RU2130912C1

RU2130912C1 - Crude mix and method of manufacturing wall ceramics

Info

Publication number: RU2130912C1
Application number: RU97117003A
Authority: RU
Inventors: М.А. Садович; Н.А. Лохова; О.Е. Волкова; Е.И. Яковлев
Original assignee: Братский Индустриальный Институт
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: mix containing 23-41 wt % of "gliezha" and 77-59 wt % of microsilica is molded, dried, baked at 900- 950 C, and baked products are additionally moistened. EFFECT: increased strength of baked products. 2 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления стеновых изделий. The present invention relates to the production of building materials and can be used for the manufacture of wall products.

Известна сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, включающая отводы производства ферросилиция, суглинок и химическую добавку [1]. Однако изделия из предложенной массы характеризуются высокой средней плотностью, а следовательно, ухудшенными теплозащитными свойствами. Known raw mix for the manufacture of ceramic products, including taps for the production of ferrosilicon, loam and a chemical additive [1]. However, products from the proposed mass are characterized by a high average density, and therefore, deteriorated heat-shielding properties.

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 обожженных изделий. The closest to the proposed raw mix in terms of technical nature and the achieved effect is the raw mix, including, wt.%: 60 ... 85% dry ash of Tom-Usinsky state district power station and 40 ... 15% of fine ferrosilicon waste [2]. The disadvantage of this mixture is the relatively low strength of the calcined products.

Изобретением решается задача повышения прочности обожженных изделий. The invention solves the problem of increasing the strength of the calcined products.

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 - 23-41
Микрокремнезем производства кристаллического кремния - 77-59
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.The technical result is achieved by the fact that in the raw material mixture silica fume is used microsilica for the production of crystalline silicon, and as an aluminosilicate component is gliezha in the following ratio of components, wt.%:
Glieži - 23-41
Silica fume production of crystalline silicon - 77-59
Silica fume production of crystalline silicon is a large tonnage waste, most of which currently does not find any rational use. The specific surface of silica fume is more than 25 thousand cm ² / g.

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 шламохранилища. The predominant particle size of this waste is 0.1 ... 3 microns. According to the existing technological scheme, silica fume is deposited in electrostatic precipitators of the gas treatment system of melting furnaces for the production of crystalline silicon, and then it is removed as an aqueous suspension in sludge storage facilities.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является аморфным материалом и имеет следующий химический состав, мас.%:
SiO₂ - 90 - 95
Al₂O₃ - До 0,8
Fe₂O₃ - До 0,8
CaO - До 1,6
MgO - До 1,2
K⁺ - До 0,25
Na⁺ - До 0,06
SiC - До 5
Сообщ. - До 9
п.п.п. - До 20
Высокая удельная поверхность и аморфное состояние микрокремнезема обуславливают 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.Silica fume produced by crystalline silicon is an amorphous material and has the following chemical composition, wt.%:
SiO ₂ - 90 - 95
Al ₂ O ₃ - Up to 0.8
Fe ₂ O ₃ - Up to 0.8
CaO - Up to 1.6
MgO - Up to 1.2
K ⁺ - Up to 0.25
Na ⁺ - Up to 0.06
SiC - Up to 5
Message - Until 9
p.p.p. - Up to 20
The high specific surface and the amorphous state of silica fume cause its high chemical activity and lower temperatures of the reactions that occur during firing. The burning out of the carbon contained in the waste provides additional porization of the shard and reduction of fuel consumption for firing.

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. Glieži - natural burned rocks formed as a result of self-firing of coal-bearing rocks in natural conditions for a long time. Gliazhi, having a high content of dehydrated clay component, almost do not have a vitreous phase and carbonaceous impurities.

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
Σ - 100
Растворимый Al₂O₃ - 3,7
Частично разложившаяся и разупорядоченная структура глиежей, а также высокое содержание в них растворимых щелочей, оксидов алюминия, железа обуславливают активное взаимодействие глиежей и микрокремнезема с образованием силикатного расплава и формированием прочного керамического черепка.The chemical composition of the slides of the Kodinsky field, wt.%
SiO ₂ - 63.6
Al ₂ O ₃ - 18.4
Fe ₂ O ₃ - 7.2
CaO - 2.3
MgO - 1.9
SO ₃ - 0.13
TiO ₂ - 0.84
Na ₂ O - 1.43
K ₂ O - 3.7
p.p.p. - 0.5
Σ - 100
Soluble Al ₂ O ₃ - 3.7
The partially decomposed and disordered structure of the slabs, as well as the high content of soluble alkalis, aluminum oxides, and iron in them, determine the active interaction of the slabs and silica fume with the formation of a silicate melt and the formation of a durable ceramic crock.

Известен способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг изделий [1]. Однако изделия, изготовленные по этому способу, имеют относительно высокую среднюю плотность и ухудшенные теплозащитные характеристики. A known method of manufacturing ceramic products, including the preparation of a mixture, molding, drying and firing of products [1]. However, products made by this method have a relatively high average density and poor thermal performance.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ [2], включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг изделий при 1000^oC. Недостатками указанного способа являются повышенные затраты на обжиг и низкая прочность обожженных изделий.Closest to the proposed method according to the technical essence and the achieved effect is the method [2], which includes preparing the mixture, molding, drying and firing products at 1000 ^o C. The disadvantages of this method are the increased cost of firing and low strength of fired products.

Технический результат достигается тем, что изделия, изготовленные из предлагаемой смеси, обжигают при 900...950^oC и помещают во влажную среду.The technical result is achieved by the fact that products made from the proposed mixture are fired at 900 ... 950 ^o C and placed in a humid environment.

Пример 1. Example 1

Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода и глиежи Кодинского месторождения. For the preparation of the raw material mixture, silica fume is used to produce crystalline silicon from the Bratsk aluminum plant and the Kodinsky deposit slag.

Измельченные до размера частиц менее 1 мм глиежи смешивают с микрокремнеземом, после чего вводят воду в количестве, необходимом для получения шихты влажностью 16%. Содержание ингредиентов (в мас.%) в предлагаемых составах приведено в табл. 1 (составы N 1, 2, 3, см. в конце описания). 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.Grinded to a particle size of less than 1 mm are mixed with silica fume, after which water is added in the amount necessary to obtain a mixture with a moisture content of 16%. The content of ingredients (in wt.%) In the proposed compositions are given in table. 1 (compositions N 1, 2, 3, see the end of the description). From the obtained mixture by the method of semi-pressing at a compression pressure of 25 MPa, cylinder samples with a diameter of 40 mm are formed, which are dried at 100 ... 110 ^o C to constant weight and calcined at 1000 ^o C.

Для обожженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность при сжатии и рассчитывают коэффициент конструктивного качества. For fired products, the average density, water absorption, compressive strength are determined and the coefficient of structural quality is calculated.

Применение предлагаемой сырьевой смеси позволяет повысить прочность обожженных изделий в 2,1...2,7 раза при сохранении значений средней плотности. The use of the proposed raw material mixture can increase the strength of the calcined products in 2.1 ... 2.7 times while maintaining the average density.

Конкретные значения оцениваемых параметров по п. 1. приведены в табл. 1
Пример 2.The specific values of the estimated parameters according to claim 1. are given in table. 1
Example 2

Изделия, изготовленные по п. 1, высушивают при 100...110^oC до постоянной массы и обжигают при 900...950^oC. После обжига образцы увлажняют путем выдерживания в воде в течение суток.Products made according to claim 1, are dried at 100 ... 110 ^o C to constant weight and calcined at 900 ... 950 ^o C. After firing, the samples are moistened by soaking in water for 24 hours.

Для обожженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность при сжатии сухих и выдержанных в течение суток в воде изделий. For calcined products determine the average density, water absorption, compressive strength of dry and aged for 24 hours in water products.

Увлажнение обожженного материала приводит к гидратации низкоосновных минералов, образовавшихся в процессе обжига наряду с традиционной керамической составляющей, что в свою очередь обеспечивает дополнительный прирост прочности изделий при увлажнении. Moistening of the calcined material leads to hydration of low-base minerals formed during the firing process along with the traditional ceramic component, which in turn provides an additional increase in the strength of the products during wetting.

Конкретные значения оцениваемых параметров по п. 2 приведены в табл. 2 (см. в конце описания). The specific values of the estimated parameters according to p. 2 are given in table. 2 (see the end of the description).

Предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности изделий в 1,5...3,1 раза. The proposed method provides an increase in the strength of products by 1.5 ... 3.1 times.

Список источников информации
1. А.с. 1310366, МКИ C 04 B 33/100 - 1987. - N 18.List of sources of information
1. A.S. 1310366, MKI C 04 B 33/100 - 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. - 3. - с. 38. 2. Pak N.V., Artemova L.M., Makarov V.Ya., Shkolnikov P.V. Production of ceramic-ash stone and blocks from the ash of Tom-Usinsk State District Power Plant // Energy construction. - 1990. - 3. - p. 38.

Claims

1. The raw material mixture for the manufacture of wall ceramic products, including siliceous and aluminosilicate components, characterized in that it contains silica fume as a silica component in the form of pulverized waste from the production of crystalline silicon, and as an aluminosilicate component is clay powder in the following ratio of components, wt.% :
Glieži - 23 - 41
Silica fume - 77 - 59
2. A method of manufacturing wall ceramic products from a raw mix according to claim 1, including the preparation of the mixture, molding, drying and firing, characterized in that the products are fired at 900 - 950 ^o C and after firing are placed in a humid environment.