Способ получения высокоплотных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы. Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла включает загрузку в мельницу исходного сырья в виде гранулята стекла либо технологических отходов производства изделий и мелющих тел при соотношении 1:(3-4), введение в один прием расчетного количества воды, мокрый помол и стабилизацию шликера механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl, перед загрузкой исходного сырья удаляют из него фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки 1,2 мм, или 1,4 мм, или 1,6 мм, а кислоту добавляют в количестве 0,1 мл на 1 л стабилизированного шликера, исходя из расчета снижения значения рН шликера на 0,1, при этом кислоту перед введением в шликер смешивают с таким же объемом дистиллированной воды и равномерно разливают по поверхности шликера. Технический результат – повышение производительности при приготовлении высокоплотных водных шликеров литийалюмосиликатного стекла в шаровых мельницах и снижение уровня технологического брака при изготовлении из данных шликеров керамических изделий. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы.

Известен способ получения водных шликеров из литийалюмосиликатного стекла (Патент Германии 19622522, кл. С03С 10/12, 1998). По первому варианту проводят сухой помол гранулята стекла или технологических закристаллизованных отходов стекла при соотношении стекла и мелющих тел из Al2O3 как 1:2, отсев фракций заданного гранулометрического состава (первая фракция - частицы менее 63 мкм, вторая фракция - частицы менее 7 мкм), смешивание данных фракций в требуемом соотношении с последующим введением в порошок воды, механическое перемешивание смесей для получения шликера.

По второму варианту получение водного шликера заключается в изготовлении грубозернистого порошка (фракция с частицами менее 63 мкм) путем сухого помола исходного сырья и отсева, получении тонкой фракции порошка в процессе мокрого измельчения исходного сырья с последующим вымораживанием воды, добавлении высушенного порошка к первой фракции с последующим введением воды и механическим перемешиванием.

К недостаткам данного технического решения приготовления водных шликеров из стекла литийалюмосиликатного состава для получения плотноспеченных стеклокерамических изделий относятся: многооперационность получения шликера, трудоемкость отсева нужных фракций, низкая плотность и высокая вязкость получаемых шликеров, длительность процесса формования изделий запыленность рабочих мест, высокая пористость получаемых отливок, небольшие габариты получаемых изделий.

Наиболее близким техническим решением является способ получения высокоплотных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла (патент РФ №2211810, кл. С03С 10/12, 10.09.2003), включающий загрузку исходного сырья в виде гранулята стекла или технологических отходов производства изделий и мелющих тел из Al2O3 в мельницу при соотношении 1:(3-4), сухой помол в течение 30-60 минут, введение в один прием расчетного количества воды, мокрый помол и стабилизацию шликера механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl в количестве 1,0-2,0 мл на 1 л шликера.

К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что либо гранулят литийалюмосиликатного стекла, либо технологические отходы производства изделий, в том числе и используемые бракованные изделия, прошедшие операцию обжига, предварительно подвергаются дроблению до размеров частиц не более 15×15×5 мм. При этом в результате дробления образуется достаточно большое количество мелкой фракции, которая в процессе помола не только очень плохо подвергается помолу, но и отбирает на себя большую часть влаги. В результате требуется увеличивать количество воды на начальном этапе помола, что в свою очередь приводит к увеличению пористости получаемых заготовок и как следствие росту усадок и короблений заготовок при подвялке и обжиге. Кроме того наличие мелкой фракции в шликере приводит к увеличению времени формования заготовок, неравномерному набору и как следствие к браку на данной операции. Ситуация усугубляется тем, что количество мелкой фракции в силу различных факторов может сильно меняться от партии к партии дробленного материала, что существенно усложняет подбор оптимальных технологических параметров при производстве изделий и приводит к увеличению брака изготавливаемых изделий.

Еще одним существенным недостатком известного технического решения является то, что стабилизацию шликера проводят механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl в количестве 1,0-2,0 мл на 1 л шликера. Учитывая, что получаемые шликера после помола имеют значения рН от 8,4 до 10,0, а для каждого типа изделий значения конечного рН подбираются индивидуально, как правило, в достаточно узком интервале от 7,4 до 7,6, введение кислоты в указанных пределах зачастую приводит к получению шликера с не соответствующими параметрами рН, что приводит к необходимости повторной операции доводки шликера по рН до необходимых параметров, и как следствие к увеличению длительности процесса.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности при приготовлении высокоплотных водных шликеров литийалюмосиликатного стекла в шаровых мельницах и снижение уровня технологического брака при изготовлении из данных шликеров керамических изделий.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла, включающий загрузку в мельницу исходного сырья в виде гранулята стекла, либо технологических отходов производства изделий и мелющих тел при соотношении 1:(3-4), введение в один прием расчетного количества воды, мокрый помол и стабилизацию шликера механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl, отличающийся тем, что перед загрузкой исходного сырья удаляют из него фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки 1,2 мм, или 1,4 мм, или 1,6 мм, а кислоту добавляют в количестве 0,1 мл на 1 л стабилизированного шликера, исходя из расчета снижения значения рН шликера на 0,1, при этом кислоту перед введением в шликер смешивают с таким же объемом дистиллированной воды и равномерно разливают по поверхности шликера.

Авторы экспериментально установили, что отсев мелкой фракции из исходного сырья перед его загрузкой в мельницу обеспечивает получение шликера с заданными параметрами за минимальное время. При этом за счет того, что загружаемое сырье всегда имеет сопоставимый фракционный состав, обеспечивается стабильный технологический процесс.

Экспериментально установлено, что сетка, через которую осуществляется отсев, должна иметь размер стороны ячейки не менее 1,6 мм. В противном случае не обеспечивается полное исключение попадания мелкой фракции сырья при загрузке в мельницу.

Также экспериментально установлено, что для снижения значения рН на 0,1 вводят 0,1 мл кислоты на 1 литр шликера. При этом расчетное количество кислоты перед введением в шликер необходимо смешать таким же количеством дистиллированной воды. Превышение количества воды может привести к увеличению влажности шликера, а снижение количества воды к необеспечению однородного распределения кислоты по объему шликера. В обоих случаях возникает вероятность получения шликера с отклонением от заданных требований.

Реализация предложенного технического решения показана на следующих примерах.

Пример 1 (прототип). В мельницу с корундовой футеровкой загружали гранулят литийалюмосиликатного стекла с размерами частиц не более 15×15×5 мм и мелющие тела из Al2O3 в соотношении 1:3. Загрузку воды в мельницу в количестве 15,0% от веса стекла провели через 30 минут от начала сухого помола. В процессе помола для достижения требуемых параметров понадобилось дополнительное введение воды, при этом общее количество воды было доведено до 18,5%. Длительность помола составила 35 часов. Полученный шликер после стабилизации в течение 20 часов имел рН 8,3. Для определенного типа изделий требовались значения рН 7,5. После введения кислоты HCl из расчета 1 мл на 1 л стабилизированного шликера и перемешивания получили значение рН 7,4. Для достижения требуемых параметров шликера потребовалось добавлять в него кислоту и проводить дополнительную стабилизацию. Общее время стабилизации составило 30 часов. Из полученного шликера была отформована партия изделий, которые впоследствии прошли термообработку. Общий Кзапуска (отношение количества запущенных в производство изделий к количеству полученных годных) составил 2,7.

Пример 2. В мельницу с корундовой футеровкой загружали гранулят литийалюмосиликатного стекла с размерами частиц не более 15×15×5 мм, из которого предварительно провели отсев мелкой фракции, прошедшей через сито с сеткой, имеющей размер стороны ячейки 1,2 мм, и мелющие тела из Al2O3 в соотношении 1:3. Загрузку воды в мельницу в количестве 15,0% от веса стекла произвели через 30 минут от начала сухого помола. В процессе помола для достижения требуемых параметров понадобилось дополнительное введение воды, при этом общее количество воды было доведено до 17,4%. Длительность помола составила 29 часов. Полученный шликер после стабилизации в течение 20 часов имел рН 8,4. Для достижения значения рН 7,5 в шликер ввели кислоту НС1 из расчета-снижения значения рН шликера на 0,1. Это было достигнуто введением 0,1 мл кислоты на 1 литр шликера. После перемешивания шликера в течение 2 часов получили значение рН 7,5. Общее время стабилизации составило 22 часа. Из полученного шликера была отформована партия изделий, которые впоследствии прошли термообработку. Общий Кзапуска (отношение количества запущенных в производство изделий к количеству полученных годных) составил 2,2.

Примеры 3 и 4 выполнены аналогично примеру 2, с тем отличием, что в примере 3 для отсева мелкой фракции использовали сетку с размером ячейки 1,4 мм, а для примера 4-1,6 мм.

Полученные обобщенные данные по всем четырем примерам представлены в таблице.

Как следует из данных таблицы, предложенное техническое решение обеспечивает получение высокоплотных водных шликеров из литийалюмосиликатного стекла с существенно большей производительностью при сохранении их параметров на прежнем высоком уровне. При этом уровень технологического брака получаемых из этих шликеров изделий существенно сокращается.

Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла, включающий загрузку в мельницу исходного сырья в виде гранулята стекла, либо технологических отходов производства изделий и мелющих тел при соотношении 1:(3-4), введение в один прием расчетного количества воды, мокрый помол и стабилизацию шликера механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl, отличающийся тем, что перед загрузкой исходного сырья удаляют из него фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки 1,2 мм, или 1,4 мм, или 1,6 мм, а кислоту добавляют в количестве 0,1 мл на 1 л стабилизированного шликера, исходя из расчета снижения значения рН шликера на 0,1, при этом кислоту перед введением в шликер смешивают с таким же объемом дистиллированной воды и равномерно разливают по поверхности шликера.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала.
Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с параметрами плотности, тонины помола, рН, влажности и вязкости, формование изделий методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы и термообработку.

Настоящее изобретение относится к беспористой керамике, которую можно использовать как стабильные по размерам подложки в областях, которые подвергаются градиентам температуры, например при производстве полупроводников.
Изобретение относится к изготовлению пористых легковесных изделий на основе кордиерита для получения носителей катализаторов и фильтров для очистки сточных вод от органических загрязнений.

Изобретение относится к способам иммобилизации радионуклидов в керамике и предназначено для прочной иммобилизации и длительной консервации радиоактивных отходов, в том числе отходов атомной энергетики, отработанных сорбентов, содержащих радионуклиды, а также может найти применение в радиохимической промышленности при изготовлении источников ионизирующего излучения для использования в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, медицине, в том числе источников ионизирующего излучения со строго дозированной удельной активностью для применения в онкологии.

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.

Расклинивающий агент для применения для разрыва геологических формаций получают из бокситовых руд и кальцийсодержащего соединения. Расклинивающий агент содержит, мас.%: 25-75 Al2O3, 0-70 SiO2, по меньшей мере 3 СаО и менее 0,1 кристобалита, а также по меньшей мере 5 (предпочтительно более 10) мас.% кальцийсодержащей кристаллической фазы, представляющей собой анортит.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к материалам, предназначенным для использования в высокочастотном и сверхвысокочастотном диапазонах. Предлагаемый керамический материал содержит следующие компоненты, вес.

Изобретение относится к производству высокотермостойких радиопрозрачных стеклокерамических материалов, используемых в изделиях радиотехнического назначения. Технический результат – упрощение технологического процесса получения стеклокерамического материала.
Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты фехралиевых сплавов. Технический результат изобретения - повышение прочности и термостойкости кордиеритовой керамики для электронагревательных элементов.
Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала.
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 области оптического материаловедения, в частности к оптически прозрачным стеклокристаллическим материалам литийалюмосиликатной системы.

Изобретение относится к производству радиопрозрачных антенных обтекателей ракет из высокотермостойкого стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава.

Изобретение относится к производству высокотермостойких радиопрозрачных керамических материалов в бесщелочной магнийалюмосиликатной системе, используемых в изделиях радиотехнического назначения.
Изобретение касается стеклокерамических материалов на основе системы дисиликата лития, которые применяются в качестве стоматологического материала. Техническим результатом изобретения является получение материалов с улучшенными механическими и оптическими свойствами, а также химической стабильностью.

Изобретение относится к материалам для ювелирной промышленности. Прозрачный, полупрозрачный или непрозрачный композиционный нанокристаллический материал на основе наноразмерных оксидных и силикатных кристаллических фаз содержит одну из кристаллических фаз: шпинель, кварцеподобные фазы, сапфирин, энстатит, петалитоподобную фазу, кордиерит, виллемит, циркон, рутил, титанат циркония, двуокись циркония с содержанием ионов переходных, редкоземельных элементов и благородных металлов от 0,001 до 4 мол.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству крупногабаритных кварцевых тиглей для плавления кремния, применяемого в полупроводниковой промышленности.
Изобретение относится к способу получения керамического стеклянного материала в форме листов больших размеров, пригодных для использования в строительстве для обшивки панелями и для изготовления настилов.
Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала.

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы. Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла включает загрузку в мельницу исходного сырья в виде гранулята стекла либо технологических отходов производства изделий и мелющих тел при соотношении 1:, введение в один прием расчетного количества воды, мокрый помол и стабилизацию шликера механическим перемешиванием с последующим добавлением HCl или NH4Cl, перед загрузкой исходного сырья удаляют из него фракцию, прошедшую через сито со стороной ячейки 1,2 мм, или 1,4 мм, или 1,6 мм, а кислоту добавляют в количестве 0,1 мл на 1 л стабилизированного шликера, исходя из расчета снижения значения рН шликера на 0,1, при этом кислоту перед введением в шликер смешивают с таким же объемом дистиллированной воды и равномерно разливают по поверхности шликера. Технический результат – повышение производительности при приготовлении высокоплотных водных шликеров литийалюмосиликатного стекла в шаровых мельницах и снижение уровня технологического брака при изготовлении из данных шликеров керамических изделий. 1 табл., 4 пр.

Наверх