сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Микрокремнезем	79-82
Пыль электрофильтров производства алюминия	15
Зола-унос	3-6

2. Способ производства стеновых керамических изделий из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление шихты, формование, сушку, обжиг и дополнительную обработку, отличающийся тем, что изделия обжигают при 750°С и после обжига выдерживают в воде в течение 48 ч.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая (в мас.%): микрокремнезем производства кристаллического кремния 52,7 56,3; зола-унос 42,5 46,5; пыль электрофильтров производства алюминия 0,8 1,2 (патент РФ № 2254309, C04B 35/16).

Недостатками указанной смеси являются относительно низкие значения прочности при сжатии после пропаривания, коэффициента конструктивного качества, морозостойкости, а также повышенные температура обжига и расход топлива.

Технический результат - повышение прочности при сжатии после увлажнения, коэффициента конструктивного качества и морозостойкости, снижение температуры обжига и расхода топлива.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения при следующем соотношении компонентов (в мас.%):

Микрокремнезем	79 82
Пыль электрофильтров производства алюминия	15
Зола-унос	3 6

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом Братского алюминиевого завода, характеризующимся малым размером частиц (0,1 3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (25 34 м²/г) и небольшой насыпной плотностью (до 0,3 г/см³). Химический состав микрокремнезема производства кристаллического кремния (мас.%):

SiO2	90 95
Al2O3	до 0,8
Fe2O3	до 0,8
CaO	до 1,6
MgO	до 1,2
SiC	до 5
Cобщ	до 9
K+	до 0,25
Na +	до 0,06
П.п.п.	до 20

Пыль электрофильтров основного производства алюминия является дисперсным отходом производства алюминия со средним размером частиц 5 8 мкм и насыпной плотностью 0,84 0,92 г/см³. Пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода содержит (мас.%):

F	до 10,54.
Al2O 3	до 26,4
Na2 O	до 8.96
СаО	до 1,68
MgO	до 0,88
Fe2O3	до 0,88
SiO2	до 2,0
П.п.п	до 43,36

Зола-унос является отходом ТЭС, образующимся при сжигании бурых углей Ирша-Бородинского месторождения. Зола-унос содержит (мас.%):

CaO	до 20,0 35,0
MgO	до 3,0 6,0
SiO2	до 40,0 55,0
Fe2O3	до 6,0 14,0
Al2O3	до 4,0 10,0
K2O	до 0,3 1,5
Na2O	до 0,2 0,5
SO3	до 0,9 5,0
П.п.п.	не более 2

Известен способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг при 800°C (патент РФ № 2254309, C04B 35/14). Недостатком указанного способа являются повышенные затраты на обжиг и низкие прочность обожженных изделий, коэффициент конструктивного качества и морозостойкость.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления стеновых керамических изделий включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг при 750°C и дополнительно выдерживание в воде после обжига в течение 48 часов.

Пример 1. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода, пыль электрофильтров основного производства алюминия Братского алюминиевого завода и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения.

Процесс приготовления смеси включает следующие операции: сухие компоненты тщательно перемешивают, затем увлажняют водой до влажности 23%. Из полученной сырьевой смеси методом полусухого прессования при удельном давлении прессования 20 МПа формуют образцы-цилиндры диаметром 40 мм.

Затем полуфабрикат сушат при комнатной температуре до постоянной массы и обжигают при температуре 750°C.

Пример 2. Изделия, изготовленные по п.1, после обжига выдерживают в воде в течение 48 часов.

Примеры составов и физико-механические свойства изделий на их основе приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1
Компоненты	Содержание ингредиентов в составе (мас.%)
	1	2	3
Микрокремнезем	79,0	80,5	82,0
Пыль электрофильтров	15	15	15
Зола-унос	3,0	4,5	6,0

Таблица 2
Показатель	Составы	Прототип
	1	2	3
Температура обжига, °C	750	750	750	800
Средняя плотность, кг/м3	1163	1187	1210	1226 1245
Прочность при сжатии после увлажнения, МПа	33,70	35,41	36,12	-
Прочность при сжатии после пропаривания, МПа	-	-	-	28,5 31,3
Водопоглощение, мас.%	36,42	35,50	34,57	34 37
Коэффициент конструктивного качества×102, МПа/(кг/м 3)	2,898	2,983	2,985	1,7 1,9
Морозостойкость, циклы	50	50	50	35
Примечание: Коэффициент конструктивного качества рассчитан как отношение прочности при сжатии (МПа) к средней плотности (кг/м 3), а коэффициент размягчения - как отношение прочности влажных образцов (после нахождения в воде в течение 2-х суток) к прочности сухих обожженных изделий.