RU2070175C1

RU2070175C1 - Raw material mixture for production of silicate brick

Info

Publication number: RU2070175C1
Authority: RU
Inventors: Г.П. Попов; С.Ф. Строкатова
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1996-12-10

Abstract

FIELD: building materials production. SUBSTANCE: proposed mixture contains (%): calcium-magnesium lime (content of MgO in it being 50-85 %) 5-10, quartz sand 70-80 and bischofite 15-20. Compressive strength thus obtained brick is 45-46.2 MPa, autoclave treatment is carried out at 155 C. EFFECT: improves quality of desired product. 2 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении силикатного кирпича и других изделий. The invention relates to the building materials industry and can be used in the manufacture of silicate brick and other products.

Известна сырьевая смесь следующего состава, мас. Known raw material mixture of the following composition, wt.

Известь 2-5
Тонкодисперсные отходы от обогащения железистых кварцитов 3-6
Песок из отходов от обогащения железистых кварцитов 7-14
Известковые отходы от различных машин при производстве чугунных отливок
5-15
Кварцевый песок Остальное (1)
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной сырьевой смеси для приготовления кирпича, относится то, что для помола требуется много времени (12-15 ч), высокая температура и длительность автоклавной обработки, большой расход воды, трудоемкость доставки предлагаемых компонентов, которые все в твердой фазе.Lime 2-5
Fine waste from the enrichment of ferruginous quartzites 3-6
Sand from waste from the enrichment of ferruginous quartzites 7-14
Lime waste from various machines in the production of iron castings
5-15
Quartz sand Other (1)
The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known raw material mixture for making bricks include the fact that grinding requires a lot of time (12-15 hours), high temperature and duration of autoclave treatment, high water consumption, the complexity of delivery of the proposed components, which all in solid phase.

Известна сырьевая смесь, содержащая в своем составе следующие компоненты, мас. Known raw mix containing in its composition the following components, wt.

Магнезиальная карбонатная порода 20-30
Кальциево-магниевая известь 1-20
Магнийсодержащая соль из группы: сульфаты, фториды, хлориды, бромиды магния 0,05-1,5
нефелиновый шлам Остальное (2).Magnesian carbonate rock 20-30
Calcium Magnesium Lime 1-20
Magnesium-containing salt from the group: sulfates, fluorides, chlorides, magnesium bromides 0.05-1.5
nepheline sludge Else (2).

Наиболее близкой к заявленной является сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кальциево-магниевую магниевую известь с содержанием MgO до 40% 8-12% и кварцевый песок остальное (3). Closest to the claimed is a raw material mixture for the manufacture of silicate brick, including calcium-magnesium magnesium lime with an MgO content of up to 40% 8-12% and the rest quartz sand (3).

Недостатком известных смесей является невозможность использования сырья с большим содержанием MgO, задачей заявленного изобретения является снижение себестоимости получаемого кирпича за счет использования природного сырья - бишофита и кальциево-магниевой извести с повышенным содержанием MgO, остающейся после обогащения по СаО. A disadvantage of the known mixtures is the impossibility of using raw materials with a high MgO content, the objective of the claimed invention is to reduce the cost of the resulting brick by using natural raw materials - bischofite and calcium-magnesium lime with a high MgO content remaining after CaO enrichment.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кальциево-магниевую известь и кварцевый песок, содержит кальциево-магниевую известь с содержанием MgO 50-85% и дополнительно бишофит при следующем соотношении компонентов, мас. The problem is solved in that the raw material mixture for the manufacture of silicate brick, including calcium-magnesium lime and quartz sand, contains calcium-magnesium lime with an MgO content of 50-85% and additional bischofite in the following ratio of components, wt.

Указанная кальциево-магниевая известь 5-10
Кварцевый песок 70-80
Бишофит (на сухое) 15-20
При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат: улучшение технологичности процесса за счет снижения времени и температуры автоклавирования, использования природного сырья бишофита, что позволяет получать силикатный кирпич высокой прочности и с низким водопоглощением, а также расширения номенклатуры кальциево-магниевых руд за счет увеличенного содержания MgO.Specified calcium-magnesium lime 5-10
Quartz sand 70-80
Bischofite (dry) 15-20
When implementing the invention, the following technical result can be obtained: improving the processability by reducing the time and temperature of autoclaving, using natural bischofite raw materials, which allows to obtain silicate brick of high strength and low water absorption, as well as expanding the range of calcium-magnesium ores due to the increased content MgO.

Cоставы известной и предлагаемой сырьевых смесей, приведены в табл. 1. The compositions of the known and proposed raw material mixtures are given in table. 1.

В промышленности для получения силикатного кирпича используют кальциево-магниевые руды с большим содержанием оксида кальция. Руды, содержащие большой процент оксида магния, непригодны для получения силикатного кирпича, так как присутствие MgO вследствие его неполного гашения снижает качество изделия. Поэтому приходится много руды обогащать либо часть руды сбрасывать в отвал, что приводит к перерасходу сырья и энергии. In industry, calcium-magnesium ores with a high content of calcium oxide are used to produce silicate bricks. Ores containing a large percentage of magnesium oxide are unsuitable for producing silicate brick, since the presence of MgO due to its incomplete quenching reduces the quality of the product. Therefore, it is necessary to enrich a lot of ore or dump part of the ore into the dump, which leads to an overuse of raw materials and energy.

В предлагаемом изобретении кальциево-магниевая известь в своем составе содержит MgO в пределах (50-85%). Введение бишофита ликвидирует отмеченный выше недостаток поскольку оксид магния с бишофитом (77% MgCl₂) образует цемент Сорреля, который заполняет поры между зернами песка, повышая компактность упаковки частиц сырьевой смеси и прочность изделия.In the present invention, calcium-magnesium lime in its composition contains MgO in the range (50-85%). The introduction of bischofite eliminates the drawback noted above, since magnesium oxide with bischofite (77% MgCl ₂ ) forms Sorrel cement, which fills the pores between the grains of sand, increasing the compactness of the packing of particles of the raw mix and the strength of the product.

Установлено, что в результате взаимодействия хлорида магния, входящего в состав бишофита, МgO и кварцевого песка образуется композиция, обладающая вяжущими свойствами, которая обеспечивает прочность силикатного кирпича (табл. 2). It was established that as a result of the interaction of magnesium chloride, which is part of bischofite, MgO, and quartz sand, a composition is formed with astringent properties, which ensures the strength of silicate brick (Table 2).

Бишофит ГОСТ 7759-73 в своем составе содержит следующие составляющие соли в мас. в 1 л воды
MgCl₂ 77,5
KCl 0,02
CaSO₄ 1,67
CaCl₂ 7,4
CaCO₃ 0,05
Br₂ 0,10
MgBr₂ 13,21
В отношении Т:Ж колеблется 1:1 и в пределах равен 1, т.е. в 1 м³ бишофита примерно 500 кг твердых солей и 50 кг воды. Поэтому применение бишофита сразу решает два вопроса: во-первых, в состав шликера вводятся необходимые соли (МgCl₂), во-вторых, привносится вода. Однако, так как общее соотношение Т: Ж во всей сырьевой смеси 5/1 4/1, то приходится добавлять 1-10% воды, что обеспечит пластичность сырьевой смеси.Bischofite GOST 7759-73 in its composition contains the following salt components in wt. in 1 liter of water
MgCl ₂ 77.5
KCl 0.02
CaSO ₄ 1.67
CaCl ₂ 7.4
CaCO ₃ 0.05
Br ₂ 0.10
MgBr ₂ 13.21
In relation to T: W, it fluctuates 1: 1 and is within the range of 1, i.e. in 1 m ³ bischofite, approximately 500 kg of solid salts and 50 kg of water. Therefore, the use of bischofite immediately solves two issues: firstly, the necessary salts (MgCl ₂ ) are introduced into the slurry, and secondly, water is introduced. However, since the total T: W ratio in the whole raw mix is 5/1 4/1, it is necessary to add 1-10% water, which will ensure the plasticity of the raw mix.

Использование бишофита, содержащего соли магния, кальция, позволяет интенсифицировать процесс автоклавного твердения смеси. При этом идет частичный процесс самотвердения сырьевой массы, что позволяет снизить давление при прессовании до 10 МПа. The use of bischofite containing magnesium salts of calcium, allows to intensify the process of autoclave hardening of the mixture. In this case, there is a partial process of self-hardening of the raw material mass, which allows to reduce the pressure during pressing to 10 MPa.

Применение бишофита объясняется тем, что это природный материал, находящийся в жидкой фазе, содержащей по массе 50% сухого вещества, легко добываемого через скважину из недр Земли и, самое главное, содержащий порядка 77% MgCl₂ по массе.The use of bischofite is explained by the fact that it is a natural material located in the liquid phase, containing 50% by weight of dry matter, easily extracted through the borehole from the bowels of the Earth and, most importantly, containing about 77% MgCl ₂ by weight.

Бишофит материал, не требующий дополнительной обработки, что значительно экономит энергию, идущую на помол, приготовление сырьевой смеси, что делает процесс экономически выходным и технически целесообразным. Транспортировка его осуществляется перекачкой по трубопроводу или в различных емкостях, что также ведет к экономии. За счет бишофита снижается себестоимость приготовления изделия. Bischofite is a material that does not require additional processing, which significantly saves the energy spent on grinding, preparing the raw mix, which makes the process economically viable and technically feasible. Its transportation is carried out by pumping in a pipeline or in various containers, which also leads to savings. Due to bischofite, the cost of preparing the product is reduced.

Введение кварцевого песка в состав сырьевой смеси в пределах 70-80% необходимо для получения качественного изделия. The introduction of quartz sand in the composition of the raw material mixture in the range of 70-80% is necessary to obtain a quality product.

При добавлении в сырьевую смесь песка больше 80% и меньше 60% она теряет свои свойства. When sand is added to the raw material mixture more than 80% and less than 60%, it loses its properties.

Выбранные пределы бишофита 15-20 мас. позволяет получить изделия с высокой прочностью и низким водопоглощением и в то же время экономить воду. The selected limits of bischofite 15-20 wt. allows you to get products with high strength and low water absorption and at the same time save water.

При выходе за указанные пределы бишофита в составе сырьевой смеси снижается качество полученного силикатного кирпича. When going beyond the specified limits of bischofite in the composition of the raw material mixture, the quality of the obtained silicate brick decreases.

Полученный по изобретению силикатный кирпич обладает высокой прочностью и низким водопоглощением (ГОСТ 379-79). The silicate brick obtained according to the invention has high strength and low water absorption (GOST 379-79).

Таким образом, рекомендуемое введение бишофита кальциево-магниевой извести является необходимым и достаточным для улучшения технологичности способа получения силикатного кирпича и снижение затрат на его изготовление. Thus, the recommended introduction of bischofite calcium-magnesium lime is necessary and sufficient to improve the manufacturability of the method of producing silicate brick and reduce the cost of its manufacture.

Имеющийся в составе бишофита помимо хлористого магния целый ряд компонентов МgBr, CaCl₂ также оказывает влияние на протекание процесса получения кирпича.Apart from magnesium chloride, bischofite contains a number of components of MgBr, CaCl _{2 and} also affects the course of the brick production process.

Следовательно, изобретение соответствует требованию новизна по действующему законодательству. Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений. С целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата. Therefore, the invention meets the requirement of novelty under applicable law. To verify compliance of the invention with the requirement of inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions. In order to identify signs that match the features of the invention that are distinctive from the prototype, the results of which show that the invention does not explicitly follow from the prior art for a specialist, since the effect of the transformations provided for by the essential features of the invention on the achievement of a technical result is not revealed from the prior art .

Следовательно, изобретение соответствует требованию изобретательский уровень по действующему законодательству. Therefore, the invention meets the requirement of inventive step under current law.

По предлагаемому способу для приготовления сырьевой смеси использовали кальциево-магниевую известь переменного состава (MgO 50-85%), песок кварцевый (ГОСТ 2138-84), бишофит (ГОСТ 7759-73). Составляющие твердые компоненты сырьевой смеси загружают в шаровую мельницу и измельчают. Затем добавляют бишофит. При этом сокращаются сроки гашения, а также получается пластичная масса для изготовления сырца. Образцы формуют под давлением 10 МПа. Гидротермальную обработку образцов проводят в автоклаве при давлении пара 0,8 МПа и температуре 155^oС по режиму 2 ч подъем температуры, 3 ч выдержка, 2 ч сброс давления (2+3+2).According to the proposed method for the preparation of the raw material mixture used calcium-magnesium lime of variable composition (MgO 50-85%), quartz sand (GOST 2138-84), bischofite (GOST 7759-73). The solid components of the raw material mixture are loaded into a ball mill and ground. Then add bischofite. At the same time, the cancellation period is reduced, and also a plastic mass is obtained for the manufacture of raw. Samples are molded under a pressure of 10 MPa. Hydrothermal processing of the samples is carried out in an autoclave at a vapor pressure of 0.8 MPa and a temperature of 155 ^o With the regime of 2 hours temperature rise, 3 hours exposure, 2 hours pressure relief (2 + 3 + 2).

Предлагаемый состав сырьевой смеси позволяет по сравнению с прототипом:
использовать дешевый природный материал бишофит, содержащий необходимые соли для приготовления сырьевой смеси и придания прочности изделию,
бишофит содержит воду, необходимую для приготовления сырьевой смеси, снижает энергетические затраты на помол, позволяет использовать богатые оксидом магния природные руды, ранее не пригодные для получения силикатного кирпича, снижает температуру автоклавного процесса на 45^oС по сравнению с прототипом, снижает время протекания автоклавного процесса, позволяет получить силикатный кирпич высокой прочности и с низким водопоглощением (табл. 2), расширить сырьевые ресурсы, а также снизить себестоимость изделия.The proposed composition of the raw mix allows in comparison with the prototype:
use cheap natural bischofite material containing the necessary salts to prepare the raw mix and give strength to the product,
bischofite contains water necessary for the preparation of the raw material mixture, reduces energy costs for grinding, allows the use of natural ores rich in magnesium oxide, previously unsuitable for producing silicate brick, reduces the temperature of the autoclave process by 45 ^o C compared with the prototype, reduces the time of the autoclave process , allows you to get silicate brick of high strength and low water absorption (table. 2), to expand raw materials, as well as reduce the cost of the product.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно при производстве строительных материалов,
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления c помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов,
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.Thus, the above information indicates that when using the invention the following set of conditions:
means embodying the invention in its implementation, is intended for use in industry, namely in the production of building materials,
for the invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed,
means embodying the invention in its implementation, is able to ensure the achievement of a technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.

Claims

1. The raw material mixture for the manufacture of silicate brick, including calcium-magnesium lime and quartz sand, characterized in that it contains calcium-magnesium lime with an MgO content of 85% and additionally bischofite in the following ratio of components, wt.

Calcium Magnesium Lime 5 10
Quartz sand 70 80
Bischofite (dry) 15 20