Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета
Владельцы патента RU 2470903:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Изобретение относится к технологии получения керамики и касается составов глазурей для нанесения на фарфоровые, фаянсовые и полуфарфоровые изделия. Техническим результатом является повышение температуры растекания глазури и снижение себестоимости глазури за счет исключения стадии фриттования и применения недорогого сырья. Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета содержит следующие компоненты, мас.%: прокаленный отход ванадиевого катализатора (сульфованадат на диатомите) 23-25, нефелиновый шлам 23-25, полевой шпат 50 и оксид кобальта СоО 2. Для получения глазурного шликера компоненты шихты смешивают, подвергают совместному мокрому помолу до остатка на сите №0056 не более 0,2%. Глазурь обладает следующими свойствами: ТКЛР 76,97·10-7 град-1, плотность 2659 кг/м3, показатель преломления 1,502, температурный интервал растекания 1200-1230°С. 1 пр., 4 табл.
Изобретение относится к технологии получения керамических изделий и касается составов глазурей для нанесения на фарфоровые и фаянсовые изделия.
Известна шихта для получения фриттованной окрашенной глазури, содержащая, мас.%: отработанный ванадиевый катализатор - 40-55, В2O3 - до 20, SiO2 - не менее 35, Аl2O3 - 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, Сu, 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 K-1, температуру 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 шихты является высокая температура фриттования.
Прототипом изобретения является шихта для получения глазури коричневого цвета, включающая оксиды SiO2, V2O5, А12O3, К2O, 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.
Температурный интервал фриттования глазури 1150-1250°С.
Глазурь обладает 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. (Патент РФ №2406712. Шихта для получения глазури коричневого цвета. Седельникова М.Б., Погребенков В.М., Недопекина Е.В., Опубл. 20.12.2010, Бюл. №35). Недостатками данной шихты является необходимость предварительного фриттования, что связано с большими энергетическими затратами, и низкие температуры растекания, что определяет область использования данной глазури для низкотемпературных керамических масс.
Задачей изобретения является получение глазури для нанесения на фарфоровые и фаянсовые изделия, снижение себестоимости глазури за счет применения недорогого сырья и исключения стадии фриттования.
Поставленная задача решается путем добавления к прокаленному отходу ванадиевого катализатора (СВД) нефелинового шлама, полевого шпата и оксида кобальта СоО и совместного помола шихты. Шихта для получения глазури синего цвета содержит прокаленный отход ванадиевого катализатора (СВД - сульфованадат на диатомите), нефелиновый шлам и СоО при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| отход ванадиевого катализатора (СВД) | 23-25 |
| нефелиновый шлам | 23-25 |
| полевой шпат | 50 |
| СоО | 2 |
Глазурь рекомендуется для нанесения на фарфоровые, полуфарфоровые и фаянсовые изделия.
Сырьевыми материалами для ванадиевого катализатора (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. Ванадиевый катализатор (СВД) представляет собой гранулы, которые имеют окраску желтого цвета, вызванную равномерно распределенным по поверхности носителя (диатомита) оксидом ванадия, V2O5.
Нефелиновый шлам - продукт переработки природных нефелиновых руд и получения глинозема. Основными химическими компонентами нефелинового шлама являются СаО и SiO2, соответствующие молярному отношению СаО:SiO2, равному 2:1, и составляющие в сумме 85-88%. Минералогический состав нефелинового шлама представлен, в основном, двухкальциевым силикатом, в качестве второстепенных фаз присутствуют гидросиликаты кальция, гидроферриты и др.
Пример изготовления глазури
Отход ванадиевого катализатора (СВД), прокаленный при температуре 850°С, нефелиновый шлам, полевой шпат Чупинского месторождения измельчают до прохождения через сито №0063. Компоненты шихты, мас.%: отход ванадиевого катализатора (СВД) - 25, нефелиновый шлам - 23, полевой шпат - 50 и СоО - 2, смешивают, подвергают совместному тонкому помолу мокрым способом до остатка на сите №0056 не более 0.2%. Полевой шпат вводится в шихту как расплавообразующий компонент с целью исключения стадии фриттования. Оксид кобальта вводится в шихту для придания глазури насыщенной синей окраски.
Представленная глазурь обладают следующими свойствами: ТКЛР -
76.97×10-7 град-1, плотность - 2659 кг/м3, показатель преломления 1.502, температурный интервал растекания - 1200-1230°С.
Преимуществом предлагаемого изобретения является снижение затрат за счет исключения стадии фриттования и использования в составе шихты глазури недорогого сырья - отхода ванадиевого катализатора (СВД) и нефелинового шлама.
В таблице 1 приведен химический состав исходных сырьевых материалов: отхода ванадиевого катализатора (СВД), нефелинового шлама, чупинского полевого шпата.
В таблице 2 приведен компонентный состав глазурей.
В таблице 3 приведен химический состав глазурей.
В таблице 4 представлены свойства глазурей.
| Таблица 1 Химический состав исходного сырья, мас.% |
||||||||
| Вид сырья | SiO2 | Аl2O3 | СаО | MgO | Fe2O3 | Na2O | K2O | V2O5 |
| Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината | 30.64 | 3.86 | 55.97 | 1.52 | 4.79 | 2.27 | 0.95 | - |
| Прокаленный отход ванадиевого катализатора (СВД) | 73.80 | 6.0 | - | - | - | - | 11.9 | 8.3 |
| Чупинский полевой шпат | 63.13 | 21.57 | 0.83 | 0.50 | 0.30 | 1.63 | 12.04 | - |
| Таблица 2 Компонентный состав глазурей, мас.% |
||||
| № глазури | СВД | НШ | Полевой шпат | СоО |
| Г-1 | 23 | 25 | 50 | 2 |
| Г-2 | 24 | 24 | 50 | 2 |
| Г-3 | 25 | 23 | 50 | 2 |
| Таблица 3 Химический состав глазурей, мас.% |
|||||||||
| № глазури | SiO2 | А12O3 | СаО | MgO | Fe2O3 | Na2O | K2O | V2O5 | СоО |
| Г-1 | 56.20 | 13.13 | 14.40 | 0.63 | 1.35 | 1.38 | 9.00 | 1.91 | 2.0 |
| Г-2 | 56.63 | 13.16 | 13.83 | 0.62 | 1.30 | 1.36 | 9.11 | 1.99 | 2.0 |
| Г-3 | 57.07 | 13.18 | 13.29 | 0.60 | 1.25 | 1.32 | 9.22 | 2.07 | 2.0 |
| Таблица 4 Свойства глазурей |
||||
| № глазури | ТКЛР, 10-7 град-1 | Плотность, кг/м3 | Показатель преломления | Температурный интервал растекания, °С |
| Г-1 | 78.65 | 2607 | 1.538 | 1200-1250 |
| Г-2 | 77.52 | 2621 | 1.517 | 1200-1250 |
| Г-3 | 76.97 | 2659 | 1.502 | 1200-1230 |
Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета, включающая оксиды SiO2, CaO, MgO, Аl2O3, Fe2O3, Na2O, K2O в том числе SiO2, Аl2O3, K2O, V2O5, в виде прокаленного отхода ванадиевого катализатора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нефелиновый шлам, полевой шпат и СоО при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| прокаленный отход ванадиевого катализатора | 23-25 |
| нефелиновый шлам | 23-25 |
| полевой шпат | 50 |
| СоО | 2 |
