Каменное литье
STONE CASTING

Изобретение относится к составам каменного литья из промышленных отходов, которые могут использоваться при производстве декоративных, облицовочных и строительных материалов с высокой износостойкостью.
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
5
Известно «Декоративное каменное литье» (патент РФ №2033398, С03С 10/06, опубл. 20.04.1995 г.), содержащее следующие компоненты, мас. %: SiO 40,77-47,24, AlO 6,26-9,11, FeO 0,48-1,72, FeO 0,20-4,95, CaO 27,35-29,58, MgO 2,42-5,77, NaO 2,07-3,71, KO 4,24-6,41, BO 0,20-4,15, PO 0,73-2,06. Шихта для получения декоративного каменного литья содержит следующие компоненты, мас. %: маложелезистые полевошпатовые породы 27,2-51,0, буру 0,5-10,0, карбонатиты 16,9-43,6, мелилититы.
Недостатком известного решения является использование дополнительных добавок для протекания технологического процесса, что повышает трудоемкость и себестоимость конечного продукта.
2
2
3
2
2
3
2
3
2
Также известно «Каменное литье» (патент РФ №2527408, С04В 30/00, опубл. 27.04.2014 г. ), содержащее следующие компоненты мас. %: SiO 57,22-55,8; AlO 9,13-6,0; СаО 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; NaO 3,17-1,2; CrO 1,81-0,4; FeO 1,54-0,5; FeO 0,4-0,1; TiO 0,25-0,1; MnO 0,35-0,1.
Недостатком известного решения являются низкие технологичные качества состава и высокий процент брака.
2
2
2
3
2
3
2
2
2
2
3
2
3
2
5
Наиболее близким техническим решением является «Каменное литье» (патент РФ №2351565, С04В 32/00, опубл. 10.04.2009 г.), включающее следующие компоненты, мас. %: SiO 50,0-53,0; TiO 1,0-2,0; AlO 12,0-14,0; FeO 1,0-2,0; MnO 0,5-1,5; MgO 13,5-14,5; СаО 5,0-6,0; KO 0,5-1,0; NaO 0,5-1,0; CrO 0,5-1,0; BO 3,0-4,0; PO 5,0-7,5.
Недостатками прототипа являются многостадийность процесса
кристаллизации, утилизация незначительной доли промышленных отходов.
Целью изобретения является получение каменного литья с высокими декоративными качествами без дорогостоящих компонентов сырьевой смеси, расширение минерально-сырьевой базы для декоративного каменного литья и утилизация промышленных отходов.
2
2
3
2
3
2
2
3
2
Техническая сущность заключается в том, что каменное литье, содержащее SiO, AlO, СаО, MgO, NaO KO, FeO, TiO, в отличие от прототипа, дополнительно содержит MnO, PbO и ZnO при следующем соотношении компонентов, мас. %:
SiO<sub>2</sub>
48,9-50,0
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
4,3-4,5
СаО+MgO
26,7-27,0
Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
2,8-3,0
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
3,8-4,0
MnO
0,12-0,15
TiO<sub>2</sub>
0,14-0,15
PbO
0,17-0,2
ZnO
0,07-0,1
Примеси
10,9-13,0
Предлагаемое техническое решение позволяет полностью решить проблему утилизации отходов свинцово-цинкового производства, является безотходным и позволяет получить кондиционный товарный продукт темного, вплоть до черного цвета.
2
2
2
Экспериментально было установлено, что при завышении в составе шихты компонентов SiO, NaO+KO состав теряет текучесть и повышается его температура плавления, что при отсутствии недорогих огнеупорных материалов, выдерживающих более 2000°С и при этом не загрязняющих расплав, делает выплавку невозможной.
При занижении этих же компонентов, конечный продукт теряет свои декоративные свойства и перестает быть конкурентоспособным на рынке из-за утери товарного вида.
Заявляемый состав каменного литья показал оптимальные технологичные свойства, а изделия из него обладают достаточными физико-механическими свойствами и декоративными качествами природного гранита.
Предлагаемое каменное литье, в отличие аналогов получается не спеканием уже заготовленных форм в печах, а полноценным расплавлением шихты до жидкой фазы, разливом в формы и последующей кристаллизацией. В результате достигается полная идентичность природному материалу, включая все физико-химические свойства гранита.
Возможность переработки отходов свинцово-цинкового и других производств со схожим составом хвостов в условиях металлургических предприятий с использованием типового оборудования свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".