Способ изготовления пористых керамических изделий

 

Сущность изобретения: формуют гранулы диаметром 5-20 мм при травлении 5-15 МПа до плотности 1,5-1,8 г/см3 из смеси состава в мас.% трепел 92-99. фрезот - побочный продукт химического фрезерования, алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксида натрия с алюминатом натрия 0,5-3,0 и отходы гальванического производства, содержащие Ре20з 14,88- 23,6% и А120з 29,16-30,02%, 0,5-5,0, засыпают в форму, вспучивают при температуре 950-1050°С и охлаждают. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825962/33 (22) 22.05.90 (46) 15.01.93. Бюл. М 2 (71) Казанский инженерно-строительный институт (72) M.Ã.Ãàáèäóëëèí, Р.Ç,Рахимов, M.С,Низамов, А.И.Батанов и P.M.Ãàçèçîâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 1249002, кл, С 04 В 38/02, 33/00, 35/14, 1980.

Заявка ФРГ N 3340440, кл. С 04 В 33/13, 1985.

Изобретение относится к способам изготовления керамических изделий, в частности к производству керамических блоков для стен ограждения, Известен способ изготовления строительных материалов, включающий (мас.%)трепела 84,7 — 86,9, отходов очистки каталитического крекинга нефти 0,1 — 0,3 и кальцийсодержащих отходов гальванического производства 3 — 15. Объемная масса изделий 920-1045 кг/м, прочность при

3 сжатии 114 — 147 кг/см; время обжига при

2. высоких темп-"рэтурах 3 ч, Недостатками являются: изделия получаются сравнительно тяжелыми 920-1045 кгlм;

2, длительность обжига при высокой температуре — 3 часа; в составе кальций содержащих отходов гальванического производства малое содержание оксидов Ге20з 1,86 и А120з 0,05, „„5Ц„„1787o83 А1 (5!)5 С 04 В 38/00, 33/00, 35/16 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ

КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Сущность изобретения: формуют гранулы диаметром 5 — 20 мм при травлении 5 — 15

МПа до плотности 1,5 — 1,8 г/см из смеси

3 состава в мас.% трепел 92 — 99, фрезот — побочный продукт химического фрезерования, алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксида натрия с алюминатом натрия 0,5 — 3,0 и отходы гальванического производСтва, содержащие Fe203 14,8823,6% и AI203 29,16 — 30,02%, 0,5-5,0, засыпают в форму, вспучивают при температуре

950-1050 С и охлаждают. 3 табл.

-, Содержание этих отходов в оптимальных соотношениях играет решающую роль для формирования структуры пористых керамических изделий при вспучивании сырьевой смеси при температуре 950 — 1050 С.

Прототипом предлагаемого изобретения является способ изготовления пористых керамических строительных материалов, . включающий подготовку сырьевой смеси, формовэние сырцовых гранул, засыпание их в формы и вспучивание массы при температуре 1050 С. Недостатком прототипа является низкая плотность и прочность сырцовых гранул после формования, что способствует их дальнейшему разрушению при перемещении по технологической цепочке, снижению качества изделия и теплопроводности.

Целью изобретения является снижение средней плотности, теплопроводности. дли1787983

15

30

45

55 тельности цикла изготовления и повышения однородности свойств.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления пористых керамических изделий; включающем смешивание компонентов, формование гранул диаметром 5 — 20 мм, засыпку в форму, вспучивание при температуре 950 — 1050"С, и охлаждеиие, гранулы формуют при давлении 5 — 15

МПа до плотности 1,5 — 1,8 г/см из смеси з состава, мас.%: трепел 92-99; фрезот — побочйый продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного рас.твора гидроксида натрия 0,5 — 3,0 и отходы гальванического производства 0,5 — 5,0%, содержащие FezOa 14,88-23,6% и АЬОз

29,16 — 30,02;Π.

Для осуществления заявленного способа готовили сырьевую смесь из следующих компонентов.

Трепел — это легкая глинородная порода, содержащая аморфный кремнезем в виде мельчайших шариков опала. Плотность ее измеряется s широких переделах 500—

1200 кг/мз, пористость — 60 — 70%. В примерах выполнейия использован трепел

Ульяновского месторождения (пос. Инза). В химическом отношении он представляет собой кремнеземистую массу с примесью глинистых (5 — 10%) и карбонатных пород (8 — 10%). Химический состав трепела, мас.%: Я! 02 74, 7 — 80 ;1; А120з 5,32-6,4; Ее20з

1,89-2,55; СаО 3,5-6,3; MgO 0,6-6,34; ЗОз

6,05 — 0,2; Р205 0,22- 0,13.

Отходы гальванического производства — это твердый осадок, получаемый в результате реагейтной переработки отработанных растворов КАПО им, Горбунова i. Казани.

Химический состав осадка следующий, мас.%: СаО 14,42 — 16,40; Сг20з 1,32 — 4;02;

ЕеО а л 14,88-23,60; А!20з 29,16 — 30.02; СОО

0,76-0.88; NiO 1,86 — 6,10; ZnO 0,35-0,45;

СгОз 0,012 — 1,10; ЯОз п,п.п.

Данные отходы в настоящее время нигде не используются и скапливаются в цехе очистных сооружений. Ежедневный сброс отходов составляет 2-8 т, а ежегодный 6002400 т. По внешнему виду осадок представляет собой твердое вещество от светло-коричневого до темно- коричневого цвета в виде разломанных пластин спрессованного материала. По гранулометрическому составу — фракции до 40 мм, Массовая доля влаги в осадке 60-70%, Фрезот — зто побочный продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного раст ора гидроксида натрия с алюминатом н.-тпия (Ту 10-07-576-87), плотностью 1, 1 -1,3 Г/см . МассоваЯ ДОЛЯ общего гидроксида н- рия не менее 230 г/л; массовая доля общего гидроксида натрия не менее 110 г/л; массовая доля алюминия не более 120 г/л.

Способ осуществляется следующим образом.

Для приготовления сырьевой смеси трепел высушивали до гигроскопической.влажности измельчали до прохождения на сите

0,08 мм в количестве 75 — 85%. Порошок трепала перемешивали с порошком из отходов гальванических производств в виде осадка после реагентной обработки, а затем затворяли фрезотом — побочным продуктом химического фрезерования алюминиевых сплавов. Затем способом прессования изготовляли образцы шарообразных гранул диаметром 5 —:20 мм при давлении 20 МПа на специальном вальцевом прессе до плотности образца 1;5 — 1,8 г/см . Затем образцы гранул шарообразной формы свободно насыпали в форму, последнюю встряхивали, чтобы поверхность сырцовых гранул в форме была ровная. Форму с гранулами помещали в сушильный шкаф и поднимали температуру от 20 и 110 С со скоростью 5 С в 1 мин, а затем производили термическую обработку при температуре 200 — 350 С, в течение 2 мин и вспучивали массу при темпе ратуре 950-1050 С в течение 7-15 мин, .

Режимы формования, примеры составов и основные физико-механические свойства керамических блоков приведены в табл.1,2,3, Достоинством предлагаемого способа является снижение длительности цикла термической обработки при высоких температурах, т.к, вспучивание при температуре

950 — 1050 С производится всего лишь в течение 7-15 мин, а весь цикл термообработки (без сушки) занимает 27 — 35 мин. Кроме того, к достоинствам предлагаемого способа следует. отнести высокую однородность керамического изделия, что достигается за счет формования плотных и прочных сырцовых гранул диаметром 5 — 20 мм при давлениях до 20 МПа. При этом гранулы не разрушаются по технологическому тракту и сохраняют свою форму и.размеры до их засыпки в формы, что уже в процессе формования изделий позволяет повышать однородность изделий. Коэффициент однородности по средней плотности составляет 4 — 5%, а по прочности 4-8%, что значительно ниже известных способов.

cDормула изобретения

Способ изготовления пористых керамических изделий, включающий смешивание компонентов, формование гранул диамет ром 5-20 мм, засыпку в форму, вспучивание при 950-1050"С и охлаждение, и т л и ч а О1787983

Таблица 1

Режимы давления прессования

Таблица 2

Составы сырьевых смесей

Таблица 3

Физико-механические свойства керамических блоков шийся тем, что, с целью снижения средней плотности, теплопроводности, длительности цикла изготовления и повышения однородности свойств, формуют гранулы при давлении 5-15 МПа до плотности 1,5- . 5

1,8 г/см из смеси состава, мас. jf: трепел

92 — 99; фрезот — побочный продукт химического фрезерования алюминиевых сплавов в виде водного раствора гидроксила натрия — 0,5 — 3,0 и отходы гальванического произВодства, содержащие ЕезОз- 14,88-23,6% и

А!20з 29,16 — 30,02 $, 0,5 — 5,0.

1707983

Продолжение табл;3

Редактор

Составитель M.Габидуллин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Têà÷

Произяпдсгвенно-и,дательский комбинат "Пагент", г. Ywrnp.!."„,:;. I .л ",,, i:! 1:, Заказ 47 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5