КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОТОУПОРОВ
CERAMIC MASS FOR PRODUCTION OF ACID-RESISTANT WARE

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.
Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл. №9) [1].
Недостаткомеуказанного состава являются относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов - 20-30 (Пат. 2292319. Российская Федерация, МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 27.01.2007 Бюл. №3) [2]. Принят за прототип.
Недостатками указанного состава керамической массы являются относительно низкие прочность на изгиб, кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости и термостойкости кислотоупоров.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд, дополнительно вводят алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
глинистая часть «хвостов» гравитации
циркон-ильменитовых руд
50-70
«хвосты» обогащения полиметаллических руд
10-20
алюмощелочной шлам, получаемый при очистке
стоков производств этил- и изопропилбензола
мас.%: SiO<sub>2</sub> - 2,3; Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - 63,1; Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - 1;
CaO - 4,4; MgO - 4,2; R<sub>2</sub>O - 17,8; п.п.п.5,3
20-30
3
2
Алюмощелочной шлам образуется в химической промышленности при очистки стоков производств этил- и изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlCl носят кислый характер (pH - 2÷3) и нейтрализуются известковым молоком (pH - 8,5÷9,5). Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтр-пресс и далее на утилизацию. Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксида натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочности и спеканию керамического кирпича в интервале температур 950-1000°С. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности (10000-12000 см/г) придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей. Химический состав алюмощелочного шлама представлен в табл.1.
Таблица 1
Химический состав шлама
Компонент
Содержание оксидов, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
MgO
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
R<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
п.п.п.
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола
2,3
63,1
4,4
4,2
1
17,8
-
5,3
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности 1 не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 - физико-механические показатели кирпича.
Таблица 2
Составы керамических масс
Компоненты
Содержание компонентов, мас.%
1
2
3
Глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд
70
60
50
«Хвосты» обогащения полиметаллических руд
10
15
20
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола
20
25
30
Таблица 3
Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели
Составы
Прототип
1
2
3
Морозостойкость, циклы
151
155
161
125-141
Механическая прочность при изгибе, МПа
64
68
72
53-58
Термостойкость, теплосмены
14
17
18
10-12
Кислотостойкость, %
98,2
98,5
98,8
97,3-97,9
Как видно из данных табл.3 кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость, чем у прототипа.
Полученное техническое решение при использовании алюмощелочного шлама, полученного при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, позволяет повысить морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров без применения природного традиционного сырья способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл.№9.
2. Пат. 2292319. Российская Федерация, МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 27.01.2007 Бюл. №3.