Шихта для получения глазури коричневого цвета
Владельцы патента RU 2406712:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)
Изобретение относится к технологии силикатов и касается составов глазурей для нанесения на керамическую плитку, кирпич, майоликовые изделия. Техническим результатом является снижение себестоимости глазури и утилизация отхода сернокислотного производства. Шихта для получения глазури коричневого цвета содержит следующие компоненты, мас.%: отработанный прокаленный СВД-катализатор - 77-80; оксид кальция СаО - 8-10; оксид железа Fe2O3 - 10-15. Прокаленный отработанный СВД-катализатор имеет следующий состав, мас.%: SiO2 - 73,81, V2O5 - 8,33, Al2O3 - 5,95, K2O - 11,91. 5 табл.
Изобретение относится к технологии силикатов и касается составов глазурей для нанесения на керамическую плитку, кирпич, майоликовые изделия.
Известна глазурь для нанесения на облицовочную плитку, изразцы, изделия хозяйственно-бытового назначения, которая с целью повышения термостойкости включает следующие компоненты, мас.%: SiO2 - 62.0-64.0; Al2O3 - 4.0-8.0; СаО - 2.0-4.0; MgO - 2.0-4.0; Fe2O3 - 14-15; K2O - 1.0-2.0; B2O3 - 8.0-10.0 (Пат. 2315724, Россия, С03С 8/00 Глазурь. Щепочкина Ю.А., Опубл. 27.01.2008). Недостатком данного изобретения является то, что все оксиды вносятся в состав глазури с химически чистыми соединениями, что значительно повышает стоимость глазури.
Прототипом изобретения выбрана шихта для получения фриттованной окрашенной глазури, содержащая, мас.%: отработанный ванадиевый катализатор - 40-55, B2O3 - до 20, SiO2 - не менее 35, Al2O3 - 6, Na2O - не более 4, сумма СаО и MgO - от 5. Отработанный ванадиевый катализатор имеет следующий состав, мас.%: 43,39 О, 18.90 Si, 10.30 С, 10.20 S, 9.09 K, 4.20 V, 2.01 Na, а также Al, Са, Fe, Cu, Zn (менее 1%). Синтез стекла проводили в температурном интервале 1350-1420°С с выдержкой при максимальной температуре 1.5-2 ч. Стекло имеет следующие свойства: ТКЛР - (57.22-73.31)·10-7 К-1, температура начала размягчения 510-620°С, плотность 2420-2620 кг/м3, микротвердость 4990-5683 МПа. Синтезированные стекла характеризуются прозрачностью, окрашены в черный цвет, имеют блестящую поверхность. Оптимальный интервал обжига глазури 950-1050°С (Радченко С.Л., Радченко Ю.С., Орехова С.Е. Получение глазурных покрытий на основе отработанных ванадиевых катализаторов. / Стекло и керамика. 2009, №4, с.29-31). Недостатком прототипа является небольшое содержание отработанного ванадиевого катализатора в составе шихты и высокие температуры фриттования, что приводит к удорожанию глазури.
Задачей изобретения является получение глазури для нанесения на керамическую плитку, кирпич, изразцы, майоликовые изделия, снижение себестоимости глазури за счет применения недорогого сырья.
Поставленная задача решается путем добавления к прокаленному отходу ванадиевого катализатора (СВД) оксида кальция СаО и оксида железа Fe2O3, последующего фриттования и помола. Шихта для получения глазури коричневого цвета содержит прокаленный отработанный СВД-катализатор состава, мас.%: SiO2 - 73.81, V2O5 - 8.33, Al2O3 - 5.95, K2O - 11.91, а также содержит СаО и Fe2O3 при следующем содержании ингредиентов, мас.%:
| Отработанный прокаленный катализатор СВД | 77-80 |
| СаО | 8-10 |
| Fe2O3 | 10-15 |
Глазурь является легкоплавкой, температурный интервал плавления (фриттования) 1150-1250°С, температура растекания 950-1050°С. Глазурь рекомендуется для нанесения на керамическую плитку, кирпич, майоликовые изделия.
Сырьевыми материалами для СВД являются природный диатомит, оксид ванадия (V) и сульфат калия. Диатомит содержит 90% аморфного кремнезема в виде панцирей диатомовых водорослей, скелетов радиолярий и губок, 2-7% кварца, остальное - полевые шпаты, глауконит, слюда. СВД представляет собой гранулы, которые имеют окраску желтого цвета, вызванную равномерно распределенным по поверхности носителя (диатомита) оксидом ванадия, V2O5.
Пример изготовления глазури
Компоненты шихты, мас.%: прокаленный отработанный СВД-катализатор (химический состав представлен в табл.2), измельченный до прохождения через сито №0063 - 77, оксид кальция (в виде мела) СаО - 8 (в пересчете на оксид), оксид железа - 15 смешивают, фриттуют при температуре 1200°С. Фритту подвергают тонкому помолу до остатка на сите №0056 не более 0.2%.
Оксид кальция вводится в шихту для снижения температуры плавления глазури. При содержании СаО менее 8 мас.% температурный интервал плавления глазури сдвигается в более высокотемпературную область, что связано с дополнительными энергозатратами. Повышение содержания СаО более 10 мас.% негативно влияет на свойства глазури - снижает прозрачность и блеск. Красящий оксид Fe2O3 вводится в состав глазури для получения требуемого цвета. Количества вводимого Fe2O3 менее 10 мас.% не достаточно для получения требуемого цветового оттенка, а введение данного хромофора более 15 мас.% не дает улучшения окраски.
Выбранный температурный интервал фриттования 1150-1250°С соответствует температурному интервалу плавления глазури.
Представленные глазури обладают следующими свойствами: ТКЛР -(72.6-74.3)·10-7 град-1, плотность - 2598-2619 кг/м3, показатель преломления 1.42-1.47, температура растекания глазури 950-1050°С.
Преимуществом предлагаемого изобретения является снижение затрат при использовании в составе шихты глазури недорогого сырья -отработанного СВД-катализатора, содержащего оксиды SiO2, V2O5, Al2O3, K2O.
В таблицах 1 и 2 приведен химический состав отработанного СВД-катализатора (до и после прокаливания).
В таблице 3 приведен компонентный состав глазурей.
В таблице 4 приведен химический состав глазурей.
В таблице 5 представлены свойства глазурей.
| Таблица 1 | ||||
| Химический состав СВД-катализатора, мас.% | ||||
| SiO2 | V2O5 | Al2O3 | K2O | SO3 |
| 62 | 7 | 5 | 10 | 16 |
| Таблица 2 | |||
| Химический состав прокаленного СВД-катализатора, мас.% | |||
| SiO2 | V2O5 | Al2O3 | K2O |
| 73.81 | 8.33 | 5.95 | 11.91 |
| Таблица 3 | |||
| Компонентный состав глазурей, мас.% | |||
| № глазури | свд | СаО | Fe2O3 |
| Г-1 | 80 | 10 | 10 |
| Г-2 | 78 | 9 | 13 |
| Г-3 | 77 | 8 | 15 |
| Таблица 4 | ||||||
| Химический состав глазурей, мас.% | ||||||
| № глазури | SiO2 | Al2O3 | СаО | K2O | Fe2O3 | V2O5 |
| Г-1 | 59.1 | 4.8 | 10.0 | 9.5 | 10.0 | 6.6 |
| Г-2 | 57.5 | 4.7 | 9.0 | 9.3 | 13.0 | 6.5 |
| Г-3 | 56.8 | 4.6 | 8.0 | 9.2 | 15.0 | 6.4 |
Шихта для получения глазури коричневого цвета, включающая оксиды SiO2, V2O5, Al2O3, К2О в виде отработанного СВД-катализатора, оксид кальция СаО, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид железа Fe2O3 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| отработанный прокаленный СВД катализатор | 77-80 |
| оксид кальция СаО | 8-10 |
| оксид железа Fe2O3 | 10-15 |
