Керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки

 

Винахід відноситься до виробництва будівельних матеріалів і може бути використане при виготовленні керамічної плитки для внутрішніх і зовнішніх оздоблювальних робіт.

У зв'язку зі скороченням запасів традиційного керамічного сировини у все більшу актуальність у виробництві будівельних матеріалів набуває використання промислових відходів. В якості сировини для виробництва керамічних виробів будівельного призначення можуть бути використані відходи гірничопромислових комплексів, а також вторинну сировину. Однак при виробництві будівельних виробів, таких як керамічні плитки, виникає проблема вибору оптимального вихідного складу компонентів керамічної маси з точки зору отримання виробів з поліпшеними міцнісними властивостями і показниками водопоглинання без збільшення температури випалу.

Відома керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки (див. пат. 2278089 РФ, МПК C04B 33/16, 33/00 (2006.01), 2006), включає, мас.%: глину легкоплавку 30-40, відходи збагачення мідно-нікелевих руд 50-55 і як флюсующей добавки - нефеліновий концентрат 7-15. Відходи збагачення мідно-нікелевих руд мають наступний склад, мас.%: хлорит, гіпохлорит 55,8-58,32, серпентиновсени 1,0-1,56, амфіболи 4,0-5,05. Одержувана облицювальна плитка в інтервалі температур випалу 1050-1100°C має міцність при вигині 17,6-25,9 МПа, уявну щільність 2,38-2,48 г/см3, водопоглинання 8,3-12,8%.

Дана керамічна маса характеризується недостатньо високою міцністю на вигин одержуваної облицювальної плитки. Крім того, керамічна маса містить значну кількість (до 55%) первинної сировини у вигляді легкоплавкої глини та нефелінового концентрату.

Відома також прийнята в якості прототипу керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки (див. пат.2520308 РФ, МПК C04B 35/16, 33/132 (2006.01), 2014), включає, мас.%: відходи збагачення мідно-нікелевих руд 39,8-58,5, нефелінових добавку у вигляді відходів збагачення апатит-нефелинових руд 19,0-39,8, відходи збагачення залізних руд 14,6-19,9 і сполучна - сульфітно-спиртову барду 0,5-5,0. Відходи збагачення мідно-нікелевих руд включають, мас.%: хлорит, гіпохлорит 50,6-65,7, серпентиновие мінерали 10,2-15,0, тальк 10,0-14,0, магнетит 3,2-7,1, піроксени, амфіболи 5,0-6,7, альбіт 2,0-2,3, кварц 1,9-2,2, гіпс 1,9-2,1. Одержувана облицювальна плитка при температурі випалу 1100°C має міцність на вигин 38,5-70,3 МПа, міцність на стиск 142,5-187,6 МПа, уявну щільність 2,4-2,56 г/см3і водопоглинання 0,2-0,6%.

<рвочной плитки. Крім того, керамічна маса є багатокомпонентною, що ускладнює процес її виготовлення.

Даний винахід спрямовано на досягнення технічного результату, що полягає у збільшенні міцності одержуваної керамічної плитки на стиск і забезпеченні високої міцності на вигин при меншій кількості компонентів керамічної маси.

Технічний результат досягається тим, що керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки, що включає відходи збагачення мідно-нікелевих руд і флюсующую добавку, згідно винаходу, додатково містить крейда, а в якості флюсующей добавки - склобій, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:

Відходи збагачення мідно-нікелевих руд44,6-50,4
Склобій34,6-44,6
Крейда10,3-15,0

Досягнення технічного результату сприяє те, що відходи збагачення мідно-нікелевих руд мають наступний склад, мас.%:

Хлорит, гіпохлорит
Тальк13,8-11,0
Титаномагнетит, магнетит, хроміт8,0-7,2
Гіпс2,1-2,0
Альбіт2,3-2,0
Кварц2,2-2,0
Піроксени1,6-1,0
Амфіболи5,1-4,1
Карбонати кальцію і магнію4,0-0,1

Істотні ознаки заявленого винаходу, що визначають обсяг правової охорони і достатні для отримання вищевказаного технічного результату, виконують функції і співвідносяться з результатом наступним чином.

Використання крейди в складі керамічної маси обумовлено наступним. У керамічному виробництві його застосовують як плавню другого роду при температурі випалу виробів вище 1000°C. При цьому утворюється алюмосилікатний розплав, який складається з простих катіонів і складних аніонних комплексів. Кремній і алюмокислородние аніони є великими агрегат�. �атиони кальцію Ca2+, що утворюються в результаті термічної дисоціації крейди, сприяють частковому переходу (AlO4) (AlO6) і обмежують виникнення комплексів груп (AlO4) і (SiO4). Оскільки значна частина CaO, введена з крейдою, переходить у розплав, то розмір і складність комплексних аніонів зменшується. При цьому змінюється структура розплаву і відбувається інтенсифікація процесу спікання. Введення крейди, переважно меленої, в кількості 10,3-15,0 мас.% призводить до разупрочнению утворюються складних комплексів алюмінію (AlO4) і кремнію (SiO4), що покращує спікання керамічної маси і підвищує міцнісні характеристики одержуваної плитки. Зміст крейди у кількості менше 10,3 мас.% веде до утворення складних комплексів алюмінію і кремнію, що викликає підвищення в'язкості розплаву і погіршення спікання, а зміст крейди у кількості більше 15,0 мас.% призводить до інтенсивного утворення фази анортита, що також перешкоджає процесу спікання.

Використання склобою у складі керамічної маси в якості флюсующей добавки сприяє збільшенню кількості рідкої фази при випаленні. Введення склобою у кількості 34,6-44,6 мас.% підвищує ментировано Гост 13996-93 і становить менше 12% для фасадних плиток з керамічних мас, містять карбонати. Збільшення вмісту склобою вище 44,6 мас.% призводить до деформації плиток. При вмісті склобою нижче 34,6 мас.% погіршується спікання плиток, що призводить до збільшення показника водопоглинання і зниження механічної міцності.

Введення в керамічну масу відходів збагачення мідно-нікелевих руд обумовлено тим, що основними компонентами їх мінерального складу є хлорити і гидрохлорити, мають каолинитоподобную структуру. Це дозволяє поліпшити формувальні властивості маси, інтенсифікувати процес спікання і формувати щільний черепок з підвищеними фізико-механічними характеристиками. Крім того, використовувані відходи мають крупність менше 0,01 мм, що не потребує їх додаткового подрібнення, а також високу питому поверхню, що забезпечує хорошу реакційну здатність при випаленні. Введення відходів збагачення мідно-нікелевих руд у кількості 44,6-50,4 мас.% оптимізує інтервал спікання та інтенсифікує протікання твердофазних реакцій, що сприяє поліпшенню технічних характеристик керамічної плитки. Введення відходів у кількості більше 50,4 мас.% викликає інтенсивну кристалізацію в розплаві деяких фаз, в приватно�ію міцності на вигин готових виробів. Введення відходів у кількості менше 44,6 мас.% збільшує водопоглинання виробів в результаті неповного зв'язування оксидів кальцію і магнію, що містяться у відходах.

Сукупність вищевказаних ознак необхідна і достатня для збільшення міцності одержуваної керамічної плитки на стиск і забезпечення високої міцності на вигин при меншій кількості компонентів керамічної маси, що спрощує процес виготовлення плитки.

У приватному разі здійснення винаходу кращий наступний склад відходів збагачення мідно-нікелевих руд.

Головними компонентами відходів збагачення мідно-нікелевих руд є хлорити і гидрохлорити, серпентиновие мінерали і тальк, зміст яких становить відповідно, мас.%: 55,2-58,3, 11,2-14,7, 11,0-13,8. Другорядні мінерали представлені, мас.%: титаномагнетитом, магнетитом, хромитом 7,2-8,0, гіпсом 2,0-2,1, альбітом 2,0-2,3, кварцом 2,0-2,2, піроксенами 1,0-1,6, амфіболами 4,1-5,1 і карбонатами кальцію і магнію 0,1-4,0. Крім того, як було сказано вище, використовувані відходи мають крупність менше 0,01 мм, що характеризує їх високу питому поверхню і не потребує додаткового подрібнення.

Використання відходів збагачення мідно-нікелевих руть одержуваної керамічної плитки на стиск і забезпечити високу міцність на вигин при меншій кількості компонентів керамічної маси.

Керамічну масу згідно винаходу готують наступним чином. Для приготування маси використовують відходи збагачення мідно-нікелевих руд крупністю менше 0,01 мм, склобій і мелена крейда. Склобій попередньо подрібнюють до крупності 0,140-0,315 мм Компоненти керамічної маси змішують у заявлених співвідношеннях. Отриману суміш ретельно гомогенізують і зволожують водою до вологості 6-8%. Далі пресуванням формують зразки при питомому тиску 26 МПа, сушать при 105-110°C і обпалюють при температурі 1100°С з ізотермічною витримкою протягом 1 години. Охолодження зразків проводять в печі до її охолодження.

Приклади складів керамічної маси згідно винаходу наведено в Таблиці 1, а основні властивості одержуваної облицювальної плитки - в Таблиці 2.

42,6
Таблиця 1
Компоненти керамічної масиВміст, мас.%
Приклад 1Приклад 2Приклад 3
Відходи збагачення мідно-нікелевих руд44,644,634,6
Крейда12,810,315,0

Таблиця 2
ПоказникПрикладиПрототип
123
Температура випалу, °C1100110011001100
Міцність на стиск, МПа196,3247,4159,6142,5-187,6
Міцність на вигин, МПа64,571,438,938,5-70,3
Уявна щільність, г/см32,362,409,87,510,30,2-0,6
Температурний коефіцієнт лінійного розширення α·10-6, °C-15,405,345,45-

З даних, наведених у Таблицях 1 і 2, видно, що пропонована керамічна маса в порівнянні з прототипом дозволяє отримати при меншій кількості компонентів облицювальну плитку з підвищеною міцністю на стиск (до 247,4 МПа), високою міцністю на вигин (до 71,4 МПа) і регламентованим водопоглинанням. Низький температурний коефіцієнт лінійного розширення (5,45·10-6°С-1] і менш) дозволяє розширити область використання одержуваної облицювальної плитки з урахуванням нанесення різних глазурних покриттів.

1. Керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки, що включає відходи збагачення мідно-нікелевих руд і флюсующую добавку, яка відрізняється тим, що маса додатково містить крейда, а в якості флюсующей добавки - склобій при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:

�ой34,6-44,6
Крейда10,3-15,0

2. Керамічна маса за п. 1, яка відрізняється тим, що відходи збагачення мідно-нікелевих руд мають наступний склад, мас.%:

Хлорит, гіпохлорит55,2-58,3
Серпентиновие мінерали11,2-14,7
Тальк11,0-13,8
Титаномагнетит, магнетит, хроміт7,2-8,0
Гіпс2,0-2,1
Альбіт2,0-2,3
Кварц2,0-2,2
Піроксени1,0-1,6
Амфіболи4,1-5,1
Карбонати кальцію і магнію0,1-4,0



 

Схожі патенти:
Винахід призначений для виробництва стінових керамічних виробів. Технічний результат - підвищення міцності при стисненні і морозостійкі виробів. Сировинна суміш містить, мас.%: пил газоочищення виробництва феросплавів з вмістом SiO2 [61,49-79,58] і MgO [1,58-3,57] 64-66; висококальціевую золу-винесення від спалювання бурого вугілля 29-31; закарбонизованний 5,0. 2 табл.

Керамічна маса для виробництва цегли

Винахід відноситься до складів керамічних мас для виробництва цегли. Технічний результат винаходу полягає у підвищенні міцності цегли. Керамічна маса для виробництва цегли містить, мас.%: глина тугоплавка 57,0-62,0; розмелені до проходження через сітку №014 кварцити 30,0-34,0; розмелений до проходження через сітку №014 циркон 2,0-3,0; портландцемент 5,0-7,0. 1 табл.
Винахід відноситься до складів керамічних мас, які можуть бути використані, переважно, для виготовлення облицювальної плитки. Керамічна маса для виготовлення облицювальної плитки включає такі компоненти, мас.%: каолін 2,0-4,0; бентоніт 2,0-4,0; лес 67,5-75,5; плитковий бій 0,1-0,5; фосфор 8,0-12,0; кварцовий пісок 10,0-14,0. Технічний результат полягає в підвищенні міцності виробів, отриманих з керамічної маси. 1 табл.
Винахід призначений для виробництва стінових керамічних виробів. Технічним результатом винаходу є підвищення морозостійкості і зниження температури випалу. Сировинна суміш для виготовлення стінових керамічних виробів включає пил газоочищення виробництва феросплавів з вмістом, мас. %: SiO2 - 61,49-79,58 і MgO - 1,58-3,57 і висококальціевую золу-винесення від спалювання бурого вугілля при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: пил газоочищення виробництва феросплавів - 35-55; зола-винесення від спалювання бурого вугілля - 45-65. 2 табл., 1 пр.
Винахід відноситься до технології виробництва футерувальних і функціональних керамічних конструкційних елементів оснастки металлопроводов ливарних установок алюмінієвої промисловості. Технічним результатом винаходу є зниження щільності теплопровідності, підвищення термостійкості і хімічної стійкості до алюмінієвим расплавам до температури 1000°C. Спосіб отримання керамічних виробів на основі волластонита включає приготування водного шлікера із суміші природного волластонита, глини та вермикуліту, формування виробів, сушіння і випал. Суміш для шлікера містить такі компоненти, мас. %: волластон - 50-65; вермикуліт - 15-20; глина - 5-10; глиноземистий цемент - 15-20. Причому приготування шлікера здійснюють в змішувачі шляхом перемішування протягом не більше 30 хвилин з додаванням води в кількості 40-45% від маси сухих компонентів, а формування виробів проводять з виброутряской в непористі форми. 7 пр.
Винахід відноситься до технології одержання композиційних керамічних виробів з гірських порід з використанням сполучного. Спосіб отримання композиційних керамічних виробів, що включає приготування формувальної маси в якості наповнювача з гірських порід і сполучного у вигляді фосфорної кислоти, витримку отриманої суміші, формування з отриманої маси виробів і подальшу термообробку, приготування формувальної маси здійснюють шляхом класифікації за крупністю, з виділенням фракцій наповнювача -1,0+0,315, -0,315+0,08 і -0,08+0,042, при співвідношенні фракцій 6:3:1 у вигляді кварцового порфіру або граніту або ліпарита в кількості 65-72 мас.%, який змішують з фосфорною кислотою в кількості 25-30 мас.% і скловолокном при відношенні довжини волокна до його діаметра від 5000 до 6000 в кількості 3-5 мас.%, витримують при температурі 20-30°C протягом 25-40 годин, піддають формування при тиску 35-45 МПа і подальшій термообробці при температурі 350-380°C протягом 1,5 годин. Технічний результат запропонованого способу композиційних керамічних виробів полягає в підвищенні щільності і хімічної стійкості виробів, а також зниження водопоглинання спечених керамічних мас. 5 табл.

Сировинна суміш для виготовлення стінових керамічних виробів

Винахід призначений для виробництва стінових керамічних виробів. Технічним результатом винаходу є підвищення міцності і морозостійкі виробів. Сировинна суміш для виготовлення стінових керамічних виробів включає пил газоочищення виробництва феросплавів з утриманням, у мас. %: SiO2 - 61,49-79,58 і MgO - 1,58-3,57, закарбонизованний суглинок і висококальціевую золу-винесення від спалювання бурого вугілля при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: пил газоочищення виробництва феросплавів - 66-68; зола-винесення від спалювання бурого вугілля - 3-7; закарбонизованний суглинок - 27-29. 1 пр., 2 табл.

Сировинна суміш для виготовлення стінових керамічних виробів

Винахід призначений для виробництва стінових керамічних виробів. Технічним результатом винаходу є підвищення морозостійкості при зниженні середньої щільності і теплопровідності. Сировинна суміш містить, мас.%: пил газоочищення виробництва феросплавів 68,0-66,7; закарбонизованний суглинок 29,1-28,6; прокидаючись від дроблення вугільної футеровки 2,9-4,7. Морозостійкість становить 75 циклів. 2 табл.
Винахід відноситься до виробництва будівельних матеріалів і може бути використане при виготовленні облицювальної керамічної плитки для внутрішніх і зовнішніх оздоблювальних робіт, а також облицювальної цегли. Керамічна маса містить, мас.%: відходи збагачення мідно-нікелевих руд 39,8-58,5, нефелінових добавку у вигляді відходів збагачення апатит-нефелинових руд 19,0-39,8, відходи збагачення залізних руд 14,6-19,9 і сполучна - сульфітно-спиртову барду 0,5-5,0. Відходи збагачення мідно-нікелевих руд включають, мас.%: хлорит, гіпохлорит 50,6-65,7, серпентиновие мінерали 10,2-15,0, тальк 10,0-14,0, магнетит 3,2-7,1, піроксени, амфіболи 5,0-6,7, альбіт 2,0-2,3, кварц 1,9-2,2, гіпс 1,9-2,1. Відходи збагачення апатит-нефелинових руд містить, мас.%: нефелин 56,8-61,1, егіриніт 10,2-13,0, вторинні мінерали за нефелину 7,5-10,2, польовий шпат 5,8-7,4, апатит 3,4-5,4, стено 2,2-3,2, рудні мінерали 0,9-1,7, слюда 1,5-2,3. Відходи збагачення залізних руд мають склад, мас.%: кварц 56,2-68,9, польовий шпат 17,0-25,5, слюда 4,4-8,4, амфібол і піроксен 1,5-3,4, зростки мінералів 1,3-3,3, магнетит 1,2-3,2. Технічний результат полягає в підвищенні міцності і зниження водопоглинання виробів, отриманих з керамічної маси. 3 з.п. ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до галузі технології силікатів і стосується складів керамічних мас для виробництва керамічної цегли. Технічний результат полягає в підвищенні міцності цегли, отриманого з керамічної маси. Керамічна маса містить, мас.%; глина тугоплавка 40,0-45,0; кварцити 10,0-15,0; волластон 35,0-40,0; циркон 5,0-10,0. 1 табл.
Up!