керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток

Формула изобретения

Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток, включающая глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд, шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм и шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит солевые алюминиевые шлаки при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд 40-70; шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм 10-15; шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм 10-20; солевые алюминиевые шлаки 10-25.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: жана-даурская глина - 50, пирофиллит 50 /Абдрахимова Е.С. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Известия вузов. Строительство. - 2000. - №9. - С. 38-41 / [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (30 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд 40-70, шамот из тугоплавкой глины с размером фракций 1-2 мм 10-15, шамот из тугоплавкой глины с размером фракций 0,5-1 мм 10-20, шамот из тугоплавкой глины с размером фракций менее 0,5 мм 10-25 / Пат. 12850 Республика Казахстан, МПК С 04 В 33/00. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 17.03.2003, Бюл. №3/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая кислотостойкость кислотоупоров.

Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости кислотоупорных плиток.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд, шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм и шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм, дополнительно вводят солевые алюминиевые шлаки при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд	40-70
шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм	10-15
шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм	10-20
солевые алюминиевые шлаки	10-25

Солевые алюминиевые шлаки использовались в качестве алюмосодержащего сырья. Содержание Al ₂O₃ в шлаках более 40%. Известно, что Al₂О₃ при обжиге керамических материалов способствует образованию муллита, который значительно повышает кислотостойкость изделий. Химический анализ показал содержание в шлаках следующих компонентов, мас.,%: NaCl - 10,25; СаО+СаСО₃ - 14,28; MgO+MgCO ₃ -15,30; FeCl - 0,001; SiO₂ - 3,10; Al₂О₃ - 41,282; KCl - 5,35; CuCl₂ - 0,001; алкилмеркаптиты Al - 0,545; предельные углеводороды - 0,001; Al (металлический) - 9,89.

Усредненный химический состав глинистой части «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 58,74; Al ₂O₃ - 20,8; TiO₂ - 2,2; Fe₂О₃ - 6,33; MgO - 1,22; CaO - 1,70; R₂O - 1,62; SO ₃ - 0,11; Н₂О - 1,08; п.п.п. - 7,24.

Производство кислотоупорных плиток осуществляли по следующей технологии: компоненты перемешивали в сухом состоянии в одновальном смесителе и полученную шихту увлажняли до влажности 18-20%, из которой затем формовали плитки размером 100×100×20 мм. Отпрессованные плитки высушивали до остаточной влажности не более 5%. Высушенные плитки обжигали при температуре 1250-1300°С при изотермической выдержке 30 мин.

Составы керамических масс приведены в табл.1, а технические свойства - в табл.2.

Таблица 1
Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
	1	2	3	4	прототип
Глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых РУД	70	60	50	40	40-70
Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм	10	12	15	15	10-15
Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм	10	15	17	20	10-20
Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции менее 0,5 мм	-	-	-	-	10-25
Солевые алюминиевые шлаки	10	13	18	25	-

Таблица 2
Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы				Прототип
	1	2	3	4
Прочность при изгибе, МПа	48	49	51	54	38-48
Термостойкость, циклы	6	7	7	8	-
Кислотостойкость, %	97,8	98,1	98,4	98,8	96,5-97,3
Морозостойкость, циклы	32	40	41	45	-

Как видно из табл.2, кислотоупорные плитки из предложенных составов имеют выше кислотостойкость, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании солевых алюминиевых шлаков позволит значительно увеличить в составах керамических масс техногенное сырье.

Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.