Патент на изобретение №2287501

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов. Технический результат – повышение прочности и морозостойкости материала. Сырьевая смесь содержит следующие компоненты, мас.%: микрокремнезем 60,9-70,5, термообработанный суглинок 20,4-26,1, углеродсодержащий отход алюминиевого производства – пыль электрофильтров 9,1…13,0. Способ изготовления стеновых керамических изделий из вышеназванной сырьевой смеси включает приготовление сырьевой шихты, формование, сушку, обжиг при 875 и 950°С, увлажнение. Перед приготовлением шихты закарбонизованный суглинок измельчают и проводят термическую обработку при 500°С. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов.

Наиболее близко к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая, мас.%: микрокремнезем 59…77, глиежи 26…41 [1].

Недостатком указанных смесей являются относительно низкие значения прочности и морозостойкости.

Технический результат – повышение прочности и морозостойкости материала.

Технический результат достигается тем, что в качестве сырьевых компонентов используется микрокремнезем производство кристаллического кремния, термически обработанный при 500°С закарбонизованный суглинок и пыль электрофильтров основного производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом с удельной поверхностью 25…34 м²/г и содержанием аморфного оксида кремния до 93 мас.%. Химический состав микрокремнезема (мас.%): SiO₂ 86-93; Fe₂O₃ 0,14-1,28; MgO 1,03-1,20; Na₂O 0,39-0,46; К₂О 0,28-0,42; Al₂O₃ 0,7-1,05; CaO 0,26-0,44; ППП 3,7-5,29.

Пыль электрофильтров представляет собой дисперсный отход бурого цвета с размером частиц 5-8 мкм. Выбор пыль электрофильтров в качестве добавки для интенсификации процессов спекания техногенного сырья и улучшения свойств керамических изделий обусловлен наличием в ее составе целого ряда ценных (маловязких в температурном интервале обжига керамических изделий) минерализующих составляющих: фторидов кальция, магния, алюминия, криолита и др.

Пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода содержит (мас.%): F – 16; Al – 12; Na – 9,9; Са – 0,46; Mg – 0,1; SiO₂ – 0,65; Fe₂О₃ – 2,87; ППП – до 38.

Закарбонизированный суглинок Анзебинского месторождения содержит (мас.%): SiO₂ – 55,0; Al₂О₃ – 14,92; Fe₂О₃ – 5,52; CaO – 5,0; MgO – 5,48; ППП – 9,66; Na₂O+К₂O – 4,12; Н₂O – 1,52. Суглинок относится к умеренно пластичному сырью (число пластичности 8,47-16,98) с низкой чувствительностью (коэффициент чувствительности 0,71-1,21).

Термическая обработка суглинка осуществлялась в лабораторной обжиговой печи. Температура термообработки составляет 500°С. Результаты дифференциально-технического анализа (ДТА) свидетельствуют о развитии процессов дегидратации глинистых минералов при указанной температуре (500°С).

При этом идет аморфизация структуры и деформация кристаллических решеток исходных минералов глинистого сырья физико-химической активности суглинка.

Сочетание микрокремнезема, термообработанного закарбонизованного суглинка и пыли электрофильтров обуславливает образование при обжиге высокопрочных, долговечных кристаллических фаз – упрочняющий керамический черепок.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ [1], включающий приготовление шихты, формование, сушку, обжиг изделия при 900 и 950°С и увлажнение после обжига. Недостатком указанного способа являются относительно низкие значения прочности и морозостойкости.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления стеновых керамических изделий включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг и увлажнение, а также дополнительно включает предварительное измельчение и термическую обработку закарбонизованного суглинка при 500°С.

Дополнительное упрочнение образцов (в отдельных случаях) после испытания на морозостойкость состав 1, температура обжига 875 и 950°С, свидетельствует о синтезе при обжиге гидравлически активных фаз, проявляющих физико-химическую активность при увлажнении в процессе испытания на морозостойкость.

Пример. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем – отход производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода.

Суглинок предварительно измельчают в лабораторной мельнице до фракции 1 мм и менее, после чего подвергают термической обработке в муфельной печи при 500°С. Продолжительность термообработки при 500°С составляет 2 часа.

Термообработанный суглинок смешивают с микрокремнеземом и пылью электрофильтров, после чего вводят воду в количестве, необходимом для получения шихты влажностью 16%. Содержание ингредиентов (в мас.%) в предлагаемых составах приведено в таблице 1 (составы 1 – 3). Из полученной шихты методом полусухого прессования при давлении 25 МПа формуют образцы – цилиндры диаметром 40 мм, которые высушивают при 60°С до постоянной массы и обжигают при 800, 875 и 950°С.

Для обожженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность.

Конкретные значения оцениваемых параметров приведены в таблице 2.

Литература

1. Патент РФ №2130912 МКИ⁶

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, содержащая микрокремнезем и алюмосиликатный компонент, отличающаяся тем, что она включает в качестве алюмосиликатного компонента термически обработанный закарбонизованный суглинок с содержанием СаО+MgO 10-11%, а также дополнительно включает углесодержащий отход алюминиевого производства – пыль электрофильтров при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Способ изготовления стеновых керамических изделий из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление сырьевой шихты, формование, сушку, обжиг при температуре 875 и 950°С и увлажнение, отличающийся тем, что перед приготовлением сырьевой шихты закарбонизованный суглинок измельчают и подвергают термической обработке при 500°С.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.06.2007

Извещение опубликовано: 20.11.2008 БИ: 32/2008