RU2560014C1 - Керамическая масса - Google Patents
Керамическая масса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560014C1 RU2560014C1 RU2014142840/03A RU2014142840A RU2560014C1 RU 2560014 C1 RU2560014 C1 RU 2560014C1 RU 2014142840/03 A RU2014142840/03 A RU 2014142840/03A RU 2014142840 A RU2014142840 A RU 2014142840A RU 2560014 C1 RU2560014 C1 RU 2560014C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- water
- chemical
- treatment
- opal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности к стеновым керамическим изделиям, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней широкой номенклатуры. Сущность изобретения заключается в том, что керамическая масса, включающая флотационные отходы углеобогащения, опал-кристобалитовую породу - опоку, используемые со степенью измельчения менее 1 мм, воду дополнительно содержит в своем составе карбонатный шлам химводоочистки ТЭС в естественном тонкодисперсном состоянии при следующем соотношении компонентов, мас.%: опока - 40-65, флотационные отходы углеобогащения - 2-32, шлам химводоочистки - 4-14, вода - 19-24. Технический результат изобретения - получение керамических изделий с пониженной плотностью, с повышенными прочностными показателями, улучшенными формовочными свойствами массы. 5 табл.
Description
Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности к изделиям стеновой керамики, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и керамических камней с различными свойствами.
Известна керамическая масса на основе кремнистых пород (опок) с незначительным количеством легкоплавких примесей (В.Н. Иваненко Строительные материалы и изделия из кремнистых пород, Будевельник, Киев, 1978, стр. 10, 22-23).
Наиболее близким техническим решением является керамическая масса, включающая опал-кристобалитовую породу - опоку, воду и дополнительно содержащая в своем составе флотационные отходы углеобогащения, при этом опал-кристобалитовая порода - опока и флотационные отходы углеобогащения используются со степенью измельчения менее 1 мм (фракционный состав 0-1 мм), при следующем соотношении компонентов, масс. %: указанная опока - 45-60; флотационные отходы углеобогащения - 5-30; вода - 20-35 (RU 2488566, С04В 33/132, опубликовано 27.07.2013).
Недостатками известной массы являются относительно высокая плотность, недостаточные показатели прочности, пониженная пластичность и связность формовочных масс.
Задачей настоящего изобретения является получение керамических изделий с пониженной плотностью, с повышенными прочностными показателями, улучшенными формовочными свойствами массы.
Сущность изобретения заключается в том, что керамическая масса, включающая флотационные отходы углеобогащения, опал-кристобалитовую породу - опоку, используемые со степенью измельчения менее 1 мм, воду, дополнительно содержит в своем составе карбонатный шлам химводоочистки ТЭС в естественном тонкодисперсном состоянии при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Указанная опока - 40-65;
Флотационные отходы углеобогащения - 2-32;
Карбонатный шлам химводоочистки ТЭС - 4-14;
Вода - 19-24.
Технический результат заключается в следующем.
Введение карбонатного шлама химводоочистки ТЭС в естественном тонкодисперсном состоянии способствует улучшению формовочных свойства керамической массы и повышению пластичности, что позволяет производить формовку изделий по пластическому способу формования, снизить внутреннее и внешнее трение при формовании изделий и соответственно повысить ресурс формовочной оснастки, повысить за счет связности прочность свежеотформованных изделий, снизить плотность и повысить прочность обожженных изделий.
Улучшение формовочных свойств достигается благодаря тонкодисперсности шламов и соответственно их пластичности. Размер микрочастиц не превышает 1 мкм, а основная масса представлена частицами менее 1 нанометра.
Повышение ресурса формовочной оснастки происходит за счет снижения внешнего трения, т.к. основной слагающий минерал шламов химводоочистки - кальцит имеет небольшую твердость (3 - по шкале Мооса), совершенную спайность по ромбоэдру и пластинчатое строение микрокристалликов.
Тонкодисперсный карбонат кальция при обжиге разлагается на СаО (оксид кальция) и CO2 (углекислый газ). Оксид кальция при обжиге полностью вступает в реакцию с другими компонентами керамической массы с образованием различных силикатов и алюмосиликатов кальция, а углекислый газ улетучивается с дымовыми газами через очистительные устройства в атмосферу. Отсутствие свободного оксида кальция в керамическом черепке после обжига исключает образование такого дефекта, как «дутик».
Повышение прочностных показателей обожженных изделий обусловлено тем, что карбонатный шлам химводоочистки ТЭС в основном состоит из тонкодисперсного карбоната кальция (минерал кальцит - СаСО3). При температурах обжига 700-800°C он разлагается или происходит его декарбонизация. При температурах обжига 900°C и выше он активно вступает во взаимодействие с другими составляющими керамической массы - опаловым кремнеземом - опок, глинистыми минералами, щелочными полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и др. При этом происходит образование новых минеральных фаз: волластонита - CaO·SiO2; анортита - CaO·Al2O3·2SiO2; геленита - 2CaO·Al2O3·SiO2. Волластонит и анортит кристаллизуются в виде игольчатых и пластинчатых кристаллов. Они как бы армируют черепок и способствуют повышению предела прочности при изгибе и сжатии керамического черепка. При температурах обжига выше 950-1000°C оксид кальция начинает работать как плавень. Это увеличивает спекаемость черепка и, как следствие, повышается прочность.
При степени измельчения менее 1 мм (фракция 0-1 мм) опал-кристобалитовая порода - опока приобретает формовочные свойства и способность к спеканию и активному взаимодействию с частицами угольных шламов и шламов химводоочистки. Как следствие, снижается плотность, повышаются прочностные показатели готовых изделий. Повышенная природная микропористость опок, а также межзерновая пористость также обеспечивают пониженную среднюю плотность и теплопроводность изделий.
Использование флотационных отходов углеобогащения предопределяет снижение плотности керамического черепка и соответственно изделий, формирование тонкодисперсной пористой равномерной структуры, способствует изотропности свойств изделий за счет достижения равномерности обжига как по всему объему изделий, так и объему всей садки на печных вагонетках. Связано это с тем, что с температуры 700-800°C обжиг в основном идет за счет выгорания угольной составляющей флотационных отходов углеобогащения, равномерно распределенных по объему изделий, и соответственно достигается равномерная температура обжига. Кроме того, существенно сокращается расход газа на обжиг.
Гранулометрические составы измельченной опоки, флотационных отходов углеобогащения и шламов химводоочистки представлены в таблице 1.
Характеристика исходных материалов
1. Опал-кристобалитовые породы - опоки.
Легкие плотные тонкопористые породы, состоящие в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) частиц опал-кристобалита. Средняя плотность их составляет 1100-1600 кг/м3, пористость достигает 55% (обычно 30-40%).
Это не чистые силициты, а многокомпонентные системы. Постоянной составляющей их наряду с аморфным кремнеземом являются глинистые минералы, содержащиеся в том или ином количестве. В качестве примеси могут присутствовать песчано-алевритовый и карбонатный материал, частички которого обычно не превышают 0,1 мм. В связи с этим выделяются различные литологические разности кремнистых пород - глинистые, песчанистые, карбонатные и смешанные. Разнообразие состава обуславливает широкий диапазон физико-технических и технологических свойств. Усредненный химический состав классических опок приведен в таблице 2.
Россия располагает крупнейшей сырьевой базой кремнистых опал-кристобалитовых пород. На территории России широко встречаются в районах Поволжья и Дона, Западной Сибири, на юге России, в центральных и западных областях Европейской части России, Ленинградской области, Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке.
2. Флотационные отходы углеобогащения.
Флотационные отходы углеобогащения представляют собой тонкодисперсный порошок темно-серого, черного цвета. Их минеральный состав обусловлен составом исходных угольных пород и последующим воздействием процессов обогащения угля. Минеральный состав представлен глинистыми минералами, хлоритом, слюдами, полевыми шпатами, тонкодисперсными карбонатами, кварцем и угольным веществом в количестве 10-30%. Усредненный химический состав представлен в таблице 3.
3. Карбонатный шлам химводоочистки ТЭС.
В производственном цикле многих предприятий энергетического комплекса в обязательном порядке присутствует процесс водоподготовки. Сущность данного процесса заключается в удалении из природной воды различных водорастворимых солей, способных образовывать накипь на стенках трубопроводов и других агрегатах и устройствах. Обессоливание воды в основном осуществляется с помощью специальных фильтров, на которых селективно осаждаются те или иные химические соединения, присутствующие в воде. Побочным продуктом технологии обессоливания являются так называемые шламовые отходы, представляющие собой соли извлеченных из воды металлов и реагентов промывочных жидкостей.
Шламовые отходы химводоочистки предприятий теплоэнергетических комплексов являются серьезной проблемой в цикле этого производства. На многих теплоэлектростанциях шламонакопители переполнены, что вызывает необходимость строительства новых шламоотстойников большой площади.
Сухой шлам характеризуется весьма высокой дисперсностью, подавляющее количество частиц имеет размер менее 1 мкм. Многочисленные анализы и литературные данные показали, что шлам практически полностью состоит из карбоната кальция - СаСО3, с небольшой примесью карбоната магния, глинистых и других минералов. Слегка желто-коричневатый оттенок указывает на присутствие в его составе небольшой примеси гидроокислов и карбонатов железа.
Усредненный химический состав карбонатных шламов химводоочистки ТЭС представлен в таблице 4.
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемых составов масс были изготовлены стандартные образцы кирпича полнотелого размером 250×120×65 мм с различным соотношением вышеперечисленных компонентов. В качестве сырья была использована опал-кристобалитовая порода - опока Шевченковского месторождения Ростовской области.
Образцы изготовлялись следующим образом.
Предварительно опал-кристобалитовая порода подсушивалась до воздушно-сухого состояния, затем измельчалась на щековой дробилке и дезинтеграторе (молотковой дробилке), после чего просеивалась на ситах с заданным размером ячеек до максимальной крупности частиц менее 1 мм. Затем измельченная опал-кристобалитовая порода тщательно перемешивалась с подсушенными флотационными отходами углеобогащения Обуховской обогатительной фабрики и подсушенным кабонатным шламом химводоочистки Ростовской ТЭЦ-2 при необходимом соотношении компонентов и равномерно увлажнялась. Приготовленная смесь вылеживалась в герметичных емкостях 6-12 часов и затем из нее формовались изделия. После подсушки в течение 48 часов изделия обжигались с выдержкой при максимальной температуре 950°C 2 часа.
Физико-механические показатели, подтверждающие свойства изделий, полученных на основе керамических масс, включающих опоки, флотационные отходы углеобогащения и шлам химводоочистки, представлены в таблице 5.
Claims (1)
- Керамическая масса, включающая флотационные отходы углеобогащения, опал-кристобалитовую породу - опоку, используемые со степенью измельчения менее 1 мм, воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в своем составе карбонатный шлам химводоочистки ТЭС в естественном тонкодисперсном состоянии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанная опока - 40-65;
Флотационные отходы углеобогащения - 2-32;
Карбонатный шлам химводоочистки ТЭС - 4-14;
Вода - 19-24.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142840/03A RU2560014C1 (ru) | 2014-10-23 | 2014-10-23 | Керамическая масса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142840/03A RU2560014C1 (ru) | 2014-10-23 | 2014-10-23 | Керамическая масса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2560014C1 true RU2560014C1 (ru) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014142840/03A RU2560014C1 (ru) | 2014-10-23 | 2014-10-23 | Керамическая масса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2560014C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731323C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-09-01 | Юлия Александровна Божко | Керамическая масса |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1811516A (en) * | 1924-04-07 | 1931-06-23 | Miller Carlton Earle | High temperature heat insulation material and method of making the same |
SU583111A1 (ru) * | 1976-02-16 | 1977-12-05 | Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Конструкций | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых строительных изделий |
RU2354628C2 (ru) * | 2007-07-02 | 2009-05-10 | Владимир Дмитриевич Котляр | Керамическая масса |
RU2488566C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-07-27 | Владимир Дмитриевич Котляр | Керамическая масса |
-
2014
- 2014-10-23 RU RU2014142840/03A patent/RU2560014C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1811516A (en) * | 1924-04-07 | 1931-06-23 | Miller Carlton Earle | High temperature heat insulation material and method of making the same |
SU583111A1 (ru) * | 1976-02-16 | 1977-12-05 | Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Конструкций | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых строительных изделий |
RU2354628C2 (ru) * | 2007-07-02 | 2009-05-10 | Владимир Дмитриевич Котляр | Керамическая масса |
RU2488566C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-07-27 | Владимир Дмитриевич Котляр | Керамическая масса |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731323C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-09-01 | Юлия Александровна Божко | Керамическая масса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yang et al. | Characteristics of the fired bricks with low-silicon iron tailings | |
Marjanović et al. | Improving reactivity of fly ash and properties of ensuing geopolymers through mechanical activation | |
Johari et al. | Effect of the change of firing temperature on microstructure and physical properties of clay bricks from Beruas (Malaysia) | |
US20180022646A1 (en) | Particulate compositions for the formation of geopolymers, their use and methods for forming geopolymers therewith, and geopolymers obtained therefrom | |
Ren et al. | Recycling of solid wastes ferrochromium slag for preparation of eco-friendly high-strength spinel–corundum ceramics | |
Silva et al. | Use of experimental design to evaluate the effect of the incorporation of quartzite residues in ceramic mass for porcelain tile production | |
RU2560014C1 (ru) | Керамическая масса | |
Tonnayopas | Green building bricks made with clays and sugar cane bagasse ash | |
RU2488566C1 (ru) | Керамическая масса | |
RU2646261C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича. | |
RU2592927C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
Abdelfattah et al. | The effect of calcium fluoride on mineral phases and properties of lightweight expanded clay aggregates | |
RU2566156C1 (ru) | Керамическая масса | |
CN107117836A (zh) | 一种由电石渣制备电石渣水泥的方法 | |
RU2496742C1 (ru) | Керамическая масса | |
Abdelfattah et al. | Effect of firing on mineral phases and properties of lightweight expanded clay aggregates | |
RU2167125C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий | |
Debnath et al. | Effect of processed rice husk ash on the production of conventional bricks | |
Zhenzhurist | Sintering in a microwave field is a promising ecological technology for producing nanostructured ceramic composites from natural raw materials | |
Salakhov et al. | Application of magnesite waste in manufacturing high-strength ceramics | |
CN103342566A (zh) | 一种以托帕石为原料的莫来石耐火骨料及其制备方法 | |
RU2556563C1 (ru) | Вяжущее | |
RU2553115C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких бетонов | |
EP2703370A1 (en) | Gasification process | |
RU2582614C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления керамического кирпича |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171024 |