Шихта для получения марблита на основе отходов промышленности

Авторы патента:

Макаров Алексей Владимирович (RU)

Воронцов Виктор Михайлович (RU)

Бессмертный Василий Степанович (RU)

Бурлаков Николай Михайлович (RU)

Бондаренко Марина Алексеевна (RU)

Черкасов Андрей Викторович (RU)

Варфоломеева Софья Владимировна (RU)

Бондаренко Светлана Николаевна (RU)

C03C6/02 - содержащие силикаты, например стеклобой

C03C4/02 - для окрашенного стекла

C03C4/0028 - Составы для изготовления стекла с особыми свойствами

C03C10/04 - кристаллическая фаза, содержащая силикат или полисиликат, например муллит, диопсид, сфен, плагиоклаз

C03C1/002 - Химический состав стекла, глазурей или эмалей; обработка поверхности стекла; обработка поверхности волокон или нитей из стекла, минералов или шлака; соединение стекла со стеклом или с другими материалами

C03C10/0063 - Сырье для производства стекла, глазурей или эмалей

Владельцы патента RU 2791054:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к области получения декоративно-облицовочных материалов, в частности марблита. Технический результат достигается тем, что в состав шихты для получения марблита вводят отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, масс.%: кристаллические сланцы – 50; отходы ванадиевого производства – 30; сода – 17,5; мел – 2,5. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и повышение прочности марблита. 2 табл.

Изобретение относится к области получения декоративно-облицовочных материалов, в частности марблита.

Известна шихта для получения марблита, включающая осадок сточных вод, соду, мел и глинозем технический [Шалуненко Н.И., Королюк Т.А. Использование осадка городских водосточных сооружений для получения стекломатериалов строительного назначения // Вестник МГСУ. 2010. №3. С. 69-72].

Недостатком данного состава шихты для получения марблита является высокая температура варки данной шихты и невысокое качество изделий.

Наиболее близким решением к предлагаемому составу шихты по технической сущности и достигаемому результату является шихта для получения марблита, включающая кристаллические сланцы, соду и мел [Патент RU 2 578 233 опубл. 27.03.2016, Бюл. № 9].

Недостатком данного состава шихты является значительные энергозатраты за счет высокой температуры варки и относительно невысокое качество конечного продукта, что снижает его конкурентоспособность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при производстве марблита и повышение его качества.

Технический результат достигается тем, что в состав шихты вводят отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов (масс. %):

Кристаллические сланцы	50
Отходы ванадиевого производства	30
Сода	17,5
Мел	2,5

Отходы ванадиевого производства имеют в своем составе оксид марганца, который образует с оксидом железа в составе кристаллических сланцев, якобсит (MnFe₂O₄) – который существенно повышает прочностные характеристики марблита и интенсивно окрашивает марблит в черный цвет.

Сопоставительный анализ показателей качества и условий варки марблита известной и предлагаемой шихты представлен в таблице 1.

Таблица 1

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого составов шихт и технологических параметров получения марблита

№ п/п	Наименование	Известный состав шихты (состав 1)	Предлагаемый состав шихты (состав 2)
	Состав шихт (масс. %)	Кристаллические сланцы – 80,0 Сода – 17,5 Мел – 2,5	Кристаллические сланцы – 50 Отходы ванадиевого производства – 30 Сода – 17,5 Мел – 2,5
	Температура варки, ºС	1320±5	1270±5
	Прочность на изгиб, МПа	78,1	87,9
	Термическая устойчивость, ºС	90	100
	Химическая устойчивость (гидролитический класс)	3/98	2/98

Определены оптимальные составы шихты, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2

Оптимальные составы шихты

№ п/п	Массовое содержание, масс. %	Температура варки, ºС
Кристаллические сланцы	Отходы ванадиевого производства	Сода	Мел
	40	40	17,0	3,0	1300
	40	40	17,5	2,5	1310
	40	40	18,0	2,0	1305
	45	35	17,0	3,0	1305
	45	35	17,5	2,5	1300
	45	35	17,0	3,0	1310
	50	30	17,0	3,0	1280
	50*	30*	17,5*	2,5	1270
	50	30	18,0	2,0	1285
	55	25	17,0	3,0	1300
	55	25	17,5	2,5	1290
	55	25	18,0	2,0	1295
	60	20	17,0	3,0	1300
	60	20	17,5	3,0	1310
	60	20	18,0	2,0	1305
* – оптимальный вариант

Проведенный анализ составов шихт марблита позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого объекта критерию «новизна».

Пример:

В качестве исходных материалов брали:

1. Кристаллические сланцы следующего химического состава (масс. %): SiO₂ – 52,92; Al₂O₃ – 9,02; TiO₂ – 1,48; FeO – 5,01; Fe₂O₃ – 4,99; CaO – 6,08; MgO – 2,72; Na₂O – 0,28; K₂O – 2,50; П.П.П. –15,00.

2. Отходы ванадиевого производства следующего химического состава (масс. %): CaO - 36,93; SO₃ - 33,02; Mn₂O₃ - 17,39; MgO - 5,03; SiO₂ - 3,22; V₂O₅ - 2,81; Al₂O₃ - 0,41; ППП - 1,13.

3. Соду по ГОСТ 10689.

4. Мел по ТУ 21-41-99.

Исходные компоненты измельчали и рассевали на ситах. Готовили состав №8 на 100 кг шихты. Компоненты шихты усредняли в лопастном лабораторном смесителе в течении 15 минут.

Марблит варили при температуре, указанной в таблице 2, в печи с силитовыми нагревателями с выдержкой при максимальной температуре 1,5 часа с последующими отжигом при 560 С. Прочность на изгиб, термическую стойкость и химическую устойчивость определяли по стандартным методикам.

Шихта для получения марблита, включающая соду, мел, кристаллические сланцы, отличающаяся тем, что в состав шихты включены отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Кристаллические сланцы	50
Отходы ванадиевого производства	30
Сода	17,5
Мел	2,5

Изобретение относится к способам получения пеностекла и производства теплоизоляционных материалов из него. Технический результат изобретения заключается в улучшении характеристик пеностекла, а именно плотности, коэффициента теплопроводности, водопоглощения, и повышении его эксплуатационных свойств.

Способ синтеза стеклокремнезита // 2774746

Изобретение относится к области получения облицовочных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении длительности процесса изготовления конечного продукта и в повышении его показателей качества.

Технологическая линия для приготовления исходных материалов и их загрузки в стеклоплавильную печь, стеклоплавильная печь и способ плавления стекла в печи // 2774281

Изобретение относится к технологической линии и способу, предназначенным для приготовления исходных материалов и их загрузки в стеклоплавильную печь. Технический результат - изобретение позволяет избавиться от использования системы формования исходного материала с применением форм для получения калиброванных агломератов.

Шихта для получения литого слюдокристаллического материала // 2761516

Изобретение относится к химической технологии получения огнеупорного материала, предназначенного для футеровки магниевых электролизных агрегатов с температурой эксплуатации до 750°С, а также для тепловых и печных агрегатов, в которых рабочая поверхность футеровки подвергается контакту с агрессивной газовой или жидкой средой.

Способ получения пеностекла // 2745544

Изобретение относится к области производства неорганических и теплоизоляционных материалов и раскрывает способ получения пеностекла. Способ включает получение измельченного стеклобоя следующего состава, мас.%: SiO2 - 72,0 ± 1,0; Na2O - 13,5 ± 0,5; CaO - 9,0 ± 0,5; MgO - 4,0 ± 0,3; Al2O3 – 0,8 ± 0,3; 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.

Способ получения пеностекла // 2701951

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.

Шихта для получения цветного стекла // 2670458

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства стекла, которое может быть использовано для изготовления изделий декоративно-художественного, хозяйственно-бытового назначения. Шихта для получения цветного стекла, содержащая соду, кварцевый песок, окрашивающую добавку, дополнительно включает портландцементный клинкер и фосфогипс при следующем соотношении компонентов, мас.%: сода 13,0-15,0; кварцевый песок 67,0 или 71,0, или 74,5; окрашивающая добавка 0,5-5,0; портландцементный клинкер 2,0-3,0; фосфогипс 8,0-12,0.

Шихта для получения цветного стекла // 2643827

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства стекла, которое может быть использовано для изготовления изделий хозяйственно-бытового и декоративно-художественного назначения. Шихта для получения цветного стекла содержит, мас.%: сода 15,0-20,0; кварцевый песок 63,0-64,5; белый портландцемент 15,0-20,0; оксид меди 0,5-2,0.

Способ получения стеклокремнезита // 2630333

Изобретение относится к способу получения стеклокремнезита. Способ получения стеклокремнезита включает подготовку стеклогранулята, засыпку его в форму, спекание и отжиг.

Шихта для получения стекла // 2517413

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства стекла, которое может быть использовано для изготовления декоративно-художественных изделий, бижутерии. Шихта содержит, мас.%: сода 19,0-21,0; бура 5,0-7,0; криолит 5,0-7,0; перлит и/или обсидиан 67,0-69,0.

Способ равномерного объемного окрашивания прозрачного материала на основе стекла // 2774528

Изобретение относится к области оптического материаловедения, в частности к способу равномерного объемного окрашивания оксидных стекол и ситаллов путем термообработки, и может быть использовано для изготовления ювелирных изделий на основе стекла или ситалла с контролируемой широкой цветовой гаммой, оптических фильтров видимого диапазона и др.