Способ изготовления облицовочной керамики

Способ изготовления облицовочной керамики

Реферат

Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления облицовочной керамической плитки с использованием отходов обогащения молибденовых руд.

Известен способ изготовления облицовочной керамической плитки, включающий измельчение хвостов обогащения медно-никелевых руд до полного прохождения через сито №0056, приготовление сырьевой смеси из измельченных хвостов обогащения и легкоплавкой шангуйской глины, взятых в соотношении 1:1, формование прессованием, сушку полупродукта при 100-110°С в течение 2-3 часов и его обжиг при температуре 1150-1200°С. Полученные изделия имеют недостаточную механическую прочность при сжатии (143-164 МПа) (Глодин Ю.Н. Отходы (хвосты) флотации медно-никелевых руд как сырьевой материал для производства кислотоупорных и износоустойчивых керамических изделий: Труды НИИстройкерамики. - М., 1966, вып.26, с.37-59).

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления облицовочной керамической плитки (Патент РФ №2093491, МПК С04В 33/00 от 25.07.2006, опубл.20.10.1997 г.).

Сущность способа заключается в том, что хвосты обогащения медно-никелевых руд предварительно классифицируют по крупности с выделением класса мельче 0,05 мм, смешивают его с легкоплавкой глиной в соотношении 1:(0,67-0,80) и обжигают полученный продукт при температуре 1100-1170°С.

При этом прочность облицовочной плитки при сжатии достигнута в пределах 218-220 МПа, а прочность при изгибе - 24-29 МПа.

Однако способ изготовления облицовочной керамической плитки имеет недостаточную прочность при сжатии и изгибе плитки, а также высокую температуру обжига (1100-1170°С).

Задачей предлагаемого способа изготовления облицовочной керамической плитки является существенное повышение ее физико-механических свойств (прочности при сжатии и изгибе) и снижение температуры обжига изделий.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

Существенным признаком изобретения является то, что в качестве хвостов обогащения руд используются отходы обогащения молибденовых руд; их гранулометрическая подготовка осуществляется путем помола и последующей классификации по крупности с выделением фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм и их смешиванием в соотношении 2:3; последующим смешиванием отходов обогащения молибденовых руд с легкоплавкой глиной и дополнительно введенным в состав массы нефелиновым шламом соответственно в соотношении 1:(1,5-2,5):(2,5-1,5), а обжиг полупродукта ведут при температуре 1000-1050°С.

Отходы обогащения молибденовых руд представляют собой песок, содержащий кварц и полевошпатовые минералы: ортоклаз, альбит и анортит. Полевошпатовые минералы обеспечивают плавнеобразующий эффект, начиная с 900°С. За счет формирования в процессе обжига муллитоподобной фазы и усиления кристаллизации анортита отходы обогащения молибденовых руд (кварц-полевошпатовый песок) обеспечивают повышение физико-механических свойств керамического облицовочного материала.

Основными химическими компонентами нефелинового шлама являются СаО и SiO₂, составляющими в сумме 85-88 мас.%.

При этом заявляемое соотношение компонентов шихты, а именно отходы обогащения молибденовых руд:легкоплавкая глина:нефелиновый шлам соответственно 1:(1,5-2,5):(2,5-1,5), обеспечивает высокий выход волластонита, как продукта синтеза в системе CaO-SiO₂. Синтез волластонита наиболее предпочтителен для создания малоусадочных и высокопрочных структур.

Способ изготовления облицовочной керамики реализуется следующим образом. Хвосты обогащения молибденовых руд подвергаются помолу в шаровых мельницах тонкого помола, последующему разделению на 2 фракции 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм, смешиванию фракций в барабанном смесителе в соотношении 2:3. Далее в барабанный смеситель подается легкоплавкая глина и нефелиновый шлам, предварительно измельченные до полного прохождения через сито 0063. Подача измельченной легкоплавкой глины и нефелинового шлама к хвостам обогащения молибденовых руд осуществляется в барабанном смесителе в заявляемых пропорциях соответственно 1:(1,5-2,5):(2,5-1,5), где осуществляется гомогенизация сырьевой смеси.

Смесь прессуется при удельном давлении прессования 30 МПа, подвергается скоростному обжигу при максимальной температуре 1000-1050°С. Физико-технические свойства облицовочной керамической плитки при различных соотношениях фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм в хвостах обогащения молибденовых руд, мас. долях при постоянном соотношении сырьевых компонентов керамической массы представлены в табл.1.

Таблица 1
Соотношение фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм в хвостах обогащения молибденовых руд, мас. долях	Соотношение компонентов сырьевой смеси, мас. долях	Температура обжига, °С	Прочность при изгибе, МПа	Прочность при сжатии, МПа
1:3	1:2:2	950	18	190
2:3	1:2:2	950	25	240
3:3	1:2:2	950	20	210
1:3	1:2:2	1000	25	240
2:3	1:2:2	1000	34	290
3:3	1:2:2	1000	26	240
1:3	1:2:2	1050	26	230
2:3	1:2:2	1050	36	300
3:3	1:2:2	1050	27	250
1:3	1:2:2	1100	17	200
2:3	1:2:2	1100	21	240
3:3	1:2:2	1100	18	215

Анализ данных табл.1 свидетельствует, что максимальные значения прочности при сжатии и изгибе соответствуют заявляемому соотношению фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм в хвостах обогащения молибденовых руд в пределах 2:3, а температура обжига, обеспечивающая максимально большие значения прочности при сжатии и изгибе соответствует интервалу 1000-1050°С.

При данном оптимальном соотношении фракций хвостов обогащения молибденовых руд 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм в пределах 2:3 и при температуре обжига 1050°С в табл.2 приведены значения прочности при сжатии и изгибе при различных сочетаниях компонентов керамической массы.

Таблица 2
Соотношение фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм в хвостах обогащения молибденовых руд, мас. долях	Соотношение компонентов сырьевой смеси, мас. долях	Температура обжига, °С	Прочность при изгибе, МПа	Прочность при сжатии, МПа
2:3	1:1:3	1050	27	260
2:3	1:2,5:1,5	1050	34	329
2:3	1:1,5:2,5	1050	31	295
2:3	1:2:2	1050	36	355
2:3	1:3:1	1050	28	284

Анализ данных табл.2 свидетельствует, что при заявляемом соотношении компонентов сырьевой смеси 1:2:2 (отходы обогащения молибденовых руд:легкоплавкая глина:нефелиновый шлам) обеспечиваются максимально высокие значения физико-механических свойств облицовочных материалов.

Способ изготовления облицовочной керамики, включающий гранулометрическую подготовку хвостов обогащения руд, смешение подготовленных хвостов с легкоплавкой глиной, формование смеси прессованием, сушку полупродукта и его обжиг, отличающийся тем, что в качестве хвостов обогащения руд используют отходы обогащения молибденовых руд, а их гранулометрическую подготовку осуществляют путем помола и последующей классификации по крупности с выделением фракций 0,063-0,042 мм и менее 0,042 мм и их смешиванием в соотношении 2:3; последующим смешиванием отходов обогащения молибденовых руд с легкоплавкой глиной и дополнительно введенным в состав массы нефелиновым шламом в соотношении соответственно 1:(1,5-2,5):(2,5-1,5), а обжиг полупродукта ведут при температуре 1000-1050°С.