сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая золу-унос от сжигания бурых углей, микрокремнезем производства кристаллического кремния и жидкость затворения, отличающаяся тем, что в качестве жидкости затворения используется 5-процентная эмульсия таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃ при следующем соотношении компонентов мас. %:

Зола-унос - 24,4-32,0

Микрокремнезем - 56,9-48,0

Эмульсия таллового пека - 18,7-20,0,

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления обжиговых лицевых керамических изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси является сырьевая смесь, включающая 15-80 мас.% микрокремнезема производства кристаллического кремния и 20-85 мас. % высококальциевой золы от сжигания бурых углей. Компоненты смешаны в сухом состоянии, увлажнены до 16%, отформованы методом полусухого прессования и обожжены при температуре 1000^oС [Патент РФ 2086517 С 04 В 35/14, 35/16].

Недостатком указанной смеси является относительно низкая прочность при сжатии и морозостойкость обожженных изделий, а также повышенное водопоглощение, что не позволяет изготавливать из такой смеси стеновые лицевые изделия.

Технический результат - повышение морозостойкости и прочности, снижение водопоглощения материала.

Технический результат достигается тем, что в качестве сырьевых компонентов используются зола-унос от сжигания бурых углей, микрокремнезем производства кристаллического кремния и 5-процентная эмульсия таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола - 24,4-32,0

Микрокремнезем - 56,9-48,0

Эмульсия таллового пека - 18,7-20,0

Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав эмульсии таллового пека. Последняя получается в результате самоэмульгирования пека при нагреве его в водном растворе Na₂СО₃. Кальцинированная сода не только позволяет с минимальными затратами получить эмульсию таллового пека, но и является минерализующей добавкой, ускоряющей при обжиге фазообразование. Это способствует полному связыванию свободных оксидов кальция и магния в кристаллические новообразования, что предопределяет повышение прочности и морозостойкости изделий.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода является тонкодисперсным отходом, характеризующимся высоким содержанием аморфного кремнезема. Химический состав микрокремнезема (в мас.%):

SiO₂ - 90-95

Al₂O₃ - До 0,8

Fе₂O₃ - До 0,8

СаО - До 1,6

MgO - До 1,2

SiC - До 5

С_общ - До 9

K⁺ - До 0,25

Na⁺ - До 0,06

П.П.П. - До 20

Золы-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат (в мас.%):

SiO₂ - 21-55

Аl₂О₃ - 4-11

Fе₂O₃ - 6-16

СаО - 20-46

MgO - 3-6

K₂O - 0.2-1.5

Na₂O - 0.2-0.6

SO₃ - 0.9-9

Св. СаО - 3-13

Горючие примеси - Не более 2-2.5

Талловый пек является кубовым остатком от дистилляции таллового масла. Этот продукт лесохимического производства в настоящее время в основном подвергается сжиганию. Талловый пек содержит (в мас.%):

Нейтральные вещества - 24-38

Окисленные вещества - 12-29

Смоляные кислоты - 6-26

Жирные кислоты - 28-41

Наличие в талловом пеке жирных и смоляных кислот позволяет изготавливать эмульсию способом самоэмульгирования за счет частичного омыления вышеназванных ингредиентов раствором кальцинированной соды с образованием натриевых солей жирных и смоляных кислот, являющихся ПАВ. На стадии формования эмульсия таллового пека обеспечивает повышение пластичности и связности дисперсного техногенного сырья. В процессе сушки термическая полимеризация таллового пека приводит к упрочнению высушенного сырца до 5,4 МПа. В процессе обжига минирализующее действие соды в совокупности с благоприятным воздействием газовой фазы, образующейся при выгорании органической составляющей эмульсии, приводит к полному связыванию СаО и MgO золы-уноса в новообразования, следствием чего является увеличение прочности и морозостойкости материала, а также снижение его водопоглощения.

Технический и экономический эффект производства материала на основе предлагаемой смеси сочетается с экологическим эффектом, так как основные компоненты шихты являются крупнотоннажными отходами, в настоящее время не находящими широкого применения.

Пример

Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей и эмульсию таллового пека.

Эмульсия таллового пека готовится следующим образом: в нагретый до 40-50^oС пек постепенно вводится 2-процентный водный раствор щелочного компонента, например Nа₂СО₃. Нагревание производят при постоянном перемешивании до получения однородной эмульсии. Концентрация таллового пека в эмульсии составляет 5 мас.%.

Микрокремнезем и золу-унос смешивают в сухом состоянии, после чего вводят эмульсию таллового пека до получения массы формовочной влажности. Из полученной массы формуют образцы пластическим методом при давлении 2,5 МПа. Отформованный сырец сушат при 100-110^oС до постоянной массы и обжигают при 1000^oС. Конкретные примеры составов, физико-механические свойства и обожженных изделий приведены в табл. 1, 2.