КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЛИНКЕРНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
CERAMIC MASS FOR MANUFACTURING OF CLINKER CERAMIC PRODUCTS

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для изготовления клинкерных изделий.
Известна керамическая масса для получения кислотостойких изделий следующего состава, мас.%: глинистый материал - 50-70, пирофиллит - 25-30, полевошпатовый концентрат - 5-15 (Пат. 10431. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 16.07.2001, бюл.7).
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость (5-8 теплосмен).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая компоненты, мас.%: необогащенный каолин - 60-80, полевошпат-кварц-слюдистый концентрат - 10-20, шамот - 10-20 (Пат. 12389. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. / А.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 17.12.2002, бюл.12). Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкие кислотостойкость, термостойкость и прочность при изгибе.
Сущность изобретения - повышение кислотостойкости, термостойкости и прочности при изгибе.
Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости, термостойкости и прочности при изгибе.
2
2
3
2
3
2
3
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин, дополнительно вводят шламы щелочного травления алюминия, содержащие, мас.%: SiO - 0,3-0,8; АlО - 43-57; FеО - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; RO - 6-14; SO - 0,5-6, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
необогащенный каолин
40-70
шламы щелочного травления алюминия, содержащие мас.%:
SiO<sub>2</sub> - 0,3-0,8; Аl<sub>2</sub>О<sub>3</sub> - 43-57; Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9;
MgO - 0,5-4; R<sub>2</sub>O - 6-14; SO<sub>3</sub> - 0,5-6
30-60
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
3
В качестве глинистого компонента для производства клинкерных керамических изделий использовался необогащенный каолин Чапаевского месторождения Самарской области. Химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO - 65-75; АlО - 10-18; FеO - 1-3,5; CaO - 2-3,5; MgO - 0,5-2; RO (RO=NaO+KO) - 0,1-0,5; п.п.п. - 4-6. Невысокое содержание в необогащенном каолине оксида алюминия (АlO - 10-18) не позволяет получить из него кислотостойкие и термостойкие клинкерные керамические изделия. По содержанию частиц размером менее 0,001 мм (30-35,5) глина относится к грубодисперсному сырью, по пластичности - уверенно-пластичное (число пластичности 10-12), по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°С).
2
2
3
2
3
2
3
Шламы щелочного травления - это отходы металлургии и металлообработки. Они образуются на металлургических заводах при обработке сплавов алюминия концентрированными растворами. Такие растворы, как правило, состоят из едкого натра с небольшим количеством специальных веществ. Химический состав шламов представлен следующими оксидами, мас.%: SiO - 0,3-0,8; АlО - 43-57; FеO - 1,5-6,8; CaO - 0,5-9; MgO - 0,5-4; RO - 6-14; SO - 0,5-6.
2
2
3
Отличительной особенностью всех шламов являются высокие: а) степень дисперсности - 8000-10000 см/г; б) пластичность (число пластичности более 10), что позволяет использовать для производства керамических клинкерных изделий малопластичные необогащенные каолины; в) высокое содержание в шламах оксида алюминия (АlO - 43-57) позволяет значительно повысить кислотостойкость, термостойкость и механическую прочность при изгибе клинкерных изделий.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 18-22%, из которой формовали плитки размером 100×100×20 мм, которые высушивали до остаточной влажности не более 5% и затем обжигали при температуре 1300°С.
В таблице 1 приведены составы керамических масс, а в таблице 2 - физико-механические и химические свойства.
Таблица 1 - Составы керамических масс
Компоненты
Содержание компонентов, мас.%
1
2
3
4
Необогащенный каолин
70
60
50
40
Шламы щелочного травления алюминия
30
40
50
60
Таблица 2 - Физико-механические показатели кирпича
Показатели
Составы
Прототип
1
2
3
4
Предел прочности при изгибе, МПа
70
72
78
82
40-44,5
Морозостойкость, циклы
160
165
174
181
-
Усадка, %
8,8
9,3
10,2
10,8
11,4-12,2
Термостойкость, теплосмены
17
18
18
19
3-6
Кислотостойкость, %
98,7
98,9
99,2
99,3
97,8-98,5
Как видно из таблицы 2, клинкерные керамические изделия из предложенных составов имеют более высокие показатели по прочности, термостойкости и кислотостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании шламов щелочного травления алюминия позволяет повысить прочность, термостойкость и химическую стойкость клинкерных керамических изделий.
Использование отходов производств при получении клинкерных изделий способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.