шихта для изготовления керамической облицовочной плитки

Формула изобретения

Шихта для изготовления керамической облицовочной плитки, включающая глину и добавку, отличающаяся тем, что она в качестве добавки содержит попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд на основе водных алюмо-магниевых силикатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина легкоплавкая	75-40
Попутные продукты добычи
медно-цинково-колчеданных руд	25-60

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к строительной керамике, и может быть использовано в технологии производства декоративно-отделочной плитки для внутренней облицовки стен.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является сырьевая смесь для получения облицовочной плитки (а.с. № 1428740, C04B 33/00, Б.И. № 37, 1988), содержащая глину и попутные продукты добычи хромитовой руды на основе безводных силикатов магния в следующем соотношении, мас.%:

Глина легкоплавкая	50-75
Попутные продукты добычи хромитовой руды	25-50

Подготовка сырья осуществляется по мокрой технологии, обезвоживание шликера происходит в башенно-распылительном сушиле. Последующие технологические операции: формование изделий, сушка, обжиг - утельный (1030-1050°С) и политой (930-950°С) - осуществляются на поточно-конвейерной линии.

Недостатком этого решения является низкая текучесть шликера, повышенная его влажность для транспортировки на БРС, что связано с присутствием в смеси безводных силикатов магния, склонных при тонком помоле к коагуляции. Повышенная влажность шликера определяет увеличение энергозатрат при обезвоживании керамической суспензии.

Технической задачей является получение керамической облицовочной плитки, характеризующейся повышенной механической прочностью изделия, кислотостойкостью, снижением усадочных деформаций при сушке и обжиге, пониженным ТКЛР.

Техническая задача решается тем, что шихта для изготовления керамической облицовочной плитки, включающая глину и добавку, в качестве добавки содержит попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд на основе водных алюмо-магниевых силикатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина легкоплавкая	75-40
Попутные продукты добычи
медно-цинково-колчеданных руд	25-60

Используемые попутные продукты медно-цинково-колчеданного месторождения имеют следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 73,91-77,21; Al ₂O₃ 12,07-18,72; TiO₂ 0,47-0,56; Fe₂O₃+FeO 0,46-3,56; MgO 0,03-0,80; R₂O 2,06-3,63; п.п.п. 2,84-3,81. По минералогическому составу они состоят из 60-70% пирофиллита - водного алюмосиликата Al₂(OH)₂[Si₄O₁₀], серицита 10-23%, до 10% кварцитов, до 2% рутила, встречаются до 3% серпентинит Mg₆(OH)₈[Si₄ O₁₀], до 2% тальк Mg₃(OH)₂[Si ₄O₁₀].

Достижение улучшенных физико-механических показателей объясняется тем, что использование попутных продуктов добычи медно-цинково-колчеданного месторождения, содержащих водные и безводные алюмо-магниевые силикаты, способствует образованию в процессе пирогенного синтеза стеклофазы в объеме до 20-35%, в которой соотношение SiO₂:R₂ O+RO составляет 17-36. Данное положение свидетельствует о получении стеклофазы необходимой вязкости. Результаты РФА указывают на образование кристаллов первичных муллита и кордиерита, способствующих увеличению термостойкости и механической прочности готового изделия. Однако при введении попутных продуктов в количестве менее 25% образование данных кристаллических фаз незначительно, что не позволяет решить в полном объеме техническую задачу. При увеличении в составе шихты попутных продуктов более 60% количество пластичной связки снижается до 40%, что недостаточно для получения сырца заданной механической прочности и необходимо увеличить давление прессования. Попутные продукты добычи сохраняют свойства исходной породы и способствуют снижению развития в уплотненных дисперсионных системах усадочных деформаций во время скоростной сушки и обжига, повышению кислотостойкости готовых изделий.

Изделия изготавливают по традиционной технологии производства облицовочной плитки со шликерным способом подготовки сырья.

Попутные продукты горно-обогатительной промышленности предварительно подвергаются грубому и среднему помолу. Далее отдозированные компоненты сырьевой смеси, вода, электролиты загружаются в шаровую мельницу и подвергаются тонкому помолу. Влажность готового шликера составляет 45-50%, остаток на сите № 0063 не более 1-3%. Готовый шликер сливается в пропеллерные мешалки и поступает на башенно-распылительные сушилки для обезвоживания. Полученный пресс-порошок с влажностью 6-8% вылеживается в течение 1 суток. Формование изделий осуществляется на прессе в две стадии: первичное давление 2,5-3,0 МПа, вторичное 10-11 МПа. Утельный обжиг плиток осуществляется в щелевой роликовой печи при температуре 1010-1030°С в течение 30 минут. Декоративно-защитное глазурное покрытие наносится методом полива и закрепляется политым обжигом при температуре 930-950°С с продолжительностью 25 минут.

В табл.1 приведены составы сырьевых масс для изготовления облицовочных плиток, в табл.2 - приведены физико-механические свойства изделий из предлагаемой и известной керамических смесей.

Таблица 1
Составы сырьевых масс для изготовления облицовочных плиток
	Содержание компонентов, мас.%
Название компонентов	Предлагаемая масса	Известная масса
	1	2	3	4	5
Глина легкоплавкая	75	65	50	40	60
Попутные продукты добычи медно-цинково-колчеданных руд	25	35	50	60	-
Попутные продукты добычи хромсодержащих руд	-	-	-	-	40

Таблица 2
Физико-механические свойства изделий
		Кислостойкость, %	ТКЛР, 10-6×°С-1 в интервале температур, °С, 20-600	Термостойкость, °С	Предел прочности при изгибе, МПА
Номера масс	Усадка, %
		Глазурь 24/75	Глазурь НЛ-10
1	1,7	92,8	8,03	200	200	45,5
2	1,6	94,3	7,51	200	200	42,7
3	1,3	96,7	7,04	200	200	37,9
4	1,0	98,6	6,59	200	200	35,3
5	3,78	не опред.	9,62	150	175	21,7

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое изобретение характеризуется снижением усадочных деформаций на 20-50%, более низким ТКЛР при однотипных условиях обжига (скорости нагрева, максимальной температуры) и формы изделий, более высокими показателями термостойкости и механической прочности.