керамическая масса

Формула изобретения

Керамическая масса, включающая глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья используется комбинация из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
Смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина	Не более 50
Вода	Остальное

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

Глинистое легкоплавкое сырье	93-99,5
Аминный модификатор АМ-1	0,05-0,4
Отработанный железооксидный катализатор	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к составу керамической массы, и может найти применение в производстве изделий стеновой керамики, например кирпича и плитки. Основой для их изготовления являются высокоплавкие и низкоплавкие глины, различающиеся гранулометрическим и химическим составом, определяющим выбор необходимых добавок в ходе рецептуростроения с целью достижения требуемого архитектурного вида и других потребительских свойств.

Известна керамическая масса [SU №1211241, кл. С04В 33/00, опубл. 15.02.1988 г.], включающая глину легкоплавкую полиминеральную, глину легкоплавкую гидрослюдистую, кварцевый песок и плиточный бой и дополнительно отходы тальковых карьеров, содержащие около 27 мас.% СаО и MgO, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина легкоплавкая полиминеральная	40-50
глина легкоплавкая гидрослюдистая	10-20
кварцевый песок	15-20
плиточный бой	10-15
отходы тальковых карьеров	5-10

Недостаток данного технического решения обусловлен повышенным водопоглощением керамики.

Известна [SU №1662984, кл. С04В 33/00, 1988 г.] керамическая масса, содержащая, мас.%: 45,34-49,37 - глины; 27,21-29,63 - кварцевого песка; 0,05-0,40 - соапстока - отхода производства растительных масел и воду, позволяющая выработать продукцию с пониженным водопоглощением и улучшенной механической прочностью при одновременном повышении пластичности сырьевой массы.

К ее недостаткам следует отнести нестабильность показателей качества соапстока и, соответственно, пластифицирующего эффекта, вызванного его вводом.

Наиболее близким по технической сущности является керамическая масса [RU №2259972, кл. С04В 33/00], включающая глинистое легкоплавкое сырье, измельченный ферромарганцевый гранулированный шлак и отход производства аммиака, причем в качестве ферромарганцевого гранулированного шлака вводят измельченный доменный ферромарганцевый гранулированный шлак - отход выплавки чугуна с максимальным размером частиц 1,25 мм состава (мас.%): SiO₂ - 33-39; CaO - 39-42; MgO - 7-10; Al₂О ₃ - 7-10; MnO - 4-8; FeO - 0,2-0,3; S - 2,4-2,7, а в качестве отхода производства аммиака - молотый железосодержащий катализатор, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Глинистое легкоплавкое сырье	80-90
Указанный доменный ферромарганцевый шлак	9,85-19,9
Указанный отработанный
железосодержащий катализатор	0,1-0,15.

К ее недостаткам следует отнести необходимость использования шлака определенного гранулометрического состава, а также дорогостоящей пластичной глины в качестве добавки к суглинкам, обеспечивающей улучшение пластоэластических показателей.

Технической задачей изобретения является расширение сырьевой базы для производства керамической массы с целью получения керамики с улучшенным архитектурным видом и повышенной трещиностойкостью на основе глин с низким содержанием оксидов алюминия и железа.

Поставленная задача достигается тем, что в керамической массе увеличено содержание отработанного железооксидного катализатора, являющегося плавнем и пигментом, в качестве глинистого сырья использована комбинация двух легкоплавких глин различного минерального и химического состава, взятых в определенном массовом соотношении, а в роли пластификатора применен аминный модификатор АМ-1.

Сущностью предлагаемого технического решения является керамическая масса, включающая легкоплавкое глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, причем глинистое сырье является комбинацией из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более	50
вода	остальное,

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

глинистое легкоплавкое сырье	93-99.5
аминный модификатор АМ-1	0,05-0.4
отработанный железооксидный катализатор	остальное.

Для получения керамической массы использованы глины со следующим минеральным и химическим составом.

Глина I(отощитель) Глина II
минеральный, мас.%
полевой шпат	20,3	30,5
глина	8,3	22,3
песок	71,4	47,2
химический, мас.%
SiO 2	66,2	55,7
Al2O 2	10,9	16,9
СаО	5,8	2,9
MgO	2,6	1,6
Fe 2O3	2,3	7,2
TiO2	0,4	1,2
K2O	2,0	2,5
Na2O	1,2	1,2
потери при прокаливании	8,6	10,8

Отработанный катализатор производства аммиака марки СТК-1 по химическому составу соответствует требованиям ТУ 113-03-317-86 (мас.%).

Массовая доля Fe2O 3, не менее	88
Массовая доля Cr2О3 , не менее	7,0
Массовая доля марганца в пересчете на MnO3	1,0-1,5

Аминный модификатор AM-1 является промышленным отходом производства аммиака и в соответствии ТУ №2423-017-00206492-2002 имеет следующий состав, мас.%:

Моноэтаноламин	15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более	50
вода	остальное.

Трещиностойкость кирпича определяли по методике, изложенной в RU №2259972.

ПРИМЕР 1.

Две легкоплавкие глины, взятые в массовом соотношении равном 1: 0,25, укладываются послойно на глиноплощадке, тщательно перемешиваются и затем подсушиваются в естественных условиях.

Спустя шесть месяцев после вылежки глиняная масса завозится в глинохранилище и складируется в бурты, из которых транспортируется в смеситель. В него дозируются 1,5 мас.% тонкоразмолотого отработанного катализатора СТК-1 и 0,1 мас.% аминного модификатора АМ-1 в расчете на 100 мас.% глиняной массы. Композиция увлажняется до 7 мас.% и в гранулированном виде направляется на пресс.

Отформованные образцы кирпича сушат при максимальной температуре 80°С и подвергают обжигу при 960-980°С.

ПРИМЕР 2.

Подготовка глиняной композиции по примеру 1. Массовое соотношение легкоплавких глин в керамической массе равно 1:0,5. Количество введенного отработанного железооксидного катализатора равно 2 мас.% в расчете на 100 мас.% глинистого сырья.

ПРИМЕР 3.

Подготовка керамической массы по примеру 2 с соотношением по массе глин 1:0,6. Количество аминного модификатора увеличено до 0,2 мас.%.

Результаты испытаний по примерам осуществления изобретения приведены в таблице.

Из приведенных материалов видно, что по заявленному техническому решению удается получать керамический кирпич с высокой трещиностойкостью и улучшенным архитектурным видом. Применение предлагаемого способа позволяет решить такую важную экологическую проблему, как утилизация отработанного железооксидного катализатора марки СТК и кубового остатка моноэтаноламинной очистки производства аммиака.

Таблица.
Свойства образцов керамики по примерам осуществления изобретения.
Показатель	Значение показателя по примерам
	Контрольный (без добавок)	ПРИМЕРЫ
		1	2	3
Цвет	кремовый	темнокрасный
Наличие высолов	есть	нет
Трещиностойкость, %	80	100	100	100
Предел прочности при сжатии, МПа	15	21,3	20	18