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 (Патент №11976. Республика Казахстан, МПК C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, опубл. 16.09.02, БИ №9).
Недостатком указанного состава является относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%:
необогащенный каолин - 45-60, солевые алюминиевые шлаки - 30-38, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-17 (Патент РФ №2308435, МПК C04B 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов, опубл. 20.10.2007, БИ №29).
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая кислотостойкость кислотоупоров.
Данный состав принят в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и кислотостойкости кислотоупоров.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую необогащенный каолин, дополнительно вводят шлаки от выплавки ферротитана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Необогащенный каолин
50-80
Шлаки от выплавки ферротитана с содержанием мас.%:
SiO<sub>2</sub> - 2,4; Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - 72,06; Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - 0,34;
CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO<sub>2</sub> - 10,3
20-50
2
2
3
2
3
2
2
3
2
2
3
В качестве глинистого компонента для производства кислотоупоров использовалась каолиновая глина, минералогический состав которой представлен следующими минералами, мас.%: каолинит - 45-50, полевой шпат - 20-30, кварц - 10-20, кальцит - 2-4, оксиды железа - 1-3, органические примеси (гумусовые вещества) - 1,8-2. Усредненный химический состав необогащенного каолина представлен следующими оксидами, мас.%: SiO - 69,8; AlO - 16,38; FeO - 3,10; CaO - 3,02; MgO - 1,42; RO - 0,20; п.п.п. - 5,08. По суммарному содержанию AlO+TiO он относится - к полукислым глинам с высоким содержанием красящих оксидов (FeO более 3%), по содержанию частиц размером менее 0,005 мм (35-38%) исследуемое сырье относится - к грубодисперсному, по пластичности - умеренно-пластичное (число пластичности 10-15), по чувствительности к сушке - малочувствительное, по огнеупорности - тугоплавкое (огнеупорность 1520-1550°C), по спекаемости - среднеспекающееся с интервалом спекаемости 100-120°C.
2
2
3
2
3
2
Шлаки от выплавки ферротитана имеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°C, температуру под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°C. Усредненный химический состав шлаков представлен следующими оксидами, мас.%: SiO - 2,4; AlO - 72,06; FeO - 0,34; CaO - 11,4; MgO - 3,5; TiO -10,3.
2
3
Введение в составы керамических масс шлака от выплавки ферротитана за счет повышенного содержания в нем AlO позволит значительно повысить термостойкость и кислотостойкость кислотоупоров.
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°C. В табл.1 приведены составы керамических масс, а в табл.2 физико-механические показатели кислотоупоров.
Таблица 1. Составы керамических масс
Компоненты
Содержание компонентов, мас.%
1
2
3
4
Необогащенный каолин
80
70
60
50
Шлаки от выплавки ферротитана
20
30
40
50
Таблица 2. Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели
Составы
Прототип
1
2
3
4
Морозостойкость, циклы
105
126
145
140
35-49
Механическая прочность при изгибе, МПа
73,8
85,8
93,8
90,2
-
Термостойкость, теплосмены
17
21
27
26
9-14
Кислотостойкость, %
99,2
99,25
99,35
99,31
97,9-98,9
Как видно из табл.2, кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую кислотостойкость и термическую стойкость, чем у прототипа.
Полученное техническое решение при использовании шлаков от выплавки ферротитана позволяет повысить кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению керамических материалов.