Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Изобретение предназначено для производства стеновых керамических изделий. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости при снижении усадки и температуры обжига материала. Сырьевая смесь включает, мас. %: микрокремнезем производства кристаллического кремния 30,43-31,82, золу-унос от сжигания бурых углей 56,52-59,09 и просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизёров 9,09-13,04. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления керамических стеновых изделий.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая в мас.%: микрокремнезем производства кристаллического кремния (48...56,9 мас.%), золу-унос от сжигания бурых углей (24,4...32 мас.%) и эмульсию талового пека (18,7...20 мас.%) [Патент РФ №2191168 С 04 В 35/16].

Недостатком известной композиции является то, что стеновые материалы изготовленные на ее основе, обладают относительно низкими показателями морозостойкости и высокими значениями усадки и температуры обжига.

Технический результат - повышение морозостойкости при снижении усадки и температуры обжига.

Указанный выше технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления стеновых керамических изделий содержит в качестве сырьевых компонентов микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей и просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров при следующем соотношении компонентов, мас.%:

зола-унос	56,52-59,09%
микрокркмнезем	30,43-31,82%
дополнительно содержащаяся просыпь
от дробления отработанной угольной футеровки
электролизеров	9,09-13,04%.

Просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров является крупнотоннажным отходом производства алюминия, образующимся при капитальном ремонте электролизеров. Насыпная плотность отхода - 750 кг/м³, преобладающий размер частиц - до 1 мм.

Химический состав просыпи от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров (мас.%):

С - 53,31

Na - 11,76

К - 2,52

Al - 5,93

Са - 0,15

F - 11,97

Mg - 0,18

Fe₂О₃ - 0,36

SiO₂ - 1,07

Al₂O₃ - 17,04

CaF₂ - 0,05

Химический состав микрокремнезема производства кристаллического кремния и золы-унос от сжигания бурых углей представлен в патенте РФ №2191168 С 04 В 35/16. Особенности химического состава просыпи от дробления угольной футеровки электролизеров (наличие активных плавней и органической составляющей наряду с Al₂О₃) способствуют интенсификации накопления жидкой фазы и появлению полезных новообразований при обжиге, позволяющих увеличить морозостойкость изделий и сократить их усадочные деформации. Повышенное содержание углерода способствует равномерному обжигу изделий и экономии топлива.

Комбинированное воздействие добавки в составе смеси обуславливает формирование при температуре обжига 900°С керамического материала, который по своим техническим параметрам превосходит характеристики материала из известной композиции, обожженной при 1000°С.

Пример

Для приготовления сырьевой смеси используют золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна, микрокремнезем производства кристаллического кремния и просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров.

Процесс приготовления смеси включает следующие операции.

Сухие компоненты тщательно перемешивают, затем увлажняют до влажности 16 мас.%.

Из полученной сырьевой смеси формуют изделия методом полусухого прессования при давлении прессования 20 МПа.

Затем полуфабрикат сушат при температуре 100-110°С до постоянной массы и обжигают при температуре 900°С.

Примеры составов, физико-механические свойства обожженных изделий приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1
Компоненты	Содержание ингредиентов в составе (мас.%)
1	2	3
Зола-унос от сжигания бурых углей	59,09	57,78	56,52
Микрокркмнезем производства кристаллического кремния	31,82	31,11	30,43
Просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров	9,09	11,11	13,04

Таблица 2
Показатель	Состав	Известный состав
1	2	3
Температура обжига, °С	900	900	900	1000
Средняя плотность, г/см3	1,55	1,55	1,56	1,50-1,55
Прочность при сжатии, МПа	28,7	27	22,6	33-36
Водопоглощение, мас.%	24,3	22,9	22,4	21,1-23,7
Коэффициент размягчения	0,91	0,91	0,86	0,87-0,90
Морозостойкость, циклы	50	50	50	35
Общая усадка (в том числе огневая), %	2 (1,7)	2,2 (2,1)	2,4 (2,3)	5,5 (5,3)

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая микрокремнезем производства кристаллического кремния; золу-унос от сжигания бурых углей и добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки используется просыпь от дробления отработанной угольной футеровки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос	56,52-59,09
Микрокремнезем	30,43-31,82
Просыпь от дробления отработанной
угольной футеровки электролизеров	9,09-13,04