Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий
Владельцы патента RU 2269500:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный технический университет" (RU)
Сырьевая смесь относится к составам для изготовления стеновых керамических изделий. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости, снижение усадки и температуры обжига. Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит в качестве сырьевых компонентов микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей, просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров и моющее средство "Тайга" при следующем соотношении компонентов (мас.%): микрокремнезем - 30,4-31,0, зола-унос - 56,3-57,5, просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров - 8,8-9,0, моющее средство "Тайга" - 2,7-4,3. 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: микрокремнезем производства кристаллического кремния (48...56,9 мас.%), золу-унос от сжигания бурых углей (24,4...32 мас.%) и эмульсию таллового 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, прочности при сжатии и высокими значениями усадки и температуры обжига.
Технический результат - повышение прочности, морозостойкости при снижении усадки и температуры обжига.
Указанный выше технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит в качестве сырьевых компонентов микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей, просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров и моющее средство "Тайга" при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| микрокремнезем | 30,4-31,0 |
| зола-унос | 56,3-57,5 |
| просыпь от дробления отработанной | |
| угольной футеровки электролизеров | 8,8-9,0 |
| моющее средство "Тайга" | 2,7-4,3 |
Просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров является крупнотоннажным отходом производства алюминия, образующимся при капитальном ремонте электролизеров. Насыпная плотность отхода до 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 |
| Fe2O3 | 0,36 |
| SiO2 | 1,07 |
| Al2О3 | 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.
Моющее средство "Тайга" представляет собой желеобразный продукт без механических примесей, желтого с разными оттенками цвета, имеющий запах отдушки, характерный для данного продукта.
Организация-разработчик нормативной документации: ОАО "Братсккомплексхолдинг".
Организация-изготовитель: ОАО "ЦКК" Лесохимическое производство.
Нормативная и технологическая документация: ТУ 13-4302007-032-92.
Химический состав моющего средства (мас.%):
| кислоты жирные талловые омыленные | 98,6 |
| формалин (консервант) | 0,2 |
| натриевая соль карбоксилметилцеллюлозы | |
| или метилцеллюлозы (антиресорбент) | 0,5 |
| отдушка для мыла и моющих средств | 0,7 |
Особенности химического состава просыпи от дробления угольной футеровки электролизеров (сочетание активных плавней и органической составляющей наряду с присутствием Al2O3) способствуют связыванию оксидов кальция и магния золы-унос в полезные кристаллические новообразования (диоплид, анортит) в процессе обжига, что приводит к росту прочности и морозостойкости изделий, сокращает усадочные деформации. Повышенное содержание углерода в добавке способствует равномерному обжигу изделий и экономии топлива. Применение водного раствора моющего средства "Тайга" в качестве жидкости затворения позволяет достичь более плотной упаковки частиц в сырце, повысить прочность высушенного полуфабриката до 19...28 МПа, а также интенсифицировать окислительно-восстановительные процессы при обжиге вследствие взаимодействия оксидов железа и продуктов от сгорания моющего средства "Тайга".
Комбинированное воздействие предлагаемых жидкости затворения и просыпи от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров в составе смеси обуславливает формирование при температуре обжига 950°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, просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров и моющее средство "Тайга".
Процесс приготовления смеси включает следующие операции.
Сухие компоненты тщательно перемешивают, затем в воду затворения (16% от массы сухих дисперсных компонентов) вводят моющее средство "Тайга", полученным водным раствором увлажняют смесь.
Из 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 950°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 | |
| Микрокремнезем производства кристаллического кремния | 31,0 | 30,7 | 30,4 |
| Зола-унос от сжигания бурых углей | 57,5 | 56,9 | 56,3 |
| Просыпь от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров | 8,8 | 8,9 | 9,0 |
| Моющее средство "Тайга" | 2,7 | 3,5 | 4,3 |
| Таблица 2 | ||||
| Показатель | Состав | Известный состав | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Температура обжига, °С | 950 | 950 | 950 | 1000 |
| Средняя плотность, г/см3 | 1,55 | 1,57 | 1,60 | 1,50-1,55 |
| Прочность при сжатии, МПа | 39,6 | 39,9 | 42,1 | 33-36 |
| Водопоглощение, мас.% | 23,2 | 22,2 | 21,1 | 21,1-23,7 |
| Коэффициент размягчения | 1,07 | 1,09 | 1,10 | 0,87-0,90 |
| Морозостойкость, циклов | 50 | 50 | 50 | 35 |
| Общая усадка (в том числе огневая), % | 2,5(2,3) | 2,7(2,5) | 2,8(2,6) | 5,5(5,3) |
Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей и жидкость затворения, отличающаяся тем, что в качестве жидкости затворения используется моющее средство "Тайга" в виде водного раствора, смесь дополнительно содержит добавку просыпи от дробления отработанной угольной футеровки электролизеров при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Зола-унос | 56,3-57,5 |
| Микрокремнезем | 30,4-31,0 |
| Просыпь от дробления отработанной | |
| угольной футеровки электролизеров | 8,8-9,0 |
| Моющее средство "Тайга" | 2,7-4,3 |
