СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОУПОРНЫХ ПЛИТОК
METHOD OF MAKING ACID-RESISTANT TILES

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.
Известен способ для изготовления кислотоупоров состава, мас.%: глина огнеупорная 60-70, шамот 30-40 по следующей технологии: обжиг глины на шамот, измельчение шамота и глины, смешивание, формование, сушка и обжиг (Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров, П.П.Будников, В.Л.Балкевич, А.С.Бережной, И.А.Булавин, Г.В.Куколев, Д.Н.Полубояринов, Р.Я.Попильский. М.: изд-во «Стройиздат», 1972, с.408-410) [1].
Недостатком данного способа производства является то, что в технологии предусмотрен обжиг огнеупорной глины на шамот до водопоглощения 4-6% (это температура обжига, как известно, для огнеупорной глины не менее 2000°С).
Наиболее близким к изобретению является способ для изготовления кислотоупорных плиток состава, мас.%: необогащенный каолин - 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17, солевые алюминиевые шлаки - 30-38 по следующей технологии пластического способа: измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушка до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температурах 1200-1250°С (Пат. № 2308435, РФ, МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29) [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного способа является относительно низкие прочность на изгиб, кислотостойкость, морозостойкость и термостойкость кислотоупорных плиток.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости, морозостойкости и термостойкости, а также снижение усадки кислотоупорных плиток.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кислотоупорных плиток с повышенными физико-механическими показателями, включающем дозирование сырьевой смеси, содержащей мас.%: необогащенный каолин - 45-60, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, измельчение компонентов, перемешивание, формование при влажности шихты 18-22%, сушку до остаточной влажности не более 5%, обжиг при температурах 1200-1250°С, солевые алюминиевые шлаки обжигают при температуре 900-920°С до содержания п.п.п. (потерь при прокаливании) не более 4%, затем полученный компонент перемешивают с необогащенным каолином и «хвостами» обогащения полиметаллических руд.
Способ осуществляется следующим образом.
3
3
3
2
2
3
2
Солевые алюминиевые шлаки химического состава, мас.%: NaCl - 10,25; СаО+СаСО - 14,28; MgO+MgCO - 15,30; FeCl - 0,001; SiO - 3,10; АlО - 41,282; KCl - 5,35; CuCl - 0,001; алкилмеркаптиты Al - 0,545; предельные углеводороды - 0,001; Al (металлический) - 9,89 обжигаются при температуре 900-920°С до химического состава, представленного в табл.1, при этом в полученном компоненте содержание п.п.п. не превышает 4%.
Таблица 1.
Химический состав обожженного солевого алюминиевого шлака
Содержание оксидов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
AlO<sub>3</sub>
Fе<sub>2</sub>О<sub>3</sub>
CaO
MgO
R<sub>2</sub>O
П.п.п.
4,55
75,1
1,6
2,56
7,61
5,13
3,45
Как видно из табл.1, после обжига солевые алюминиевые шлаки значительно обогащаются оксидом алюминия, что позволит значительно повысить прочность при изгибе, кислотостойкость, термостойкость и морозостойкость кислотоупорных плиток.
Затем компоненты измельчают и перемешивают в соотношениях представленных в табл.2. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 18-22%. Формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности не более 5% и затем обжигались при температурах 1200-1250°С.
Таблица 2.
Составы керамических масс
Компоненты
Содержание компонентов, мае., %
1
2
3
4
прототип
Необогащенный
60
55
50
45
45-60
каолин
«Хвосты»
10
12
15
17
10-17
обогащения
полиметаллических
руд
Солевые
30-38
алюминиевые
шлаки
Обожженные
30
33
35
38
-
солевые
алюминиевые
шлаки
Физико-механические показатели кислотоупорных плиток представлены в табл.3.
Таблица 3.
Физико-механические показатели кислотоупорных плиток
Показатели
Составы
1
2
3
4
прототип
Усадка, %
7,2
7,0
6,8
6,5
7,3-7,8
Прочность при изгибе, МПа
50,2
54,8
57,9
59,3
43-49
Термостойкость, циклы
16
17
19
21
9-14
Кислотостойкость, %
98,8
99,0
99,2
99,4
97,9-98,9
Морозостойкость, циклы
58
65
72
78
35-49
Как видно из табл.3, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет в значительной степени повысить практически все физико-механические показатели кислотоупорных плиток: прочность при изгибе, термостойкость, кислотостойкость и морозостойкость, а также снизить усадку.
Полученное техническое решение при использовании обожженного солевого алюминиевого шлака позволяет повышение прочности на изгиб, кислотостойкости, морозостойкости и термостойкости, а также снижение усадки кислотоупорных плиток.
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Источники информации
1. Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров, П.П.Будников, В.Л.Балкевич, А.С.Бережной, И.А.Булавин, Г.В.Куколев, Д.Н.Полубояринов, Р.Я.Попильский. М.: изд-во «Стройиздат». 1972. с.408-410.
2. Пат. № 2308435, РФ, МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29.