сырьевая смесь для получения керамических изделий

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения керамических изделий, включающая отходы углеобогащения, плавень и кремнеземистый компонент, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого компонента она содержит водную вытяжку лессовидного суглинка, а в качестве плавня - отход метизного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

отходы углеобогащения	84-88
водная вытяжка лессовидного суглинка	8-10
отход метизного производства	4-6

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительной керамики и может быть использовано в технологии изготовления керамического кирпича.

Наиболее эффективным сырьем для высококачественной керамики является глина, однако сырьевая база кондиционного сырья истощена. На смену ему пришло некондиционное в виде суглинка и промышленных отходов, например отходов углеобогащения (ОУО).

Известна сырьевая керамическая смесь для изготовления керамического кирпича [1], содержащая следующие компоненты, мас.%:

Глинистое сырье	30
Отходы углеобогащения	63
Ортофосфат алюминия	7

Недостатком указанного состава керамической массы является необходимость введения значительного количества глинистого компонента, что приводит к удорожанию керамического сырья. При использовании в качестве основного компонента шихты некондиционного закарбонизованного суглинка, этот недостаток устраняется.

Наиболее близкой к изобретению является сырьевая смесь для получения керамической шихты [2], включающая следующие компоненты, мас.%:

Отходы углеобогащения	82-94
Молотый кварцевый песок	5-15
Молотый стеклобой (плавень)	5-10

Недостатком известной сырьевой смеси является нестабильность окраски получаемых изделий из-за закарбонизованности смеси. Карбонатные составляющие разбеливают шихту и дают светлые неоднородные тона готовым изделиям.

Задачей изобретения является снижение влияния закарбонизованности малоглинистого сырья, получение равномерной окраски без снижения прочностных характеристик изделий, расширение сырьевой базы.

Сущность изобретения состоит в том, что сырьевая смесь для получения керамических изделий содержит отходы углеобогащения и плавень в виде отхода метизного производства и затворяется не чистой водой, а водной вытяжкой лесовидного суглинка при следующем содержании компонентов, мас.%:

Отходы углеобогащения	84-88
Водная вытяжка лессовидного суглинка	8-10
Отход метизного производства	4-6

Отход углеобогащения имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ - 58,1; CaO+MgO - 7,8; Al₂O₃ - 13,1; FeO+Fe ₂O₃ - 3,66; K₂ O+Na₂O - 2,12; ППП - 15,22.

Основную массу минеральной части отходов углеобогащения составляют:

- глинистые минералы (каолинит, гидрослюды);

- кварц;

- карбонаты кальция (кальцит) и железа (сидерит);

- полевые шпаты (микроклин, ортоклаз, альбит - анортит);

- сульфиды железа (преимущественно, пирит).

В значительно меньших количествах обнаруживается гидратированный аморфный кремнезем, оксиды и гидроксиды железа (гематит, магнетит, лимонит) и титана (рутил), сульфаты кальция и железа, карбонаты магния.

Второй компонент представлен в виде отхода метизного производства, получаемого при травлении металлических изделий с целью удаления окалины. В результате нейтрализации кислых железосодержащих сточных вод и отработанных травильных растворов образуется осадок - шлам. После высушивания он представляет собой тонкодисперсный порошок (S_уд=700 м²/кг) красного цвета. По минералогическому составу отход метизного производства состоит в основном из гематита. При обжиге изделий внутри черепка в восстановительной среде образуется FeO, который работает как плавень. Снаружи, где среда окислительная, FeO переходит в Fe ₂О₃, который и дает равномерный красноватый цвет даже закарбонизованному сырью.

Водная вытяжка лессовидного суглинка образуется путем перемешивания суглинка с водой (1:3 по объему). Гранулометрический состав необработанного суглинка включает глинистую, песчаную и пылеватую (лессовидную) фракции. Получая водную вытяжку исключается инертная (песчаная) фракция, а глинистые и лессовидные микрокремнеземистые частицы являются рабочими в кремнеземистой шихте.

Смесь готовится следующим образом. В измельченные отходы углеобогащения (фракция менее 1 мм, в т.ч. фракция 0,15 мм и менее составляет более 60%) вводится тонкодисперсный отход метизного производства, хорошо перемешиваются, затем смесь увлажняется до 10% влажности водной вытяжкой лессовидного суглинка, перемешивается и перетирается через сито с ячейками 1 мм. Прессование происходит при удельном давлении 15-17 МПа. Обжиг осуществляется при максимальной температуре 1050°С.

Исследовали три шихты из предполагаемых компонентов, составы которых приведены в таблице 1. Сравнительная характеристика полученных изделий и изделий известного состава [2] приведена в таблице 2.

Таблица 1
Составы предполагаемых сырьевых смесей
Компонент			Содержание компонентов, мас.%
			1		2		3
Отходы углеобогащения			86		85		84
Водная вытяжка лессовидного суглинка			10		10		10
Отход метизного производства			4		5		6
Таблица 2
Физико-механические и декоративные показатели изделий
Свойства	Показатели для состава
	Предлагаемый состав					Известный состав
	1	2		3
Прочность при сжатии, МПа	12,7	13,9		11,0		10-12,5
Цвет	кирпичный	выраженный кирпичный		ярко выраженный кирпичный		неоднородный белесый кирпичный

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1674324, С04В 28/34, 1990.

2. Авторское свидетельство СССР №1673563, С04В 33/00, 1991.