СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
CRUDE MIXTURE FOR MAKING CERAMIC ARTICLES

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой и строительной керамики, в частности кирпича, камней, черепицы, плитки и т.п.
Известна сырьевая смесь для производства керамического кирпича [1], включающая, мас.%:
глинистое сырье
30-35
отходы обогащения железных руд
50-55
стеклобой
15-20
Недостатками указанной сырьевой смеси являются относительно низкая прочность при сжатии изделий на ее основе (8,5-15,1 МПа), а также большой расход природного глинистого сырья.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь для производства керамических стеновых изделий [2], включающая, мас.%:
глинистое сырье
25
отходы обогащения железных руд
69,5
ортофосфат алюминия
5,5
Недостатком указанной сырьевой смеси является низкая механическая прочность (23,2-26,4 МПа) и низкая морозостойкость (20-25 циклов) полученных на ее основе стеновых изделий.
Техническим результатом изобретения является увеличение предела прочности при сжатии, повышение морозостойкости и снижение содержания природного глинистого сырья в смеси.
2
5
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для производства керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд, природное глинистое сырье и оксид ванадия (VO) при следующем их соотношении, мас.%:
шламистая часть отходов обогащения железных руд
70-78
глинистое сырье
20-25
оксид ванадия
2-5
Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав оксида ванадия.
2
5
2
5
В силикатных стеклообразующих системах оксид VO выполняет функцию плавня. Оксид ванадия VO превосходит все другие оксиды элементов со степенью окисления +5 по способности снижения температуры размягчения стекол.
В совокупности введение шламистой части отходов обогащения железных руд и оксида ванадия способствует снижению температуры размягчения щелочных силикатных стекол с повышенным содержанием оксидов железа, что обуславливает повышение прочности при сжатии и морозостойкости изделий при снижении содержания природного глинистого сырья в смеси.
3
2
2
3
2
3
2
2
2
Шламистая часть отходов обогащения железных руд является крупнотоннажным тонкодисперсным отходом основного производства железорудных обогатительных фабрик со средним размером частиц 15-18 мкм и насыпной плотностью 1,4-1,6 г/см. Химический состав, мас.%: SiO - 33,23-34,99; CaO - 14,97-23,83; MgO - 5,59-11,88; AlO - 8,99-9,80; FeO - 17,21-19,69; TiO - 0,34-0,36; MnO - 0,59-1,36; NaO - 0,40-0,42; KO - 0,75-0,86. Потери при прокаливании отходов - до 38%.
Технологическим преимуществом использования шламистой части отходов является отсутствие необходимости их измельчения, а также сочетание в составе добавки алюмосиликатной и железистой составляющих. Последнее в совокупности с оксидом ванадия обеспечивает комплексное воздействие на структурообразование материала в процессе термообработки.
Пример
2
5
Для приготовления сырьевой смеси используют природное глинистое сырье, шламистую часть отходов обогащения железных руд и оксид ванадия (VO). Компоненты смешивают в сухом состоянии, увлажняют до влажности 8-10% и гранулируют до получения пресс-порошка с преобладающим размером гранул 1-3 мм. Изделия стеновой и строительной керамики прессуют из полученного пресс-порошка при удельном давлении 15-25 МПа, сушат в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°С, а затем обжигают при максимальной температуре 1050°С. Выдержка при 1050°С должна быть не менее 1,5 часа.
В таблице 1 приведены составы сырьевых смесей, а в таблице 2 - физико-механические показатели изделий.
Таблица 1
Компонент
Содержание компонентов, мас.%
Предлагаемый состав
Известный состав
1
2
3
Отходы обогащения железных руд
78
71
75
69,5
Глинистое сырье
20
25
20
25
Оксид ванадия
2
4
5
-
Ортофосфат алюминия
-
-
-
5,5
Таблица 2
Свойства
Показатели для состава
Предлагаемый состав
Известный состав
1
2
3
Прочность при сжатии, МПа
21,7
65,1
127,6
23,2-26,4
Водопоглощение, %
15,07
10,31
7,59
17,2
Средняя плотность, г/см<sup>3</sup>
1,927
2,074
2,259
1,73
Морозостойкость, цикл
50
105
125
25