Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики



Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики
Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики
Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики
Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики
Y02P40/69 -
Y02P40/69 -

Владельцы патента RU 2641533:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности декоративных керамических кирпича и камней. Технический результат – увеличение прочности и морозостойкости, снижение водопоглощения, получение декоративных изделий. Способ получения сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики, содержащей шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и ванадиевый шлак, включающий сушку компонентов, измельчение указанных шлака и сырья и их последующее смешение, гранулирование с получением гранулированной пресс-массы, ее полусухое прессование и обжиг изделий, где осуществляют увлажнение указанной шламистой части и гранулирование ее в турболопастном смесителе-грануляторе до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм при частоте вращения лопастей 20-25 с-1, с последующим опудриванием их смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака при следующем соотношении компонентов, масс. %: шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88, глинистое сырье 10-15, ванадиевый шлак 2-10. 1 ил., 3 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности декоративных керамических кирпича и камней.

Известен способ изготовления керамических изделий, заключающийся в грануляции тонкой фракции отходов обогащения железных руд на тарельчатом грануляторе в процессе увлажнения, опудривании гранул сухой измельченной глиной в процессе приготовления пресс-порошка (шихты), полусухом прессовании и обжиге изделий [1].

Недостатками указанного способа являются получение на тарельчатом грануляторе гранул полифракционного состава с неоднородной влажностью, неравномерное распределение влажности в кирпиче-сырце вследствие образования крупных (до 15 мм) гранул, низкая марка по морозостойкости (35 циклов) изделий.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления керамических изделий, включающий предварительную сушку шламистой части отходов обогащения железных руд, сушку и помол глины и стеклобоя, грануляцию на труболопастном смесителе-грануляторе и увлажнение до формовочной влажности (8-12%) смеси шламистой части отходов обогащения железных руд с частью (5-10 масс. %) измельченной глины, опудривание полученных гранул преимущественного размера 1-3 мм смесью оставшейся глины и стеклобоя в смесителе-грануляторе, полусухое прессование и обжиг изделий [2], состав сырьевой смеси:

глина 10-20
отходы обогащения железных руд 70-85
стеклобой 5-10

Недостатком указанного способа является использование дополнительного компонента в виде тонкомолотого стеклобоя при опудривании гранул, который, с одной стороны, формирует пиропластичную фазу при обжиге, но, с другой, снижает действие красящих оксидов и препятствует получению декоративной стеновой керамики.

Техническим результатом изобретения является увеличение предела прочности при сжатии, снижение водопоглощения, повышение морозостойкости и получение декоративных стеновых керамических изделий путем замены тонкомолотого стеклобоя на ванадиевый шлак в составе опудривающей добавки.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления декоративных керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд, природное глинистое сырье и ванадиевый шлак при следующем их соотношении, масс. %:

шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88
глинистое сырье 10-15
ванадиевый шлак 2-10

Шламистая часть отходов обогащения железных руд увлажняется до формовочной влажности (11-13%) и гранулируется в турболопастном смесителе-грануляторе без введения глинистых компонентов при частоте вращения лопастей 20-25 с-1 до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм, которые опудриваются смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака.

Использование грануляции с опудриванием позволяет снизить расход красящей добавки (ванадиевого шлака) и за счет ее концентрации на поверхности гранул получить декоративные стеновые керамические изделия с высокими физико-механическими характеристиками.

В способе используется ванадиевый шлак, который является побочным продуктом сталелитейного процесса. Химический состав, масс. %: V2O5 - 14,27-18,35; FeO - 18,96-20,11; SiO2 - 10,51-13,65; CaO - 1,98-2,83; MgO - 5,12-6,24; TiO2 - 8,95-10,21; MnO - 7,91-9,32.

Минералогический состав представлен шпинелевой структурой вида (Fe, Mg, V)⋅Ti2O4 с примесями α-Fe. Ванадиевый шлак измельчался до класса - 80 мкм.

Ванадиевый шлак содержит красящие оксиды ванадия и железа в отсутствии тонкомолотого натриевого стеклобоя при концентрации на поверхности гранул в сочетании с шламистой частью отходов обогащения железных руд и еспечивает декоративную окраску керамических изделий.

Пентоксид V2O5, концентрируясь в оболочке на поверхности гранул керамического матричного композита, в сочетании с оксидом железа в закисной форме,продуцирует жидкую фазу с образованием высокотемпературных шпинелей - ванадатов (FeVO4), что интенсифицирует процессы спекания и приводит к увеличению прочности и снижению водопоглощения керамического черепка.

Шламистая часть отходов обогащения железных руд является крупнотоннажным тонкодисперсным отходом основного производства железорудных обогатительных фабрик со средним размером частиц 15-18 мкм и насыпной плотностью 1,4-1,6 г/см3. Химический состав, масс. %: SiO2 - 33,23-34,99; CaO - 14,97-23,83; MgO - 5,59-11,88; Al2O3 - 8,99-9,80; Fe2O3 -17,21-19,69; TiO2 - 0,34-0,36; MnO - 0,59-1,36; Na2O - 0,40-0,42; K2O - 0,75-0,86. Потери при прокаливании отходов - 10,26-10,90 масс. %. Минеральный состав шламистой части отходов обогащения железных руд представлен полевыми шпатами, кварцем, слюдой, пироксеном, амфиболами, хлоритами железистого типа с небольшим содержанием смешанослойных образований.

Используемое глинистое сырье относится к сырью гидрослюдистокаолинит-монтмориллонитового типа, с низким содержанием крупнозернистых включений.

На чертеже схематично изображена структура изделий стеновой керамики, получаемых по изобретенному способу: 1 - граница контакта между гранулами, 2 - приграничная зона гранулы, 3 - центральная часть гранулы.

Технологическим результатом опудривания гранул из шламистой части отходов обогащения железных руд смесью ванадиевого шлака и глинистого сырья является интенсивное формирование на границе контакта между гранулами (поз. 1) при температуре 750°С жидкой фазы за счет концентрации оксидов-плавней: V2O5 и FeO. Появление расплава на поверхности гранул запускает механизм протекания твердофазных реакций в интервале температур 850-950°С сначала в приграничной зоне гранул (поз. 2). Выдержка образцов при максимальной температуре обжига 1000-1050°С в течение 3-4 часов способствует развитию процесса твердофазных реакций, направленного к центральной части гранул (поз. 3). Спекшиеся поверхность контакта и приграничная зона гранул образуют вместе с недоспеченными ядрами, сформировавшимися из гранул, пространственно организованный ячеисто-заполненный каркас. При последующем охлаждении из пиропластичной фазы вокруг ядер формируется стеклокристаллическая система, содержащая красно-коричневые кристаллы ванадата железа(III). После обжига формируется декоративная стеновая керамика с матричной структурой, обеспечивающей выразительную окраску красно-коричнево-черных тонов и высокие показатели прочности и морозостойкости изделий.

Пример

Изделия изготавливают по следующей технологии. Глинистое сырье и ванадиевый шлак сушат и измельчают до полного прохождения через сито 0,63 мм, шламистая часть отходов обогащения железных руд представляет собой тонкодисперсный материал со средним размером частиц 15-18 мкм и дополнительного измельчения не требует. Предварительная обработка заключается в сушке отходов обогащения железных руд до остаточной влажности 2-3%.

Керамическую шихту готовят следующим образом. Отходы обогащения железных руд увлажняют и гранулируют на турболопастном смесителе-грануляторе до крупности гранул 1-3 мм (угол наклона чаши 45°, частота вращения чаши 0,33 с-1, частота вращения лопастей 20-25

с-1). Подачу воды осуществляют разбрызгиванием из расчета формовочной влажности шихты 11-13%. После формирования гранул в гранулятор вводится добавка из ванадиевого шлака и глинистого сырья. В результате происходит опудривание гранул равномерным слоем добавки. Процентное содержание компонентов и цветовая палитра (по аддитивной цветовой модели RGB) получаемых керамических изделий представлена в таблицах 1 и 2 соответственно.

Керамические изделия, получаемые по известному способу, имеют грязно-серую окраску от темного до черного тонов. Изделия по предлагаемому способу имеют окраску различных оттенков от красно-коричневого до черно-коричневого цвета в зависимости от процентного содержания добавки ванадиевого шлака.

Прессование кирпича-сырца из гранулированной пресс-массы влажностью 11-13% осуществляют на прессе при удельном давлении прессования 15-20 МПа. Сушка изделий происходит в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°С, обжиг осуществляется при температуре 1000-1050°C с изотермической выдержкой в течение 3-4 часов.

В таблице 3 приведены физико-механические свойства изделий.

Источники информации

1. Пат. №2005702 C1 РФ, МПК С04В 33/00 (1990.01). Способ приготовления керамических изделий [Текст] / Стороженко Г.И., Столбоушкин А.Ю., Болдырев Г.В., Черепанов К.А., Сайбулатов С.Ж. - №91 4948690/03; заявл. 25.06.1991.

2. Пат. №2500647 C1 РФ, МПК С04В 33/132 (2006.01). Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики и способ ее получения [Текст] / Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И., Иванов А.И., Бердов Г.И., Столбоушкина О.А. - №2012116133/03; заявл. 20.04.2012; опубл. 10.12.2013; Бюл. №34.

Способ получения сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики, содержащей шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и ванадиевый шлак, включающий сушку компонентов, измельчение указанных шлака и сырья и их последующее смешение, гранулирование с получением гранулированной пресс-массы, ее полусухое прессование и обжиг изделий, отличающийся тем, что осуществляют увлажнение указанной шламистой части и гранулирование ее в турболопастном смесителе-грануляторе до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм при частоте вращения лопастей 20-25 с-1, с последующим опудриванием их смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака при следующем соотношении компонентов, масс. %:

шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88
глинистое сырье 10-15
ванадиевый шлак 2-10



 

Похожие патенты:

Способ изготовления строительного кирпича, строительный кирпич и блок из строительных кирпичей используются при строительстве стен с высокой изолирующей способностью.

Изобретение относится к составам на основе зольного уноса и может быть использовано для изготовления сравнительно тонких керамических изделий. Состав на основе зольного уноса формируют из смеси на основе зольного уноса, содержащей более 70% зольного уноса по сухому весу состава, пластификатор, служащий для связки частиц зольного уноса в составе, и, по желанию, одну или более керамических добавок.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамических стеновых изделий и плитки. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии и изгибе получаемых керамических строительных материалов, повышение эффективности извлечения сапонитового продукта и обесшламливания оборотных вод алмазодобывающих предприятий, расширение сырьевой базы и улучшении экологической обстановки за счет использования техногенных отходов.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов шихты и сырьевых смесей для изготовления кирпича как лицевого, так и обычного, а также при производстве золокерамических камней.

Изобретение относится к области производства керамических материалов, преимущественно клинкерного и кислотоупорного кирпича, кислотоупорных плиток для кладки и облицовки в агрессивных средах и в средах с влажным режимом.

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе природного минерального сырья, а именно к составам для изготовления керамической облицовочной плитки для внутренних и наружных отделочных работ.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичная глина 50,0-56,0, плиточный бой 0,1-0,5, нефелиновый концентрат 9,0-11,0, трепел 25,9-31,9, парафин и/или стеарин 0,1-0,5, фосфорит 6,5-8,5.
Изобретение относится к области производства легких заполнителей для бетонов. Способ изготовления заполнителя для бетона включает подготовку массы на основе легкоплавких глин, способных вспучиваться в условиях термической обработки, введение в количестве 2-8% от ее объема молотого и просеянного через сито № 063 боя силикатного кирпича, увлажнение битумной и/или дегтевой эмульсией до 17-26%, формование гранул, сушку гранул до влажности 1-6%, обжиг гранул при температуре 900-1100°C и охлаждение гранул до температуры 20-50°C.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для изготовления стеновых материалов: лицевого кирпича, блоков.

Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен.

Изобретение относится к устройствам сепарации пластикового лома, который представляет собой полимерные отходы разной фактуры, имеющие различную плотность и аэродинамические характеристики, и может быть использовано для сепарации измельченных отходов, образующихся при переработке ПЭТ бутылки.

Изобретение относится к устройствам для переработки отходов и может быть использовано при утилизации нефтешламов для получения альтернативного вида топлива. Устройство для утилизации нефтешламов содержит топку с газовой горелкой, которая выполнена с возможностью установки в ней и подключения к технологическим магистралям и съема, приемный бункер для загружаемых в него нефтешламов для проведения термолиза с образованием парогазовой смеси и твердого углеродистого остатка.

Изобретение относится к области утилизации органических отходов, в частности осадков городских сточных вод, с получением продуктового газа и дальнейшего его сжигания для получения тепла, а также с получением гранулированного шлака и его использования в качестве строительного материала.

Способ обезвреживания и утилизации нефтесодержащего шлама включает смешивание негашеной извести с нефтесодержащим шламом и поверхностно-активным веществом, затем осуществляют гашение извести путем добавления воды в количестве, необходимом для полного гашения извести, после гашения извести добавляют обезвреживающие сорбенты, после чего осуществляют итоговое перемешивание, при этом в качестве ПАВ используют ПАВ, придающее гидрофобность, а в качестве обезвреживающих сорбентов используют отработанный силикагель, который является отходом от установок осушки природного газа, и отработанный цеолит, который является отходом от установок сероочистки газов.

Способ переработки отходов сортирования сульфатной целлюлозы относится к безотходным и ресурсосберегающим технологиям в целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использован в производстве формованных изделий различного назначения.

Изобретение относится к способу удаления органических растворителей из влажной багассы растения, не являющегося гевеей, содержащего природный каучук в отдельных клетках растения, включающему использование некоторого количества указанной влажной багассы, которая содержит до 45 мас.% объединенных органических растворителей и воды (в расчете на общую массу влажной багассы) и не более 0,1 мас.% каучука; нагревание указанной влажной багассы до температуры по меньшей мере 100°С, в результате чего происходит выпаривание органических растворителей; получение высушенной багассы, которая содержит не более 1 мас.% органических растворителей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является полное обеззараживание строительных материалов и грунта без вывоза их на специализированные полигоны захоронения при ликвидации последствий деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия, производству химического оружия и высокотоксичных веществ, включая рекультивацию прилегающей территории.

Настоящее изобретение относится к охране окружающей среды, а конкретно к снижению негативного влияния на экологию и увеличению эффективности обезвреживания твердых отходов, и может быть использовано для обезвреживания твердых отходов, в том числе ртутьсодержащих отходов, образующихся результате производственной деятельности, в том числе ртутных термометров, энергосберегающих ламп, люминесцентных ламп и прочих отходов, содержащих ртуть.

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка.

Изобретение направлено на повышение мобильности установки и снижение транспортных расходов установки для переработки отходов бурения в готовый прочный сыпучий формованный строительный материал - искусственный камень.
Изобретение относится к области химической технологии и предназначено для утилизации отходов производства, содержащих фторсиликаты: тетрафторид кремния, кремнефтористую кислоту, гексафторсиликат натрия. Фторсиликаты обрабатывают гидроксидом натрия и/или карбонатом натрия при температуре 80-100°С. Полученные фторид натрия и раствор силиката натрия разделяют фильтрацией. Фторид натрия либо выделяют, либо обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре 130-150°С и выделяют фторид водорода, который поглощают водой с образованием фтороводородной кислоты. Полученный после выделения фторида водорода остаток обрабатывают гидроксидом и/или карбонатом натрия с образованием сульфата натрия. Раствор силиката натрия подвергают обработке углекислым газом и выделяют диоксид кремния. Обеспечивается утилизация отходов производства, образующихся при производстве фосфорных удобрений и переработке алюминиевых руд, с получением из них чистых продуктов. 6 табл., 10 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-12-01 2018-01-27T13:58:08
Наверх