эффективность изобретения 5 состоит в получении кислотостойких иэде ЛИЙ с кислотостойкоетью 98,9-99,69%, водопоглошением 0,83-3,2%, пределом 7 прочности на сжатие 58-203 МПа, при изгибе 10,4-45,6 МПа, термостойкостью 12-32 теплосмены. Результаты исследований стойкости кислотостойких материалов в кипяших и холопных кислотах в течение длительного времени показали, что процесс их корроиии носит затухающий характер, в отличие от традицисшных кислотоупоров у которых процесс растворения со временем интенси фицируется. Формула изобрет е н Керамическая масса для изготовления кислотостойких изделий, включающая гли Biy, шамот, и крсмнеземсолержащнй компонент, отличающаяся тем, что, с целью повьпцения кислотостойкости я снижения водопоглошения, она дополнительно содержит или hSiO или RF , где R - Na или К при следующем соотношении компонентов, вес,%: Глина7-.25 Шамот.10-40 или R O-MSiOg или R F {в пересчете на RjO) 0,8-5 Кремнеземсодержаший кся«лпонентОстальное Источники информащ1и, принятые во ииимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 444756, кл. С 04 В ЗЗ/ОО, 1972. 2. Новая технология в керамическом производстве . Труды института НИИстройкерамика, М., 1977, вьш. 42, с, 61-63.