Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета

Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета

Реферат

Изобретение относится к технологии получения керамических изделий и касается составов глазурей для нанесения на фарфоровые и фаянсовые изделия.

Известна шихта для получения фриттованной окрашенной глазури, содержащая, мас.%: отработанный ванадиевый катализатор - 40-55, В₂O₃ - до 20, SiO₂ - не менее 35, Аl₂O₃ - 6, Na₂O - не более 4, сумма СаО и MgO - от 5. Отработанный ванадиевый катализатор имеет следующий состав, мас.%: 43,39 О, 18.90 Si, 10.30 С, 10.20 S, 9.09 K, 4.20 V, 2.01 Na, а также Al, Са, Fe, Сu, Zn (менее 1%). Синтез стекла проводили в температурном интервале 1350-1420°С, с выдержкой при максимальной температуре 1.5-2 ч. Стекло имеет следующие свойства: ТКЛР - (57.22-73.31)·10^-7 K^-1, температуру начала размягчения 510-620°С, плотность 2420-2620 кг/м³, микротвердость 4990-5683 МПа. Синтезированные стекла характеризуются прозрачностью, окрашены в черный цвет, имеют блестящую поверхность. Оптимальный интервал обжига глазури 950-1050°С (Радченко С.Л., Радченко Ю.С., Орехова С.Е. Получение глазурных покрытий на основе отработанных ванадиевых катализаторов. / Стекло и керамика. 2009. - №4, с.29-31). Недостатком шихты является высокая температура фриттования.

Прототипом изобретения является шихта для получения глазури коричневого цвета, включающая оксиды SiO₂, V₂O₅, А1₂O₃, К₂O, в виде отработанного СВД-катализатора, оксид кальция СаО, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид железа Fe₂O₃ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: отработанный прокаленный СВД катализатор 77-80, оксид кальция СаО 8-10, оксид железа Fe₂O₃ 10-15.

Температурный интервал фриттования глазури 1150-1250°С.

Глазурь обладает следующими свойствами: ТКЛР -(72.6-74.3)·10^-7 град^-1, плотность - 2598-2619 кг/м³, показатель преломления 1.42-1.47, температура растекания глазури 950-1050°С. (Патент РФ №2406712. Шихта для получения глазури коричневого цвета. Седельникова М.Б., Погребенков В.М., Недопекина Е.В., Опубл. 20.12.2010, Бюл. №35). Недостатками данной шихты является необходимость предварительного фриттования, что связано с большими энергетическими затратами, и низкие температуры растекания, что определяет область использования данной глазури для низкотемпературных керамических масс.

Задачей изобретения является получение глазури для нанесения на фарфоровые и фаянсовые изделия, снижение себестоимости глазури за счет применения недорогого сырья и исключения стадии фриттования.

Поставленная задача решается путем добавления к прокаленному отходу ванадиевого катализатора (СВД) нефелинового шлама, полевого шпата и оксида кобальта СоО и совместного помола шихты. Шихта для получения глазури синего цвета содержит прокаленный отход ванадиевого катализатора (СВД - сульфованадат на диатомите), нефелиновый шлам и СоО при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

отход ванадиевого катализатора (СВД)	23-25
нефелиновый шлам	23-25
полевой шпат	50
СоО	2

Глазурь рекомендуется для нанесения на фарфоровые, полуфарфоровые и фаянсовые изделия.

Сырьевыми материалами для ванадиевого катализатора (СВД) являются природный диатомит, оксид ванадия (V) и сульфат калия. Диатомит содержит 90% аморфного кремнезема в виде панцирей диатомовых водорослей, скелетов радиолярий и губок, 2-7% кварца, остальное - полевые шпаты, глауконит, слюда. Ванадиевый катализатор (СВД) представляет собой гранулы, которые имеют окраску желтого цвета, вызванную равномерно распределенным по поверхности носителя (диатомита) оксидом ванадия, V₂O₅.

Нефелиновый шлам - продукт переработки природных нефелиновых руд и получения глинозема. Основными химическими компонентами нефелинового шлама являются СаО и SiO₂, соответствующие молярному отношению СаО:SiO₂, равному 2:1, и составляющие в сумме 85-88%. Минералогический состав нефелинового шлама представлен, в основном, двухкальциевым силикатом, в качестве второстепенных фаз присутствуют гидросиликаты кальция, гидроферриты и др.

Пример изготовления глазури

Отход ванадиевого катализатора (СВД), прокаленный при температуре 850°С, нефелиновый шлам, полевой шпат Чупинского месторождения измельчают до прохождения через сито №0063. Компоненты шихты, мас.%: отход ванадиевого катализатора (СВД) - 25, нефелиновый шлам - 23, полевой шпат - 50 и СоО - 2, смешивают, подвергают совместному тонкому помолу мокрым способом до остатка на сите №0056 не более 0.2%. Полевой шпат вводится в шихту как расплавообразующий компонент с целью исключения стадии фриттования. Оксид кобальта вводится в шихту для придания глазури насыщенной синей окраски.

Представленная глазурь обладают следующими свойствами: ТКЛР -

76.97×10^-7 град^-1, плотность - 2659 кг/м³, показатель преломления 1.502, температурный интервал растекания - 1200-1230°С.

Преимуществом предлагаемого изобретения является снижение затрат за счет исключения стадии фриттования и использования в составе шихты глазури недорогого сырья - отхода ванадиевого катализатора (СВД) и нефелинового шлама.

В таблице 1 приведен химический состав исходных сырьевых материалов: отхода ванадиевого катализатора (СВД), нефелинового шлама, чупинского полевого шпата.

В таблице 2 приведен компонентный состав глазурей.

В таблице 3 приведен химический состав глазурей.

В таблице 4 представлены свойства глазурей.

Таблица 1Химический состав исходного сырья, мас.%
Вид сырья	SiO2	Аl2O3	СаО	MgO	Fe2O3	Na2O	K2O	V2O5
Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината	30.64	3.86	55.97	1.52	4.79	2.27	0.95	-
Прокаленный отход ванадиевого катализатора (СВД)	73.80	6.0	-	-	-	-	11.9	8.3
Чупинский полевой шпат	63.13	21.57	0.83	0.50	0.30	1.63	12.04	-

Таблица 2Компонентный состав глазурей, мас.%
№ глазури	СВД	НШ	Полевой шпат	СоО
Г-1	23	25	50	2
Г-2	24	24	50	2
Г-3	25	23	50	2

Таблица 3Химический состав глазурей, мас.%
№ глазури	SiO2	А12O3	СаО	MgO	Fe2O3	Na2O	K2O	V2O5	СоО
Г-1	56.20	13.13	14.40	0.63	1.35	1.38	9.00	1.91	2.0
Г-2	56.63	13.16	13.83	0.62	1.30	1.36	9.11	1.99	2.0
Г-3	57.07	13.18	13.29	0.60	1.25	1.32	9.22	2.07	2.0

Таблица 4Свойства глазурей
№ глазури	ТКЛР, 10-7 град-1	Плотность, кг/м3	Показатель преломления	Температурный интервал растекания, °С
Г-1	78.65	2607	1.538	1200-1250
Г-2	77.52	2621	1.517	1200-1250
Г-3	76.97	2659	1.502	1200-1230

Шихта для получения нефриттованной глазури синего цвета, включающая оксиды SiO₂, CaO, MgO, Аl₂O₃, Fe₂O_3, Na₂O, K₂O в том числе SiO₂, Аl₂O₃, K₂O, V₂O₅, в виде прокаленного отхода ванадиевого катализатора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нефелиновый шлам, полевой шпат и СоО при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

прокаленный отход ванадиевого катализатора	23-25
нефелиновый шлам	23-25
полевой шпат	50
СоО	2