керамическая масса для получения кислотоупоров

Формула изобретения

Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием мас.%: SiO₂ 2,3; Al₂O₃ 63,1; Fe₂O₃ 1; CaO 4,4; MgO 4,2; R₂ O 17,8; п.п.п. 5,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд 50-70; «хвосты» обогащения полиметаллических руд 10-20; алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола 20-30.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кислотоупорного материала.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, шамот - 20-30 (Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл. № 9) [1].

Недостаткомеуказанного состава являются относительно низкая термостойкость (7-9 теплосмен).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-70, «хвосты» обогащения полиметаллических руд - 10-20, микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов - 20-30 (Пат. 2292319. Российская Федерация, МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 27.01.2007 Бюл. № 3) [2]. Принят за прототип.

Недостатками указанного состава керамической массы являются относительно низкие прочность на изгиб, кислотостойкость и термостойкость кислотоупоров.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб, кислотостойкости и термостойкости кислотоупоров.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд и «хвосты» обогащения полиметаллических руд, дополнительно вводят алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глинистая часть «хвостов» гравитации
циркон-ильменитовых руд	50-70
«хвосты» обогащения полиметаллических руд	10-20
алюмощелочной шлам, получаемый при очистке
стоков производств этил- и изопропилбензола
мас.%: SiO2 - 2,3; Al2O3 - 63,1; Fe 2O3 - 1;
CaO - 4,4; MgO - 4,2; R2O - 17,8; п.п.п.5,3	20-30

Алюмощелочной шлам образуется в химической промышленности при очистки стоков производств этил- и изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlCl₃ носят кислый характер (pH - 2÷3) и нейтрализуются известковым молоком (pH - 8,5÷9,5). Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтр-пресс и далее на утилизацию. Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксида натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочности и спеканию керамического кирпича в интервале температур 950-1000°С. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности (10000-12000 см²/г) придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей. Химический состав алюмощелочного шлама представлен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав шлама
Компонент	Содержание оксидов, мас.%
SiO2	Al2O3	CaO	MgO	Fe2O3	R2O	SO 3	п.п.п.
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола	2,3	63,1	4,4	4,2	1	17,8	-	5,3

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности 1 не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 - физико-механические показатели кирпича.

Таблица 2
Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3
Глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд	70	60	50
«Хвосты» обогащения полиметаллических руд	10	15	20
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола	20	25	30

Таблица 3
Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3
Морозостойкость, циклы	151	155	161	125-141
Механическая прочность при изгибе, МПа	64	68	72	53-58
Термостойкость, теплосмены	14	17	18	10-12
Кислотостойкость, %	98,2	98,5	98,8	97,3-97,9

Как видно из данных табл.3 кислотоупоры из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании алюмощелочного шлама, полученного при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, позволяет повысить морозостойкость, механическую прочность при изгибе, термостойкость и кислотостойкость

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

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пат. 11976. Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 16.09.02. Бюл. № 9.

2. Пат. 2292319. Российская Федерация, МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 27.01.2007 Бюл. № 3.