CS212423B1

CS212423B1 - A method for producing burnt glazed tiles

Info

Publication number: CS212423B1
Application number: CS126677A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Srbek; Jiri Sedmidubsky
Original assignee: Frantisek Srbek; Jiri Sedmidubsky
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Použití keramická hmoty na bázi jílů nebo hlín. Účelem vynálezu je využití méně kvalitních surovin pro výrobu pálených glazovaných obkládaček, glazovaných i glazovaných zdobených obkládaček. Tohoto účelu se dosáhne použitím keramické hmoty na bázi jílů nebo hlín, obsahujících 20 až 80 hmot. % jílů nebo hlín na 20 až 80 hmot. % elektrárenských popílků.Use of ceramic mass based on clays or loams. The purpose of the invention is to utilize lower quality raw materials for the production of fired glazed tiles, glazed and glazed decorated tiles. This purpose is achieved by using a ceramic mass based on clays or loams, containing 20 to 80 wt. % clays or loams on 20 to 80 wt. % power plant fly ash.

Description

Vynález se týká způsobu výroby pálených glazovaných obklédaček, glazovaných i glazovaných zdobených dlaždic z keramické hmoty na bázi kaolinitických jílů nebo illitických či montmorillonitových hlín a elektrárenského popílku mletím hmoty za mokra s následným vysušením.The invention relates to a method of producing fired glazed tiles, glazed and glazed decorated tiles from ceramic material based on kaolinitic clays or illitic or montmorillonite clays and power plant fly ash by wet grinding of the material with subsequent drying.

Pro výrobu keramických obklédaček nebo dlaždic se dosud používá standardních hmot tvořených pojivém, jako jsou různé kombinace kaolinů nebo jílů, ostřené například mletým křemenem nebo páleným šamotem a tavivem,jako je živec, pegmatit, znělec, dolomit, vápenec.For the production of ceramic tiles or tiles, standard materials consisting of a binder, such as various combinations of kaolins or clays, sharpened, for example, with ground quartz or burnt fireclay and flux, such as feldspar, pegmatite, feldspar, dolomite, limestone, are still used.

Vysoce kvalitní kaolitické, bíle se pálící jíly nesmí obsahovat žádné nečistoty, musí mít so nejnižší obsah barvicích kysličníků s minimálním obsahem spalitelných látek.High-quality kaolitic, white-burning clays must not contain any impurities, must have the lowest content of coloring oxides with a minimum content of combustible substances.

Jíly musí být alespoň středně žárovzdorné, ale slinující při nízké teplotě. Získávání a vý roba ostřiva'představuje těžbu surovin, nákladnou úpravu drcením mletím i značnou spotřebu tepelné energie pro získání páleného šamotu. Obdobné problémy vznikají i při získávání potřebného taviva.Clays must be at least moderately refractory, but sinter at low temperature. The acquisition and production of fireclay involves the extraction of raw materials, expensive processing by crushing and grinding, and a significant consumption of thermal energy to obtain fired fireclay. Similar problems arise in obtaining the necessary flux.

Tyto dosud známé hmoty, používané při výrobě obklédaček nebo dlaždic, mají řadu předností, zejména v tom, že vzájemnou kombinací různě barevně se pálících jílů a hlín, lze získat pestré barevné odstíny režných, to je neglazovaných dlaždic. V současná době se však barevnost přenáší na glazury, nebol glazované obkládané i podlahové materiály jsou stéle více požadovány z hlediska hygienického.These previously known materials, used in the production of tiles or tiles, have a number of advantages, especially in that by combining clays and loams fired in different colors, it is possible to obtain colorful shades of unglazed tiles. However, nowadays the color is transferred to glazes, because glazed tiles and floor materials are increasingly demanded from a hygienic point of view.

Pro dosud známé a používané výrobní hmoty je však třeba kvalitních jílů, hlín a taviv, které jsou v současné době stéle více nedostatkovým a hospodářsky cenným materiálem. Těžením jílů a hlín se stéle spotřebovává cenné zemědělská produktivní půda.However, for the production materials known and used so far, high-quality clays, loams and fluxes are needed, which are currently in short supply and economically valuable materials. The extraction of clays and loams consumes valuable agriculturally productive land.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob výroby pálených glazovaných obklá daček, glazovaných i glazovaných zdobených dlaždic z keramické hmoty na bázi kaolinitýoh jílů nebo illitických či montmorillonitových jílů nebo hlín a elektrárenského popílku mletím hmoty za mokra s následným sušením. Jeho podstata spočívá v tom, že se použije hmota, obsahující uvedené jíly nebo hlíny v hmotnostní koncentraci 20 až 80 % na 20 až 80 % elektrárenských popílků s hmotnostní koncentrací do 2 % uhlíku při jedno- nebo dvoužérovém výpalu.The above-mentioned shortcomings are eliminated according to the invention by a method of producing fired glazed tiles, glazed and glazed decorated tiles from ceramic mass based on kaolinite clays or illitic or montmorillonite clays or clays and power plant ash by wet grinding of the mass with subsequent drying. Its essence lies in the fact that a mass containing the above-mentioned clays or clays in a mass concentration of 20 to 80% on 20 to 80% of power plant ash with a mass concentration of up to 2% carbon is used in a single- or double-fired firing.

Hlavní přednost řešení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje zužitkování zcela odpadních průmyslových produktů, jako jsou elektrárenské popílky, vznikající spalováním pevných paliv a nadložní jíly odpadající při povrchové těžbě uhlí.The main advantage of the solution according to the invention is that it enables the utilization of completely waste industrial products, such as power plant fly ash, generated by the combustion of solid fuels and overburden clays waste during surface coal mining.

Stávající technologii přípravy lisovacích hmot lze aplikovat v plném rozsahu. Vzhledem k jemnosti výchozích surovin lze dobu mletí za mokra v kulových mlýnech zkrátit o třetinu oproti běžně používané době. To představuje další úsporu elektrické energie.The existing technology for preparing molding materials can be applied to its full extent. Due to the fineness of the starting materials, the wet grinding time in ball mills can be reduced by a third compared to the time normally used. This represents a further saving of electrical energy.

Bylo totiž zjištěno, že obzvláště vhodná pro výrobu keramických obkladů a dlaždic je keramické hmota obsahující uvedené jíly nebo hlíny v hmotnostní koncentraci 20 až 80 % na 20 až 80 % elektrárenských popílků s hmotnostní koncentrací do 2 % uhlíku, které se jako úlet zachycují na filtrech a většinou vodou splavují do investičně velice draze budovaných sedimentačních nádrží - odkálišl.It was found that ceramic mass containing the above-mentioned clays or loams in a mass concentration of 20 to 80% on 20 to 80% power plant fly ash with a mass concentration of up to 2% carbon, which is captured as drift on filters and usually washed away with water into sedimentation tanks - sludge tanks - which are built at a very high investment cost.

Tyto popílky jsou v podstatě vypálené jílové nebo jiné materiály, které vlivem vysoké spalovací teploty se roztavily do tvaru kuliček převážně dutých. Difraktogramy dokazují, že tyto popílky jsou různé hlinitokřemičitá skla, která obsahují pouze asi 10 až 30 % krystalických fází například křemene, magnelitu, mullitu, cristobalitu a diopsidu.These ashes are essentially fired clay or other materials that, due to the high firing temperature, have melted into the shape of mostly hollow spheres. Diffractograms show that these ashes are various aluminosilicate glasses that contain only about 10 to 30% of crystalline phases such as quartz, magnelite, mullite, cristobalite and diopside.

Podle vynálezu se totiž získá po výpalu nad 1 000 °C zcela odlišné fázové složení, nebol obsahuje regulovatelné množství cristobalitu a jen velmi málo volného křemene.According to the invention, after firing above 1,000 °C, a completely different phase composition is obtained, as it contains a controllable amount of cristobalite and only very little free quartz.

Standardní hmota obsahuje po výpalu jako hlavní krystalické fáze křemen a anortit. Množství cristobalitu lze regulovat množstvím elektrárenského popílku, vypalovací teplotou a dobou působení maximální vypalovací teploty.The standard mass contains quartz and anorthite as the main crystalline phases after firing. The amount of cristobalite can be controlled by the amount of power plant fly ash, firing temperature and the time of exposure to the maximum firing temperature.

Vzniklé fázové složení ovlivňuje bezprostředně vlastnosti výrobku po výpalu, což se projevuje hlavně zvýěením pevnosti, při vyhovující odolnosti k néhlým zrněném teploty podle Harkorta. Příznivý průběh křivky délkových změn, které nevykazuje žédné velké zlomy, odpovídající modifikafiním přeměnám krystalických fází, spojených s objemovou změnou, předurčuje použít hmotu k rychlému výpalu.The resulting phase composition directly affects the properties of the product after firing, which is mainly manifested in an increase in strength, with satisfactory resistance to sudden temperature changes according to Harkort. The favorable course of the length change curve, which does not show any large breaks, corresponding to the modification transformations of the crystalline phases, associated with the volume change, predetermines the use of the material for rapid firing.

Pokud jde o fázové složení po výpalu, lze konstatovat, že hlavní rozdíl spočívá v tom, že standardní hmota obsahuje jako jedna z krystalických fází volný křemen, který se projevuje modifikační přeměnou mezi 500 až 600 °C, zatímco v dlaždicích nebo obklédačkéch s elektrárenským popílkem volný křemen není obsažen prakticky vůbec, ale je přítomen cristobalit, vzniklý ze skelné fáze popílku projevující se modifikační přeměnou mezi 150 až 200 °C.Regarding the phase composition after firing, it can be stated that the main difference lies in the fact that the standard mass contains free quartz as one of the crystalline phases, which is manifested by a modification transformation between 500 and 600 °C, while in tiles or wall tiles with power plant ash, free quartz is practically not contained at all, but cristobalite is present, formed from the glass phase of the ash, which is manifested by a modification transformation between 150 and 200 °C.

Tlm, že hmota obsahuje značné množství již jednou vypálené fáze - popílku, je možno výrobky glazovat po vysušení a vypálit je potom v jednom žáru. To představuje značnou úsporu tepelné energie, nebot doba pálení se zkrátí například ze 110 hodin na 3 hodiny.Since the mass contains a significant amount of the already fired phase - fly ash, it is possible to glaze the products after drying and then fire them in one firing. This represents a significant saving of thermal energy, as the firing time is reduced from, for example, 110 hours to 3 hours.

Pokud jde o porovnání s dosud používanými hmotami, obsahujícími jíly a elektrárenské popílky, projevují se tyto vysokou nasákavostí při běžných vypalovacích teplotách cca 950 °C používaných v cihlářském průmyslu.When compared to the materials used so far, containing clays and power plant ash, these exhibit high water absorption at common firing temperatures of approximately 950 °C used in the brick industry.

Tyto hmoty se běžně používají pro výrobu zdicích materiálů, jako cihel, tvarovek a cihlových bloků. Elektrárenský popílek zde působí jako ostřivo a snižuje pláštičnost použitého jílu nebo hlíny. V žádném případě nedochází ke vzniku cristobalitu.These materials are commonly used for the production of masonry materials such as bricks, shaped pieces and brick blocks. The power plant fly ash acts as a grinding agent and reduces the plasticity of the clay or loam used. In no case does cristobalite form.

Vynález je blíže popsán na dále uvedených příkladech provedení:The invention is described in more detail in the following exemplary embodiments:

PřikladlExample

Použitím hmotnostní koncentrace 60 % elektrárenského popílku s hmotnostní koncentrací 1,5 % uhlíku a 40 % kaolitického jílu byla rozemletím za mokra v kulovém mlýně a rozprašovacím sušením získána hmota pro lisování glazovaných dlaždic. Glazura byla nanesena po přežahu nebo na výlisek po vysušení a vypálena při teplotě 1 060 °C. Výrobky vykazovaly pevnost v ohybu průměrně 30 MPa a nasákavost 12 %.Using a mass concentration of 60% fly ash with a mass concentration of 1.5% carbon and 40% kaolitic clay, a mass for pressing glazed tiles was obtained by wet grinding in a ball mill and spray drying. The glaze was applied after over-firing or on the pressing after drying and fired at a temperature of 1,060 °C. The products showed an average flexural strength of 30 MPa and an absorption of 12%.

Příklad 2Example 2

Použitím hmotnostní koncentrace 50 % elektrárenského popílku s uhlíkem v hmotnostní koncentraci 1,4 % a 50 % illitické hlíny byla rozemletím za mokra v kulovém mlýně a rozprašovacím sušením získána hmota pro lisování keramických dlaždic. Glazura byla nanesena po přežahu nebo na výlisek po vysušení a vypálena při teplotě 1 060 °C. Výrobky vykazovaly pevnost v ohybu průměrně 45 MPa a nasákavost 8 % hmot.Using a mass concentration of 50% power plant fly ash with a mass concentration of 1.4% carbon and 50% illitic clay, a mass for pressing ceramic tiles was obtained by wet grinding in a ball mill and spray drying. The glaze was applied after over-firing or on the pressing after drying and fired at a temperature of 1,060 °C. The products showed an average flexural strength of 45 MPa and an absorption of 8% by weight.

Porovnání vlastností hmoty podle vynálezu v příkladu 1 a hmoty standardní ukazuje následující tabulka:A comparison of the properties of the material according to the invention in Example 1 and the standard material is shown in the following table:

TabulkaTable

Hmota podle vynálezu Material according to the invention Hmota Mass standardní standard 3 3 smrštění pálením % burning shrinkage % 1 1 12 až 14 12 to 14 nasákavost % hmot. absorbency % wt. nad above 16 16 24 24 pevnost v ohybu bez glazury MPa flexural strength without glaze MPa 10 10 30 30 pevnost v ohybu s glazurou MPa flexural strength with glaze MPa 12 12 0,56 % 125 0.56% 125 vlhkostní nárůst odolnost k náhlým změnám teploty podle Harkorta °C humidity increase resistance to sudden temperature changes according to Harkort °C 0,56 % 125 0.56% 125 7,83 7.83 koeficient teplotní roztaživosti mm. °C . 10^-6 20 až 200 coefficient of thermal expansion mm. °C . 10 ^-6 20 to 200 7,06 7.06 20 až 300 20 to 300 5,27 5.27 6,95 6.95 20 až 400 20 to 400 5,69 5.69 6,89 6.89 20 až 500 20 to 500 6,19 6.19 6,81 6.81 20 až 600 20 to 600 7,19 7.19 6,31 6.31 20 až 700 20 to 700 6,72 6.72

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the production of baked glazed tiles, glazed and glazed decorated ceramic tiles based on kaolinitic clays or illitic or montmorillonite clays and power fly ash by wet grinding followed by drying, characterized in that a mass containing said clays or clays in the clay is used. a weight concentration of 20 to 80% to 20 to 80% of power plant fly ash with a weight concentration of up to 2% carbon in a single or double heat firing.