стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций (тэс)

Формула изобретения

Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС, включающий SiO₂; Al₂O₃; Fe₂O₃; CaO; MgO; Na₂O; K ₂O; TiO₂; S^-; P₂O ₅, отличающийся тем, что дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2	53,0-55,0
Al2 O3	11,0-13,0
Fe2 O3	6,5-8,0
CaO	9,0-11,0
MgO	1,0-2,5
TiO2	4,5-6,0
S-	0,05-0,15
Na2O	4,0-5,5
K2 O	3,0-5,0
P2O 5	0,1-0,15
MnO	0,05-0,15

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и может быть использовано в химической и строительной промышленности.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент № 695156), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO2	46-57
Al2 O3	24-30
P2 O	54-16
Li2O	3,5-5
TiO2	3,5-6
AS2 O3	0,5-1
CaO	1,5-3,5

Недостатком данного состава стекла для стеклокристаллического материала является наличие в шихте ядовитого вещества - оксида мышьяка.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент № 925031), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO2	55-65
Al2 O3	10-15
Li2 O	10-15
ZnO	1-10
K 2O	1-5
P2 O5	2-3
F	0,5-2
Cs 2O	0,5-4
ZrO2	0,2-1
Yb2O3	0,01-0,1
Nd2O 3	0,01-0,1
Gd2 O3	0,01-0,1

Недостаткам данного состава стекла для стеклокристаллического материала является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Наиболее близким по составу к заявляемому изобретению является золошлакоситалл (патент № 1813076), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO2	36,68-44,52
Al2 O3	13,54-16,19
CaO	20,74-27,69
MgO	1,28-3,39
TiO2	0,64-0,73
S-	0,23-1,50
Fe2O3	0,70-0,84
FeO	0,70-0,84
Na2O	60-4,12
K2 O	1,69-1,93
P2O 5	0,98-5,74
F-	0,60-1,26

Недостаткам данного изобретения является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Задачей изобретения является получение нетоксичного стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, имеющего пониженную температуру начала кристаллизации 680-700°С.

Техническим результатом изобретения является повышение твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала.

Достигается это тем, что стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, включающий SiO₂; Al₂O₃; Fe ₂O₃; CaO; MgO; Na₂O; K₂ O; TiO₂; S^-; P₂O₅ , дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2	53,0-55,0
Al2 O3	11,0-13,0
Fe2 O3	6,5-8,0
CaO	9,0-11,0
MgO	1,0-2,5
TiO2	4,5-6,0
S-	0,05-0,15
Na2O	4,0-5,5
K2 O	3,0-5,0
P2O 5	0,1-0,15
MnO	0,05-0,15

Для приготовления шихты сырьевые материалы измельчались, просеивались и смешивались в необходимых соотношениях. Варка составов производилась в шамотных тиглях в электрической печи с выдержкой в течение 30-40 минут при максимальной температуре 1500°С. Термообработку проводили в муфельной печи при температуре 950°С и времени выдержки 60 мин.

Пример № 1

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	TiO2	Na2O	K2O	MnO	SO3	P2O5
54,54	12,23	7,32	10,35	1,50	5,67	4,84	3,28	0,07	0,1	0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержка в течение 60 мин, охлаждение. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,8%, а щелочестойкость - 98,87%.

Пример № 2

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	TiO2	Na2O	K2O	MnO	SO3	P2O5
53,91	12,83	6,55	9,65	1,93	5,55	5,1	4,18	0,1	0,1	0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,75%, а щелочестойкость - 98,7%.

Пример № 3

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	TiO2	Na2O	K2O	MnO	SO3	P2O5
53,01	11,83	6,95	9,75	1,53	6,0	5,1	4,53	0,1	0,05	0,15

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,65%, а щелочестойкость - 98,75%.