Способ изготовления изделий из отходов стекла

Изобретение относится к области утилизации и вторичного использования отходов производства и бытовых отходов, в частности боя стекла и керамики, и может быть использовано при изготовлении облицовочной строительной плитки, преимущественно мозаичной плитки, майолики, смальты. Способ изготовления изделий из отходов стекла включает механическое измельчение этих отходов, приготовление пресс-порошка или литьевого шликера, формование заготовок прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера, термообработку и охлаждение заготовок. Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в снижении удельных энергозатрат при обжиге заготовок за счёт снижения температуры термообработки обжига. Технический результат достигается за счёт того, что в порошковую композицию включают отходы стекла 97-98 мас.ч., а в качестве добавки в мас.ч. к массе порошка вводят комплексный активатор спекания. Активатор спекания представляет собой борсодержащее соединение В2О3 и трехокись сурьмы. Доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе спекания составляет 10-50 мас.ч. Термообработку заготовок ведут в пределах температуры 700-850°С, обеспечивающей, в зависимости от состава стекла, его закристаллизование и получение глянцевой поверхности при охлаждении. 3 табл.

 

Изобретение относится к утилизации и вторичному использованию отходов производства и бытовых отходов, в частности, боя стекла и керамики, и может быть использовано при изготовлении, преимущественно мозаичной плитки, облицовочной строительной плитки, майолики, смальты, а также других изделий.

Известны различные способы изготовления изделий из отходов стекла и керамики по керамической технологии полусухого формования.

Известен, например, способ изготовления изделий из отходов стекла и керамики с содержанием стекла до 30 мас. и температурой обжига в зависимости от состава стекла 950-1060°C (Циммерманис Ф.Х., Тумашов В.Т. «Облицовочные материалы из отходов керамики и стекла». Стекло и керамика, 1988, №2, с.15).

Общим для известных способов такого вида является введение в состав пресс порошка в качестве основной массы керамики и малое содержание стекла, связанное с тем, что повышение боя стекла до 40 мас. приводит к опасным деформациям при температурах, обжиг при которых не позволяет достичь необходимых физико-механических показателей изделий.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовление изделий из стекла и керамики по патенту № 2101239 МПК C03C 10/00, опубл. 10.01.1998 г., который включает механическое измельчение отходов стекла и керамики, их смешивание и приготовление композиции пресс-порошка или литьевого шликера, формование заготовки прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера, термообработку при температуре 800-1100°C и охлаждение заготовки. При этом порошковая композиция включает следующие компоненты, мас. %: отходы стекла - 90-92, отходы керамики - 8-10 и поливиниловый спирт - 8-12.

Недостатком известного способа является высокое энергопотребление при производстве изделий из полученной смеси.

Задачей, стоящей перед изобретением является снижение удельных энергозатрат при обжиге.

Задача решается путем введения в порошковую смесь комплексного активатора спекания, представляющего собой смесь, состоящую из борсодержащего соединение B2O3 и трехокиси сурьмы Sb2O3.

Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в снижении удельных энергозатрат при обжиге заготовок, за счет снижения температуры термообработки обжига до 700-850°С.

Предлагаемый способ изготовления изделий из отходов стекла заключается в следующем.

- Механическое измельчение в шаровой мельнице, или конусной инерционной установке отходов стекла и комплексного активатора спекания, представляющего собой смесь, состоящего из борсодержащего соединения B2O3 и трехокиси сурьмы;

- приготовление пресс-порошка путем смешивания с помощью стандартных механических устройств порошковой композиции с содержанием компонентов, и комплексного активатора с добавлением (сверх 100% смеси) воды и пигмента (красителя) (или приготовление литьевого шликера); формование заготовки прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера;

- термообработку отпрессованых заготовок в печи в виде обжига при температуре 700-850°С.

Пример 1

Осуществление способа изготовления изделий из отходов стекла, представляющих собой композицию пресс-порошка с применением комплексного активатора спекания в виде борсодержащего соединения и трехокиси сурьмы Sb2O3, доля которого составляет - 2,5 мас.ч. и доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе составляет - 15 мас.ч. Состав исходных материалов с комплексным активатором спекания приведен в ниже, в таблице.

Приготовление трехкомпонентной формовочной смеси осуществляли следующим образом:

Отходы листового стекла пропускали через щековую дробилку с получением кусков размером 1-2 мм. Далее помол осуществляли в лабораторной шаровой мельнице с керамической футеровкой, куда поочередно загружали измельченное стекло с размером кусков 1-2 мм - 2,925 кг, комплексный активатор, включающий в себя: трехокись сурьмы Sb2O3 - 0,01125 кг и борсодержащее соединение B2O3 - 0,06375 кг, после чего мололи до удельной поверхности 5000 см2/г. Далее, для приготовления пресс-порошка, в измельченную смесь добавляли 7 мас.ч. воды и 2 мас.ч. пигмента для стекла и смешивали в лабораторных бегунах (вода и пигмент добавлялись сверх 100% смеси). После чего пресс-порошок засыпали в пресс-формы и при помощи гидравлического пресса прессовали и получали сформованные образцы размером 23×23 мм.

Обжиг образцов производили в муфельной печи при температурах 720°С, 780°С и 830°С.

Характеристики изделий (стеклянной плитки) после обжига при различных температурах по примеру 1 приведены в Таблице 1.

Анализируя данные из таблицы 1 можно сделать вывод о том, что оптимальной температурой обжига является температура 780°С для данного состава смеси, при котором содержание активатора составляет 2,5 мас.ч. и соотношение трехокиси сурьмы Sb2O3 - 15 мас.ч.

Пример 2.

Изготовление композиции пресс-порошка с применением комплексного активатора спекания в виде борсодержащего соединения и трехокиси сурьмы Sb2O3, доля которого составляет - 3 мас.ч. и доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе составляет - 30 мас.ч., осуществляли аналогичным образом.

Состав исходных материалов с комплексным активатором спекания приведен ниже, в таблице.

Приготовление трехкомпонентной формовочной смеси осуществлялось следующим образом:

Отходы листового стекла пропустили через щековую дробилку с получением кусков размером 1-2 мм. Далее помол осуществляли в лабораторной шаровой мельнице с керамической футеровкой, куда поочередно загружали измельченное стекло с размером кусков 1-2 мм - 2,91 кг, комплексный активатор, включающий в себя: трехокись сурьмы Sb2O3 - 0,027 кг и борсодержащее соединение B2O3 - 0,063 кг, после чего мололи до удельной поверхности 5500 см2/г. Далее, для приготовления пресс-порошка, в измельченную смесь добавляли 7 мас.ч. воды и 2 мас.ч. пигмента для стекла и смешивали в лабораторных бегунах. После чего пресс-порошок засыпали в пресс-формы и при помощи гидравлического пресса прессовали и получали сформованные образцы размером 23х23 мм.

Обжиг образцов производили в муфельной печи при температурах 720°С, 780°С и 830°С.

Характеристики изделий (стеклянной плитки) после обжига при различных температурах по примеру 2 приведены в таблице 2.

Анализируя данные из таблицы 2, можно сделать вывод, что для данного состава смеси, при котором содержание активатора составляет 3 мас.ч. и соотношение трехокиси сурьмы Sb2O3 в нем – 30 мас.ч. оптимальной температурой обжига является температура 720°С.

Пример 3

Изготовление композиции пресс-порошка с применением комплексного активатора спекания в виде борсодержащего соединения и трехокиси сурьмы Sb2O3, доля которого составляет – 3 мас.ч. и доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе составляет – 45 мас.ч., осуществляли аналогичным образом.

Состав исходных материалов с комплексным активатором спекания приведен ниже, в таблице.

Наименование компонента содержания компонента в смеси мас.ч.
1 Стеклобой листовой измельченный 97
2 Трехокись сурьмы Sb2O3 1,35
3 Борсодержащее соединение В2О3 1,65
4 Вода (сверх 100%) 7

Приготовление трехкомпонентной формовочной смеси осуществлялось следующим образом:

Отходы листового стекла пропускали через щековую дробилку с получением кусков размером 1-2 мм. Далее помол осуществляли в лабораторной шаровой мельнице с керамической футеровкой, куда поочередно загружали измельченное стекло с размером кусков 1-2 мм – 2,91 кг, комплексный активатор, включающий в себя: трехокись сурьмы Sb2O3 – 0,0405 кг и борсодержащее соединение В2О3 –0,0495 кг, после чего мололи до удельной поверхности 5200 см2/г. Далее, для приготовления пресс-порошка, в измельченную смесь добавляли 7 мас.ч. воды и 2 мас.ч. пигмента для стекла и смешивали в лабораторных бегунах. После чего пресс-порошок засыпали в пресс-формы и при помощи гидравлического пресса прессовали и получали сформованные образцы размером 23х23 мм.

Обжиг образцов производили в муфельной печи при температурах 720°С, 780°С и 830°С.

Характеристики изделий (стеклянной плитки) после обжига при различных температурах по примеру 3 приведены в таблице 3.

Анализируя данные из таблицы 3, можно сделать вывод о том, что оптимальной температурой обжига является температура 780°С и 810°С для данного состава смеси, при котором содержание активатора составляет 3 мас.ч. и соотношение трехокиси сурьмы Sb2O3 в нем – 45 мас.ч.

Температуру обжига для конкретных изделий в указанных пределах выбирают опытным путем в зависимости от кривой вязкости используемых отходов стекла и требований к физико-механическим и химическим показателям, т.е. необходимости уровня кристаллизации стеклофазы.

Испытания опытных образцов изделий, выполненных заявляемым способом, показало, что в зависимости от марки стекла и температурного режима обжига, предел прочности на изгиб - уизг 1100-1500 кг/см2 и предел прочности сжатия - усж 3600-4000 кг/см2. Т.е., при осуществлении предложенного способа, качество изделий не снижается при пониженных общих энергозатратах.

Таким образом, задача изобретения решена.

Способ изготовления изделий из отходов стекла, включающий механическое измельчение этих отходов, приготовление пресс-порошка или литьевого шликера, формование заготовок прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера, термообработку и охлаждение заготовок, отличающийся тем, что порошковая композиция включает 97-98 мас.ч. отходов стекла и комплексный активатор спекания - остальное, при этом комплексный активатор спекания представляет собой борсодержащее соединение B2O3 и трехокись сурьмы, где доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе спекания составляет 10-50 мас.ч., при этом термообработку заготовок ведут при температуре 700-850°С, обеспечивающей, в зависимости от состава стекла, его закристаллизование и получение глянцевой поверхности при охлаждении.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к беспористой керамике, которую можно использовать как стабильные по размерам подложки в областях, которые подвергаются градиентам температуры, например при производстве полупроводников.

Группа изобретений относится к заготовке для изготовления дентальной формованной детали, такой как вкладка, накладка, коронка или мост, а также к соответствующей дентальной формованной детали и способу ее изготовления.

Предлагается прокладочная пленка для многослойного стекла, которое может быть использовано для автомобилей, железнодорожного и другого транспорта, в остеклении зданий.

Изобретение относится к способу приготовления метасиликатной ситалловой шихты. Сначала определяют химический состав основного исходного сырья и соотношение в нем химических элементов, включая амфотерные Fe+3, Al+3, в разных структурных позициях цепочечных силикатов.

Изобретение относится к стеклокерамической детали. Стеклокерамическая деталь при температуре применения TA имеет КТР, находящийся в интервале 0±20⋅10-9/K, предпочтительно в интервале 0±15⋅10-9/K, предпочтительнее в интервале 0±10⋅10-9/K, и однородность КТР, составляющую не более чем 5⋅10-9/K.

Изобретение относится к прозрачным стеклокристаллическим оксидным материалам. Люминесцирующая стеклокерамика, содержащая следующие компоненты, мас.%: Li2O 0,03-2,94; Na2O 0,06-5,77; Ga2O3 26,5-53,5; SiO2 9,9-17,3; GeO2 31,2-54,1; TiO2 сверх 100% 0,04-3,9.

Изобретение относится к области получения стеклокремнезита. Механическую смесь готовят из стеклогранулята фракции 30-250 мм, высушенного измельченного жидкого стекла фракции 10-30 мм, измельченного боя фарфора фракции 30-250 мм при массовом соотношении 8:1:1-7,5:1:1,5.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству строительных деталей из шлакоситалла. Жидкое шлаковое стекло подается порциями одинакового размера на верхнюю точку арочной опалубки, стекает под действием гравитации вниз и застывает в тонких пленках.
Изобретение относится к способу получения заготовки из литийсиликатного стекла, которая может быть использована в качестве зубоврачебного материала. Для получения заготовки состава, включающего (вес.%) 46-72 SiO2, 10-25 Li2O и по меньшей мере 8 вес.%, предпочтительно от 9 до 20 вес.% стабилизатора из группы ZrО2, HfО2 или их смесей, сырьевые материалы в виде порошка с размером зерен d50=0,3-1,5 мкм плавят при температуре TAU =1450-1600°С в резервуаре.

Изобретение относится к стеклокристаллическим материалам. Стеклокристаллический материал содержит кристаллические фазы кордиерита и силиката иттрия и изготовлен из стекол составов в мол.

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла – заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких и силикатных бетонов, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности пеносиликатного теплоизоляционного материала на основе кремнеземсодержащих техногенных отходов.
Изобретение относится к области производства неорганических и теплоизоляционных материалов и раскрывает способ получения пеностекла. Способ включает получение измельченного стеклобоя следующего состава в мас.%: SiO2 - 72,0 ± 7,0; Na2O - 13,0 ± 2,0; CaO - 10,0 ± 2,0; MgO - 4,0 ± 2,0; Al2O3 - 1,0 ± 0,5; SO3 - 0,2 ± 0,1; K2O - 0,3 ± 0,1; Fe2O3 ≤0,2, содержащего частицы размером менее 40 мкм, добавление к измельченному стеклобою водного раствора кальцинированнной соды и глицерина, перемешивание, выдержку полученной смеси, последующую сушку при температуре менее 200°С до получения смеси с влажностью не более 1%, дезагломерацию, включающую перемешивание смеси с серой, с получением шихты с размером частиц менее 40 мкм, последующее дозирование, помещение в форму, вспенивание, фиксацию, извлечение, отжиг и охлаждение полученного пеностекла.

Изобретение относится к области производства легких насыпных неорганических строительных материалов, а именно к технологии силикатных теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к способу получения пеностекла. Способ получения пеностекла включает предварительное измельчение стеклобоя, его мокрый помол с получением стекольной вяжущей суспензии, формование, вспенивание, выдержку при температуре вспенивания и отжиг.

Изобретение относится к области промышленной переработки отходов из стекла и может быть использовано для получения пеностекла. Способ получения пеностекла включает предварительное измельчение стеклобоя до размера частиц 0,1…5 мм, получение стекольной вяжущей суспензии путем мокрого помола стеклобоя в воде в шаровой мельнице при влажности 24…32% в течение 2…5 ч, формование, отверждение стекольной вяжущей суспензии в герметичных условиях при постоянной влажности в течение 72…168 ч, вспенивание при температуре 740…820°С со скоростью нагрева печи 200…250 град./ч, выдержку при температуре вспенивания в течение 0,25…1 ч, отжиг.

Изобретение относится к способу производства пеностекла. Способ производства пеностекла включает перемешивание стеклобоя, оксида цинка и карбонатного газообразователя при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбонатный газообразователь 0,5-5,0, оксид цинка 0,5-1,5, стеклобой – остальное.

Изобретение относится к фракционному утеплителю из вспененного стекла для железнодорожного строительства. Способ производства утеплителя включает смешивание вспенивающего агента в количестве 0,5…5,0 мас.

Изобретение относится к пеностеклу. Шихта для получения пеностекла содержит, мас.

Изобретение относится к области получения облицовочного материала - пенодекора. Способ получения облицовочного материала - пенодекора - включает размол цветного стеклобоя с добавкой мела 0,1-0,15% до тонины помола 1500-200 см2/г, укладку покровного слоя сырьевой смеси толщиной 2-3 мм на блок пеностекла с последующим уплотнением покрывного слоя валиком.

Изобретение относится к области утилизации и вторичного использования отходов производства и бытовых отходов, в частности боя стекла и керамики, и может быть использовано при изготовлении облицовочной строительной плитки, преимущественно мозаичной плитки, майолики, смальты. Способ изготовления изделий из отходов стекла включает механическое измельчение этих отходов, приготовление пресс-порошка или литьевого шликера, формование заготовок прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера, термообработку и охлаждение заготовок. Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в снижении удельных энергозатрат при обжиге заготовок за счёт снижения температуры термообработки обжига. Технический результат достигается за счёт того, что в порошковую композицию включают отходы стекла 97-98 мас.ч., а в качестве добавки в мас.ч. к массе порошка вводят комплексный активатор спекания. Активатор спекания представляет собой борсодержащее соединение В2О3 и трехокись сурьмы. Доля трехокиси сурьмы Sb2O3 в активаторе спекания составляет 10-50 мас.ч. Термообработку заготовок ведут в пределах температуры 700-850°С, обеспечивающей, в зависимости от состава стекла, его закристаллизование и получение глянцевой поверхности при охлаждении. 3 табл.

Наверх