Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий

Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий

Реферат

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.
Al2O3	до 26,4
Na2O	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/м3)	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/м3), а коэффициент размягчения - как отношение прочности влажных образцов (после нахождения в воде в течение 2-х суток) к прочности сухих обожженных изделий.

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.