Керамическая масса

Керамическая масса

Реферат

Изобретение относится к области строительства, в частности к составу керамической массы, и может найти применение в производстве изделий стеновой керамики, например кирпича и плитки. Основой для их изготовления являются высокоплавкие и низкоплавкие глины, различающиеся гранулометрическим и химическим составом, определяющим выбор необходимых добавок в ходе рецептуростроения с целью достижения требуемого архитектурного вида и других потребительских свойств.

Известна керамическая масса [SU №1211241, кл. С04В 33/00, опубл. 15.02.1988 г.], включающая глину легкоплавкую полиминеральную, глину легкоплавкую гидрослюдистую, кварцевый песок и плиточный бой и дополнительно отходы тальковых карьеров, содержащие около 27 мас.% СаО и MgO, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина легкоплавкая полиминеральная	40-50
глина легкоплавкая гидрослюдистая	10-20
кварцевый песок	15-20
плиточный бой	10-15
отходы тальковых карьеров	5-10

Недостаток данного технического решения обусловлен повышенным водопоглощением керамики.

Известна [SU №1662984, кл. С04В 33/00, 1988 г.] керамическая масса, содержащая, мас.%: 45,34-49,37 - глины; 27,21-29,63 - кварцевого песка; 0,05-0,40 - соапстока - отхода производства растительных масел и воду, позволяющая выработать продукцию с пониженным водопоглощением и улучшенной механической прочностью при одновременном повышении пластичности сырьевой массы.

К ее недостаткам следует отнести нестабильность показателей качества соапстока и, соответственно, пластифицирующего эффекта, вызванного его вводом.

Наиболее близким по технической сущности является керамическая масса [RU №2259972, кл. С04В 33/00], включающая глинистое легкоплавкое сырье, измельченный ферромарганцевый гранулированный шлак и отход производства аммиака, причем в качестве ферромарганцевого гранулированного шлака вводят измельченный доменный ферромарганцевый гранулированный шлак - отход выплавки чугуна с максимальным размером частиц 1,25 мм состава (мас.%): SiO₂ - 33-39; CaO - 39-42; MgO - 7-10; Al₂О₃ - 7-10; MnO - 4-8; FeO - 0,2-0,3; S - 2,4-2,7, а в качестве отхода производства аммиака - молотый железосодержащий катализатор, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Глинистое легкоплавкое сырье	80-90
Указанный доменный ферромарганцевый шлак	9,85-19,9
Указанный отработанный
железосодержащий катализатор	0,1-0,15.

К ее недостаткам следует отнести необходимость использования шлака определенного гранулометрического состава, а также дорогостоящей пластичной глины в качестве добавки к суглинкам, обеспечивающей улучшение пластоэластических показателей.

Технической задачей изобретения является расширение сырьевой базы для производства керамической массы с целью получения керамики с улучшенным архитектурным видом и повышенной трещиностойкостью на основе глин с низким содержанием оксидов алюминия и железа.

Поставленная задача достигается тем, что в керамической массе увеличено содержание отработанного железооксидного катализатора, являющегося плавнем и пигментом, в качестве глинистого сырья использована комбинация двух легкоплавких глин различного минерального и химического состава, взятых в определенном массовом соотношении, а в роли пластификатора применен аминный модификатор АМ-1.

Сущностью предлагаемого технического решения является керамическая масса, включающая легкоплавкое глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, причем глинистое сырье является комбинацией из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более	50
вода	остальное,

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

глинистое легкоплавкое сырье	93-99.5
аминный модификатор АМ-1	0,05-0.4
отработанный железооксидный катализатор	остальное.

Для получения керамической массы использованы глины со следующим минеральным и химическим составом.

Глина I(отощитель) Глина II
минеральный, мас.%
полевой шпат	20,3	30,5
глина	8,3	22,3
песок	71,4	47,2
химический, мас.%
SiO2	66,2	55,7
Al2O2	10,9	16,9
СаО	5,8	2,9
MgO	2,6	1,6
Fe2O3	2,3	7,2
TiO2	0,4	1,2
K2O	2,0	2,5
Na2O	1,2	1,2
потери при прокаливании	8,6	10,8

Отработанный катализатор производства аммиака марки СТК-1 по химическому составу соответствует требованиям ТУ 113-03-317-86 (мас.%).

Массовая доля Fe2O3, не менее	88
Массовая доля Cr2О3, не менее	7,0
Массовая доля марганца в пересчете на MnO3	1,0-1,5

Аминный модификатор AM-1 является промышленным отходом производства аммиака и в соответствии ТУ №2423-017-00206492-2002 имеет следующий состав, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более	50
вода	остальное.

Трещиностойкость кирпича определяли по методике, изложенной в RU №2259972.

ПРИМЕР 1.

Две легкоплавкие глины, взятые в массовом соотношении равном 1: 0,25, укладываются послойно на глиноплощадке, тщательно перемешиваются и затем подсушиваются в естественных условиях.

Спустя шесть месяцев после вылежки глиняная масса завозится в глинохранилище и складируется в бурты, из которых транспортируется в смеситель. В него дозируются 1,5 мас.% тонкоразмолотого отработанного катализатора СТК-1 и 0,1 мас.% аминного модификатора АМ-1 в расчете на 100 мас.% глиняной массы. Композиция увлажняется до 7 мас.% и в гранулированном виде направляется на пресс.

Отформованные образцы кирпича сушат при максимальной температуре 80°С и подвергают обжигу при 960-980°С.

ПРИМЕР 2.

Подготовка глиняной композиции по примеру 1. Массовое соотношение легкоплавких глин в керамической массе равно 1:0,5. Количество введенного отработанного железооксидного катализатора равно 2 мас.% в расчете на 100 мас.% глинистого сырья.

ПРИМЕР 3.

Подготовка керамической массы по примеру 2 с соотношением по массе глин 1:0,6. Количество аминного модификатора увеличено до 0,2 мас.%.

Результаты испытаний по примерам осуществления изобретения приведены в таблице.

Из приведенных материалов видно, что по заявленному техническому решению удается получать керамический кирпич с высокой трещиностойкостью и улучшенным архитектурным видом. Применение предлагаемого способа позволяет решить такую важную экологическую проблему, как утилизация отработанного железооксидного катализатора марки СТК и кубового остатка моноэтаноламинной очистки производства аммиака.

Таблица.
Свойства образцов керамики по примерам осуществления изобретения.
Показатель	Значение показателя по примерам
Контрольный (без добавок)	ПРИМЕРЫ
1	2	3
Цвет	кремовый	темнокрасный
Наличие высолов	есть	нет
Трещиностойкость, %	80	100	100	100
Предел прочности при сжатии, МПа	15	21,3	20	18

Керамическая масса, включающая глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья используется комбинация из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
Смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина	Не более 50
Вода	Остальное

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

Глинистое легкоплавкое сырье	93-99,5
Аминный модификатор АМ-1	0,05-0,4
Отработанный железооксидный катализатор	Остальное