сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая кремнеземистый и алюмосиликатный компоненты, отличающаяся тем, что она содержит в качестве кремнеземистого компонента микрокремнезем в виде пылевидных отходов производства кристаллического кремния, а в качестве алюмосиликатного компонента - глиежи при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глиежи - 42 - 83

Микрокремнезем - 58 - 17

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления стеновых изделий.

Известна сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, включающая отходы производства ферросилиция, суглинок и химическую добавку [1]. Однако изделия из предложенной массы характеризуются высокой средней плотностью, а следовательно, ухудшенными теплозащитными свойствам.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая, мас.%: 60...85% золы сухого отбора Томь-Усинской ГРЭС и 40...15% тонкодисперсных отходов ферросилиция [2] . Недостатком указанной смеси является относительно низкая прочность обоженных изделий.

Изобретением решается задача повышения прочности обоженных изделий.

Технический результат достигается тем, что в сырьевой смеси в качестве кремнеземистой пыли используется микрокремнезем производства кристаллического кремния, а в качестве алюмосиликатного компонента глиежи при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глиежи - 42 - 83

Микрокремнезем производства кристаллического кремния - 58 - 17

Микрокремнезем производства кристаллического кремния представляет собой многотоннажный отход, большая часть которого в настоящее время не находит себе какого-либо рационального применения. Удельная поверхность микрокремнезема - более 25 тыс. см²/г.

Преимущественный размер частиц этого отхода составляет 0,1...3 мкм. По существующей технологической схеме микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния, после чего удаляется в виде водной суспензии в шламохранилище.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является аморфным материалом и имеет следующий химический состав, мас.%:

SiO₂ - 90...95

Al₂O - до 0.8

Fe₂O - до 0.8

CaO - до 1.6

MgO - до 1.2

K⁺ - до 0.25

Na⁺ - до 0.06

SiC - до 5

Собщ - до 9

п.п.п. - до 20

Высокая удельная поверхность и аморфное состояние микрокремнезема обуславливает его высокую химическую активность и снижение температур реакций, протекающих при обжиге. Выгорание углерода, содержащегося в отходе, обеспечивает дополнительную поризацию черепка и снижение расхода топлива на обжиг.

Глиежи - природные горелые породы, образующиеся в результате самообжига угленосных пород в естественных условиях в течение длительного времени. Глиежи, обладая высоким содержанием дегидратированной глинистой составляющей, почти не имеют стекловидной фазы и углистых примесей.

Химический состав глиежей Кодинского месторождения, мас.%:

SiO₂ - 63.6

Al₂O₃ - 18.4

Fe₂O₃ - 7.2

CaO - 2.3

MgO - 1.9

SO₃ - 0.13

TiO₂ - 0.84

Na₂O - 1.43

K₂O - 3.7,

п.п.п. - 0.5

Итого - 100

Растворимый Al₂O₃ - 3.7.

Частично разложившаяся и разупорядоченная структура глиежей, а также высокое содержание в них растворимых щелочей, окислов алюминия, железа обуславливают активное взаимодействие глиежей и микрокремнезема с образованием силикатного расплава и формированием прочного керамического черепка.

Пример.

Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода и глиежи Кодинского месторождения.

Измельченные до размера частиц менее 1 мм глиежи смешивают с микрокремнеземом, после чего вводят воду в количестве, необходимом для получения шихты влажностью 10%. Содержание ингредиентов (в мас.%) в предлагаемых составах приведено в табл. 1 (составы N 1,2,3,4).

Из полученной шихты методом полусухого прессования при давлении прессования 25 МПа формуют образцы-цилиндры диаметром 40 мм, которые высушивают при 100...110^oC до постоянной массы и обжигают при 1000^oC.

Для обоженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность при сжатии сухих и выдержанных в течение суток в воде изделий, после чего рассчитывают коэффициент размягчения и коэффициент конструктивного качества.

Конкретные значения оцениваемых параметров приведены в табл. 1.

Применение предлагаемой сырьевой смеси позволяет повысить прочность обоженных изделий в 2,4...3,9 раза. Кроме того, использование предлагаемой сырьевой смеси способствует расширению сырьевой базы керамических материалов за счет вовлечения в технологический процесс многотоннажного отхода производства кристаллического кремния.

Источники информации.

1. А.с. 1310366, МКИ C 04 B 33/00 - 1987. - N 18.

2. Пак Н.В., Артемова Л.М., Макаров В.Я., Школьников П.В. Производство золокерамического камня и блоков из золы Томь-Усинской ГРЭС. Энергетическое строительство. 1990, N 3, с. 38.