RU2197423C1 - Porous aluminosilicate material manufacture process - Google Patents

Porous aluminosilicate material manufacture process Download PDF

Info

Publication number
RU2197423C1
RU2197423C1 RU2002104052/12A RU2002104052A RU2197423C1 RU 2197423 C1 RU2197423 C1 RU 2197423C1 RU 2002104052/12 A RU2002104052/12 A RU 2002104052/12A RU 2002104052 A RU2002104052 A RU 2002104052A RU 2197423 C1 RU2197423 C1 RU 2197423C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
raw material
mixture
material mixture
microwave radiation
preceding paragraphs
Prior art date
Application number
RU2002104052/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Головенков
В.Л. Козликов
М.А. Маркевич
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Ярси"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Ярси"
Priority to RU2002104052/12A priority Critical patent/RU2197423C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2197423C1 publication Critical patent/RU2197423C1/en
Priority to PCT/RU2003/000054 priority patent/WO2003070637A1/en
Priority to AU2003235530A priority patent/AU2003235530A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/62655—Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/064—Natural expanding materials, e.g. clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: silicate materials technology. SUBSTANCE: preliminarily prepared raw meal containing naturally occurring clayey mineral and water is placed in mold, preliminarily dehydrated in high-frequency current source field, dried, and roasted, provided that preliminary dehydration is carried-out until moisture content reaches 22-24%, high-frequency current source is arranged such that direction of emission propagation coincides with predetermined orientation of axis of pores stretched in material, and drying is effected under infrared emission with wavelength 5- 10 mcm at 40-110 C. EFFECT: enabled manufacture of materials with uniform pores and improved working characteristics. 9 cl, 1 dwg, 8 ex

Description

Изобретение относится к области силикатных материалов, в частности к получению из природного сырья пористых материалов многоцелевого назначения, которые могут быть использованы, например, в качестве теплоизоляционных, конструкционных, строительных, а также в качестве носителей катализаторов и сорбентов в химической промышленности. The invention relates to the field of silicate materials, in particular to the production of porous multipurpose materials from natural raw materials, which can be used, for example, as heat-insulating, structural, building materials, as well as carriers of catalysts and sorbents in the chemical industry.

Традиционно пористые материалы изготавливают путем смешения исходных компонентов, по крайней мере, один из которых обладает свойством вспучивания при термообработке, затем увлажнения и формования смеси. Последние стадии процесса включают сушку и обжиг готовых изделий. При этом внимание разработчиков направлено на подбор составов шихты, с одной стороны, и на оптимизацию режимов на каждой стадии процесса, с другой стороны, таким образом, чтобы обеспечить определенную пористую структуру, которая в конечном итоге отвечает за эксплуатационные характеристики получаемого материала. Traditionally, porous materials are made by mixing the starting components, at least one of which has the property of expansion during heat treatment, then moistening and molding the mixture. The last stages of the process include drying and firing of finished products. At the same time, the attention of the developers is aimed at selecting the composition of the charge, on the one hand, and at optimizing the modes at each stage of the process, on the other hand, in such a way as to provide a certain porous structure, which ultimately is responsible for the operational characteristics of the obtained material.

Известен, например, способ изготовления силикатных изделий (DE, 3340440, 1985 г.), по которому неорганический гранулированный материал, в котором между гранулами имеются каналы для обеспечения протекания газа, смешивают с водной суспензией керамического вяжущего вещества. Водной суспензии берут в количестве, необходимом для полного обволакивания гранул, но так, чтобы упомянутые каналы оставались свободными. Полученную сырьевую смесь подвергают формованию, после чего отводят часть свободной воды путем адсорбции или химическим способом. Готовое изделие сушат и обжигают при температуре выше температуры спекания связующего, но ниже температуры размягчения гранул. For example, there is a known method for the manufacture of silicate products (DE, 3340440, 1985), in which an inorganic granular material in which there are channels between the granules for gas flow is mixed with an aqueous suspension of a ceramic binder. The aqueous suspension is taken in the amount necessary to completely envelop the granules, but so that the said channels remain free. The resulting raw material mixture is subjected to molding, after which part of the free water is removed by adsorption or by chemical means. The finished product is dried and fired at a temperature above the sintering temperature of the binder, but below the softening temperature of the granules.

Известен также способ получения пористых керамических изделий (DE, 4215123, 1992 г. ), по которому на стадии формования изделия предусмотрена деформация фасонной его части при помощи шликерного литья. При этом путем добавки в шликер известных веществ сжижения и связующих удается избежать проблем во всасывающих и не всасывающих пористых формах. Такой метод формования обеспечивает более высокое качество получаемых изделий по сравнению с методом прессования или вибрирования. There is also known a method for producing porous ceramic products (DE, 4215123, 1992), according to which, at the stage of forming the product, deformation of its shaped part by slip casting is provided. In this case, by adding known liquefying substances and binders to the slip, problems in suction and non-suction porous forms can be avoided. This molding method provides a higher quality of the products obtained in comparison with the method of pressing or vibrating.

Кроме проблем, возникающих на стадии формования изделий, исследователи обращают внимание на проблемы, связанные с температурным режимом стадий сушки и обжига. In addition to the problems that arise at the stage of molding products, researchers pay attention to the problems associated with the temperature regime of the stages of drying and firing.

Так, например, предложена экономичная установка (FR, 2496092, 1982 г.), позволяющая совместить процесс сушки и обжига за счет использования одновременно двух видов тепловой энергии: микроволновой, или топливной, или электрической, что позволяет осуществить очень быстрый процесс сушка-обжиг. For example, an economical installation is proposed (FR, 2496092, 1982), which allows combining the drying and firing process by using two types of thermal energy simultaneously: microwave, or fuel, or electric, which allows for a very fast drying-firing process.

Одной из задач получения качественного силикатного материала является задача формирования в силикатном материале определенной пористой структуры. One of the tasks of obtaining high-quality silicate material is the task of forming a certain porous structure in a silicate material.

Известен способ (RU, 2060238, 1996 г.), при котором смешивают следующие компоненты: жидкое стекло, растительное масло, двухкальциевый силикат, волокнистый наполнитель, медный купорос и этанол. Полученную сырьевую смесь укладывают в форму и удаляют избыточную жидкость путем уплотнения смеси. Сырьевую смесь выдерживают в форме в течение 24 часов и получают сырец. Затем в течение от 20 до 25 минут полученный сырец подвергают вспучиванию путем воздействия на него СВЧ-излучения при объемной плотности излучения 40 кВт/л и частоте 2,45 ГГц. A known method (RU, 2060238, 1996), in which the following components are mixed: liquid glass, vegetable oil, dicalcium silicate, fibrous filler, copper sulfate and ethanol. The resulting raw material mixture is placed in a mold and excess liquid is removed by compacting the mixture. The raw material mixture is kept in the form for 24 hours and get raw. Then, for 20 to 25 minutes, the resulting raw material is expanded by exposure to microwave radiation at a bulk radiation density of 40 kW / L and a frequency of 2.45 GHz.

Известен также способ получения пористого силикатного материала (RU, 2133718, 1999 г. ), при котором смешивают следующие компоненты: жидкое стекло, фторфосфат кальция, фторид алюминия в присутствии валкилбензолсульфатовой кислоты, которая обеспечивает вспенивание получаемой массы. Полученной массой заполняют форму и проводят термообработку СВЧ-излучением. Под действием СВЧ-излучения масса дополнительно вспучивается и приобретает требуемую пористую структуру. There is also known a method of obtaining a porous silicate material (RU, 2133718, 1999), in which the following components are mixed: water glass, calcium fluorophosphate, aluminum fluoride in the presence of valkylbenzenesulfate acid, which provides foaming of the resulting mass. The resulting mass is filled into a form and heat treatment is carried out with microwave radiation. Under the influence of microwave radiation, the mass additionally swells and acquires the required porous structure.

Подбор оптимального состава шихты и термообработка под действием СВЧ-излучения позволяют обеспечить высокую прочность материала, однако высокая стоимость исходных компонентов ограничивает использование вышеуказанных изобретений. The selection of the optimal composition of the charge and heat treatment under the action of microwave radiation can provide high strength material, however, the high cost of the starting components limits the use of the above inventions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ (RU, 2046770, 1995 г.), предусматривающий смешение исходных компонентов (глины, песка и воды), гомогенизацию смеси, заполнение формы сырьевой смесью, прессование смеси, предварительное частичное обезвоживание в микроволновом поле источника тока высокой частоты, окончательную сушку, обжиг в тоннельной печи и охлаждение. Способ предусматривает возможность введения различных функциональных добавок в исходную сырьевую смесь. The closest in technical essence and the achieved result is the method (RU, 2046770, 1995), which involves mixing the starting components (clay, sand and water), homogenizing the mixture, filling the mold with the raw mixture, pressing the mixture, preliminary partial dehydration in the microwave field of the source high-frequency current, final drying, firing in a tunnel oven and cooling. The method provides for the possibility of introducing various functional additives into the initial raw material mixture.

Способ позволяет получить высокопористое изделие с удовлетворительными физико-механическими свойствами, однако данный способ не обеспечивает получения материала, характеризующегося высокой однородностью пористой структуры, которая, в частности, является важной при использовании материала в качестве носителя катализатора или сорбента. Кроме того, однородная пористая структура обеспечивает высокие показатели прочности материала, а также более высокие теплоизоляционные свойства. The method allows to obtain a highly porous product with satisfactory physico-mechanical properties, however, this method does not provide a material characterized by high uniformity of the porous structure, which, in particular, is important when using the material as a catalyst or sorbent carrier. In addition, a uniform porous structure provides high strength characteristics of the material, as well as higher thermal insulation properties.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения пористого алюмосиликатного материала на основе природных компонентов, обеспечивающего однороднопористую структуру материала, что дает высокие эксплуатационные характестики материала при его многоцелевом использовании. The objective of the present invention is to provide a method for producing a porous aluminosilicate material based on natural components, providing a homogeneous porous structure of the material, which gives high performance characteristics of the material when it is used for many purposes.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения алюмосиликатного пористого материала, который включает в себя ряд операций, приготавливают сырьевую смесь из глинистого минерала и воды. Затем приготовленной сырьевой смесью заполняют формы и проводят предварительное обезвоживание смеси в поле источника СВЧ-излучения до влажности от 22 до 24%. При этом источник СВЧ-излучения располагают таким образом, чтобы направление распространения излучения совпадало с заданной ориентацией оси вытянутости пор в материале. Сушку проводят в потоке инфракрасного излучения с длинной волны от 5 до 10 мкм при температуре от 40 до 110oС. Последней операцией является обжиг готового изделия.The problem is solved in that in the method for producing aluminosilicate porous material, which includes a number of operations, a raw material mixture is prepared from clay mineral and water. Then the prepared raw material mixture is filled into the form and preliminary dehydration of the mixture is carried out in the field of the microwave radiation source to a moisture content of 22 to 24%. In this case, the microwave radiation source is positioned so that the direction of radiation propagation coincides with the specified orientation of the axis of elongation of the pores in the material. Drying is carried out in a stream of infrared radiation with a wavelength of from 5 to 10 microns at a temperature of from 40 to 110 o C. The last operation is the firing of the finished product.

Согласно предложенному способу предварительное обезвоживание под действием СВЧ-излучения можно проводить перед введением сырьевой смеси в форму либо после введения сырьевой смеси в форму. Предварительное обезвоживание позволяет поэтапно удалять воду из изделия, что приводит к снижению брака изделия в виде растрескивания. According to the proposed method, preliminary dehydration under the action of microwave radiation can be carried out before introducing the raw material mixture into the form or after introducing the raw mixture into the form. Preliminary dehydration allows phased removal of water from the product, which leads to a decrease in marriage of the product in the form of cracking.

Согласно предложенному способу сырьевую смесь вводят в форму с газопроницаемыми стенками или в форму с газонепроницаемыми стенками. Это позволяет получать изделие либо с гладкими стенками, либо с шероховатыми. According to the proposed method, the raw material mixture is introduced into a form with gas-permeable walls or in a form with gas-tight walls. This allows you to get the product either with smooth walls or with rough ones.

В сырьевую смесь можно дополнительно ввести перлит или вермикулит и/или выгорающие добавки, выбранные из ряда опилки, торф, угольная пыль. Эти добавки улучшают пористую структуру материала, так как выгораемые добавки при сушке изделия выгорают и оставляют поры, а перлит и вемикулит обладает эффектом вспучивания при нагреве, что также приводит к порообразованию. Perlite or vermiculite and / or burnable additives selected from a number of sawdust, peat, coal dust can be added to the raw material mixture. These additives improve the porous structure of the material, since burnable additives burn out and leave pores when the product is dried, while perlite and vemiculite have a swelling effect when heated, which also leads to pore formation.

Кроме того, согласно изобретению в сырьевую смесь можно дополнительно ввести глазуреобразующие вещества, что позволит получить изделие с глазурованными поверхностями. In addition, according to the invention, glaze-forming substances can be added to the raw material mixture, which will make it possible to obtain an article with glazed surfaces.

При осуществлении способа можно проводить заполнение формы сырьевой смесью послойно, при этом глазуреобразующие вещества вводят в сырьевую смесь верхнего слоя. When implementing the method, it is possible to carry out the filling of the form with a raw mix in layers, while glaze-forming substances are introduced into the raw mix of the upper layer.

Проведение процесса в соответствии с вышеизложенной совокупностью признаков обеспечивает однороднопористую структуру алюмосиликатного материала с заданным направлением вытянутости пор. The process in accordance with the above set of features provides a homogeneous porous structure of aluminosilicate material with a given direction of elongation of the pores.

Заявителю удалось получить материал, имеющий выраженную вытянутость пор по одной из осей заготовки, при этом условный диаметр пор составляет от 0,5 до 5,0 мм в зависимости от состава исходной сырьевой смеси, параметров СВЧ-излучения и режимов сушки в ИК-излучении. The applicant was able to obtain a material having a pronounced elongation of the pores along one of the axes of the billet, while the conditional pore diameter is from 0.5 to 5.0 mm, depending on the composition of the feed mixture, the parameters of the microwave radiation and the drying conditions in the infrared radiation.

Варьируя состав шихты, используемую форму, режим предварительного обезвоживания до влажности в пределах от 22 до 24%, а также температуру сушки, можно получать однороднопористые алюмосиликатные материалы с различными характеристиками и различного назначения: кирпичи, строительные панели, черепицу, теплоизоляционные изделия, носители катализаторов и сорбентов, пригодные для использования в высокотемпературных химических процессах, а также товары бытового назначения, облицовочные и декоративные материалы. By varying the composition of the charge, the form used, the pre-dewatering mode to a moisture content of 22 to 24%, as well as the drying temperature, it is possible to obtain homogeneous porous aluminosilicate materials with various characteristics and for various purposes: bricks, building panels, tiles, thermal insulation products, catalyst supports and sorbents suitable for use in high-temperature chemical processes, as well as household goods, facing and decorative materials.

Следует отметить, что полученные согласно способу материалы отличаются пониженным весом, низкой теплопроводностью и влагопоглащением при высоких прочностных характеристиках на уровне известных керамических материалов. При этом данный способ позволяет значительно снизить колличество изделий с браком. На поверхности и внутри получаемых изделий отсутствуют трещины, которые приводят к уменьшению срока службы изделий и их отбраковке. It should be noted that the materials obtained according to the method are characterized by reduced weight, low thermal conductivity and moisture absorption at high strength characteristics at the level of known ceramic materials. Moreover, this method can significantly reduce the number of products with marriage. There are no cracks on the surface and inside the resulting products, which lead to a decrease in the service life of the products and their rejection.

В связи с выраженной ориентацией пор изделия из такого материала в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации могут быть размещены как вдоль, так и перпендикулярно контактной поверхности, что позволяет варьировать свойствами изделий на основе пористого керамического материала. Due to the pronounced orientation of the pores, articles made of such a material, depending on the expected operating conditions, can be placed both along and perpendicular to the contact surface, which allows varying the properties of products based on porous ceramic material.

Изделия из пористого алюмосиликатного материала имеют выраженную вытянутость пор, при этом количество вытянутых пор составляет от 10 до 70% от общего числа пор, а их отношение длины поры к ее диаметру составляет от 1,1 до 20,0. Кроме этого, пористому материалу можно придать сложную геометрическую форму, например форму щелевого пятистенного кирпича, полого цилиндра с различной толщиной стенок, фигурной черепицы, изразцов. Изделия сложной геометрической формы с высокой удельной поверхностью невозможно получить в технологическом процессе, описанном в способе-прототипе. Products made of porous aluminosilicate material have a pronounced elongation of pores, while the number of elongated pores is from 10 to 70% of the total number of pores, and their ratio of pore length to its diameter is from 1.1 to 20.0. In addition, the porous material can be given a complex geometric shape, for example, the shape of a slotted five-walled brick, a hollow cylinder with different wall thicknesses, curly tiles, tiles. Products of complex geometric shape with a high specific surface cannot be obtained in the technological process described in the prototype method.

Количество добавок, вводимых в сырьевую смесь, составляет от 5 до 40% веса от массы сухой смеси. Введение таких веществ, как перлит, вермикулит, торф и т. п., позволяет снизить плотность материала и его теплопроводность практически без изменения прочностных характеристик материала. The amount of additives introduced into the raw mix is from 5 to 40% by weight of the dry mix weight. The introduction of substances such as perlite, vermiculite, peat, etc., can reduce the density of the material and its thermal conductivity with virtually no change in the strength characteristics of the material.

Кроме этого, пористый материал, полученный согласно данному способу, может иметь одну или несколько мелкопористых поверхностей при использовании формы с газопроницаемыми стенками. Мелкопористая поверхность улучшает внешний вид материала, снижает его влагопоглащение. Глубина слоя с мелкими порами может быть равной 5,0 мм. Диаметр пор при этом составляет от 0,5 до 1000 мкм. Мелкопористые поверхности такого типа невозможно получить в технологическом процессе, описанном в известном способе. In addition, the porous material obtained according to this method may have one or more finely porous surfaces when using a mold with gas permeable walls. Fine-porous surface improves the appearance of the material, reduces its moisture absorption. The depth of the shallow-pore layer may be 5.0 mm. The pore diameter in this case is from 0.5 to 1000 microns. Fine-porous surfaces of this type cannot be obtained in the technological process described in the known method.

Полученный пористый материал дополнительно может иметь одну или несколько глазурованных поверхностей, которые улучшают внешний вид изделия из этого материала, к тому же это приводит к снижению влагопоглащения. Состав шихты глазури, вводимой в исходную сырьевую смесь в процессе получения материала, может быть стандартным. The resulting porous material may additionally have one or more glazed surfaces that improve the appearance of the product from this material, in addition, this leads to a decrease in moisture absorption. The composition of the mixture of glaze introduced into the initial raw material mixture in the process of obtaining the material may be standard.

В качестве добавок для образования глазури на поверхности изделия можно использовать составы из следующих веществ: песок кварцевый, каолин, полевой шпат, нефелин, глинозем, мел, датолит, циркон, стекловолокно, стеклобой, пирофосфат натрия и другие известные вещества. Compositions of the following substances can be used as additives for the formation of glaze on the surface of the product: quartz sand, kaolin, feldspar, nepheline, alumina, chalk, datolite, zircon, fiberglass, cullet, sodium pyrophosphate and other known substances.

Кроме того, в материал можно вводить минеральные добавки, пигменты, придающие материалу и изделиям определенный цвет. По предложенному способу получения пористого материала можно на открытые поверхности формуемой смеси в начале процесса или после обработки СВЧ-излучением дополнительно нанести суспензию шихты глазури. Глазурованные поверхности такого типа невозможно получить в технологическом процессе, описанном в известном способе. In addition, mineral additives, pigments can be added to the material to impart a specific color to the material and products. According to the proposed method for producing a porous material, it is possible to additionally apply a suspension of a glaze mixture onto open surfaces of the moldable mixture at the beginning of the process or after processing with microwave radiation. Glazed surfaces of this type cannot be obtained in the technological process described in the known method.

В дальнейшем изобретение поясняется примерами конкретного выполнения и чертежом, на котором показано взаимное расположение источника СВЧ-излучения и получаемого изделия при осуществлении способа. The invention is further illustrated by examples of specific performance and the drawing, which shows the relative position of the microwave radiation source and the resulting product when implementing the method.

Пример 1. Природную глину бентонитового типа размельчают и просеивают. Затем мелкодисперсную глину смешивают с водой до достижения состояния формуемости смеси, при этом влажность смеси составит 65%. Из полученной смеси формуют необходимое изделие, например кирпич. Формование осуществляют любым из известных способов, например прессованием. При прессовании полученная заготовка теряет часть воды. Затем заготовку помещают в печь с источником СВЧ-излучения для предварительного обезвоживания. На чертеже показано, что заготовка 1 устанавливается в печь 2 с источником 3 СВЧ-излучения таким образом, что направление вытянутости пор совпадает с направлением изучения СВЧ (показано стрелкой). Для обработки выбирают СВЧ-излучение с удельной мощностью 1 КДж/см3 и частотой 5 МГц, обработку проводят в течение трех минут. После такой обработки влажность заготовки 1 составляет от 22 до 24%. Полученную пористую заготовку 1 сушат в потоке ИК-излучения с длиной волны 10 мкм при температуре от 90 до 110oС, а обжиг проводят при температуре от 1050 до 1150oС. Полученный таким способ кирпич имеет малый вес, гладкую поверхность при полном отсутствии трещин.Example 1. Natural clay of the bentonite type is crushed and sieved. Then finely dispersed clay is mixed with water until the formability of the mixture is reached, while the humidity of the mixture is 65%. The necessary product, for example, brick, is molded from the resulting mixture. The molding is carried out by any of the known methods, for example by pressing. When pressed, the resulting billet loses part of the water. Then the preform is placed in a furnace with a microwave source for preliminary dehydration. The drawing shows that the workpiece 1 is installed in the furnace 2 with a source 3 of microwave radiation in such a way that the direction of elongation of the pores coincides with the direction of study of the microwave (shown by arrow). For processing, choose microwave radiation with a specific power of 1 KJ / cm 3 and a frequency of 5 MHz, processing is carried out for three minutes. After this treatment, the moisture content of the workpiece 1 is from 22 to 24%. The obtained porous preform 1 is dried in a stream of infrared radiation with a wavelength of 10 μm at a temperature of from 90 to 110 o C, and firing is carried out at a temperature of from 1050 to 1150 o C. Thus obtained brick has a small weight, smooth surface with no cracks .

Пример 2-8. Пример 2 аналогичен примеру 1, за исключением того, что из керамической смеси сформирована теплозащитная плита; пример 3 - пятистенный кирпич; пример 4 - кирпич сформирован с добавлением перлита; пример 5 - элемент кирпичной кровли сформирован с введением в состав опилок, минеральных красящих веществ и в газопроницаемой форме; пример 6 - сырьевая сырьевая смесь вначале обработана СВЧ-излучением, а затем из нее сформировано изделие сложной формы; пример 7 - аналогичен примеру 1, за исключением того, что на формуемую массу нанесена суспензия шихты глазури и получена глазурованная плитка; пример 8 - аналогичен примеру 1, за исключением того, что сушку материала проводили ИК-излучением с длиной волны 5 мкм при температуре от 40 до 50oС.Example 2-8. Example 2 is similar to example 1, except that a heat shield is formed from the ceramic mixture; example 3 - five-walled brick; Example 4 - a brick is formed with the addition of perlite; example 5 - a brick roof element is formed with the introduction of sawdust, mineral dyes and in a gas-permeable form; example 6 - the raw material raw mix is first processed by microwave radiation, and then an article of complex shape is formed from it; example 7 is similar to example 1, except that the suspension mixture of the glaze is applied to the moldable mass and a glazed tile is obtained; example 8 is similar to example 1, except that the drying of the material was carried out by infrared radiation with a wavelength of 5 μm at a temperature of from 40 to 50 o C.

Представленные примеры не ограничивают получения материалов и изделий из них с другими заданными физико-механическими характеристиками. Все полученные материалы обладают однороднопористой структурой с заданной ориентацией вытянутых пор. The presented examples do not limit the production of materials and products from them with other specified physical and mechanical characteristics. All the materials obtained have a homogeneous porous structure with a given orientation of elongated pores.

Из приведенных данных следует, что заявляемый технический результат достигается в пределах условий, указанных в формуле изобретения. From the above data it follows that the claimed technical result is achieved within the conditions specified in the claims.

Таким образом, предложенный способ позволяет получать высокопористые материалы с высоким сроком службы и хорошими физико-механическими свойствами. Наличие мелкопористого наружного слоя с гладкой поверхностью улучшает как физико-механические свойства, так и внешний вид. Наличие мелкопористого наружного слоя позволяет расширить сферу использования получаемых материалов. Thus, the proposed method allows to obtain highly porous materials with a high service life and good physical and mechanical properties. The presence of a finely porous outer layer with a smooth surface improves both physicomechanical properties and appearance. The presence of a finely porous outer layer allows us to expand the scope of use of the resulting materials.

Claims (9)

Способ получения алюмосиликатного пористого материала, включающий приготовление сырьевой смеси, содержащей природный глинистый минерал и воду, заполнение формы сырьевой смесью, предварительное обезвоживание смеси в поле источника тока высокой частоты, сушку и обжиг, отличающийся тем, что обезвоживание под действием СВЧ-излучения ведут до влажности материала от 22 до 24%, при этом источник СВЧ-излучения располагают таким образом, чтобы направление распространения излучения совпадало с заданной ориентацией оси вытянутых пор в материале, а сушку осуществляют в потоке инфракрасного излучения с длиной волны от 5 до 10 мкм при температуре от 40 до 110oС.A method of obtaining an aluminosilicate porous material, comprising preparing a raw material mixture containing natural clay mineral and water, filling a mold with a raw material mixture, preliminary dewatering the mixture in the field of a high frequency current source, drying and firing, characterized in that the dehydration under the influence of microwave radiation leads to moisture material from 22 to 24%, while the source of microwave radiation is positioned so that the direction of radiation propagation coincides with a given orientation of the axis of elongated pores in the material, drying is carried out in a flow of infrared radiation having a wavelength of 5 to 10 microns at a temperature of from 40 to 110 o C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обезвоживание под действием СВЧ-излучения проводят перед введением смеси в форму. 2. The method according to p. 1, characterized in that the dehydration under the influence of microwave radiation is carried out before introducing the mixture into the form. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обезвоживание под действием СВЧ-излучения проводят после введения смеси в форму. 3. The method according to p. 1, characterized in that the dehydration under the influence of microwave radiation is carried out after introducing the mixture into the form. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что сырьевую смесь вводят в форму с газопроницаемыми стенками. 4. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the raw material mixture is introduced into a form with gas-permeable walls. 5. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что сырьевую смесь вводят в форму с газонепроницаемыми стенками. 5. The method according to PP. 1-3, characterized in that the raw material mixture is introduced into a form with gas-tight walls. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в сырьевую смесь дополнительно вводят перлит или вермикулит. 6. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that perlite or vermiculite is additionally introduced into the raw material mixture. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в сырьевую смесь дополнительно вводят выгорающие добавки, выбранные из ряда опилки, торф, угольная пыль. 7. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that burnable additives selected from a number of sawdust, peat, coal dust are additionally introduced into the raw material mixture. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в сырьевую смесь вводят дополнительно глазуреобразующие вещества. 8. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the glaze-forming substances are additionally introduced into the raw material mixture. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что заполнение формы сырьевой смесью проводят послойно, при этом глазуреобразующие вещества вводят в верхний слой. 9. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the filling of the form with the raw material mixture is carried out in layers, while glaze-forming substances are introduced into the upper layer.
RU2002104052/12A 2002-02-19 2002-02-19 Porous aluminosilicate material manufacture process RU2197423C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104052/12A RU2197423C1 (en) 2002-02-19 2002-02-19 Porous aluminosilicate material manufacture process
PCT/RU2003/000054 WO2003070637A1 (en) 2002-02-19 2003-02-18 Method for producing porous aluminosilicate material
AU2003235530A AU2003235530A1 (en) 2002-02-19 2003-02-18 Method for producing porous aluminosilicate material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002104052/12A RU2197423C1 (en) 2002-02-19 2002-02-19 Porous aluminosilicate material manufacture process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2197423C1 true RU2197423C1 (en) 2003-01-27

Family

ID=20255299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002104052/12A RU2197423C1 (en) 2002-02-19 2002-02-19 Porous aluminosilicate material manufacture process

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003235530A1 (en)
RU (1) RU2197423C1 (en)
WO (1) WO2003070637A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469979C2 (en) * 2010-07-22 2012-12-20 Юрий Михайлович Крутов Method to produce foam ceramics and items from it
RU2526034C2 (en) * 2012-04-13 2014-08-20 Юрий Георгиевич Мещеряков Method of producing foamed porous aggregates
RU2670312C1 (en) * 2018-01-10 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Method for producing functional ceramics
RU2802765C1 (en) * 2022-10-17 2023-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Method for making functional ceramics from natural unenriched clay raw materials

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ298960B6 (en) * 2003-12-03 2008-03-19 Process for preparing expanded mixture of starting materials for producing ceramic articles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1110769A1 (en) * 1977-08-03 1984-08-30 Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики Method for thermal treatment of ceramic slabs
JPS59213660A (en) * 1983-05-13 1984-12-03 鐘淵化学工業株式会社 Porous ceramic thin film and manufacture
DE3414967C2 (en) * 1984-04-19 1986-06-05 Effem Gmbh, 2810 Verden Process for producing a light ceramic material for building purposes and using this material
US5250578A (en) * 1991-07-05 1993-10-05 Cornwell Charles E Foamed cementitious composition and method of making
RU2100321C1 (en) * 1994-09-30 1997-12-27 Сергей Владимирович Архангельский Method of producing the heat-insulating structural material
RU2098392C1 (en) * 1996-09-26 1997-12-10 Борис Петрович Чепурин Method of drying foamed materials
RU2126776C1 (en) * 1998-07-16 1999-02-27 Закрытое акционерное общество "ЭТНА" Raw meal for fire-protective heat-insulation boards and method of manufacture thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469979C2 (en) * 2010-07-22 2012-12-20 Юрий Михайлович Крутов Method to produce foam ceramics and items from it
RU2526034C2 (en) * 2012-04-13 2014-08-20 Юрий Георгиевич Мещеряков Method of producing foamed porous aggregates
RU2670312C1 (en) * 2018-01-10 2018-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Method for producing functional ceramics
RU2802765C1 (en) * 2022-10-17 2023-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Method for making functional ceramics from natural unenriched clay raw materials

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003235530A1 (en) 2003-09-09
WO2003070637A1 (en) 2003-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4824811A (en) Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof
CN100378027C (en) Porous mullite ceramic materials and method for preparing same
RU2397967C1 (en) Method of making semi-finished product for producing construction materials
CN106396731A (en) Refractory material with heat insulation and heat preservation as well as preparation method thereof
EA000616B1 (en) Thermally insulating building material
CN106518115A (en) Refractory material and preparation method thereof
CN115108726A (en) Porous glass ceramics taking coal gangue as raw material and preparation method thereof
RU2197423C1 (en) Porous aluminosilicate material manufacture process
CN111004047A (en) Novel process for industrial mass production of foamed ceramics, application of foamed ceramics and building component
RU2154618C2 (en) Method of manufacturing heat-isolation material based on siliceous rock
RU2277520C1 (en) Method for making wall ceramic articles (variants)
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
RU2251540C1 (en) Foam-ceramic items production method
CN106518138A (en) Preparation method for foam ceramic thermal insulation building block
Stolboushkin et al. Principles of optimal structure formation of ceramic semi-dry pressed brick
RU2318772C1 (en) Method of manufacture of wall ceramic articles, raw charge for manufacture of wall ceramic articles and filler for wall ceramic articles
US1992916A (en) Permeable ceramic material and process of making the same
EP2674409B1 (en) Ceramic composition
RU2452704C2 (en) Method to produce semi-finished product for manufacturing of building material
RU2422409C1 (en) Method of making porous building bricks
CN106518139B (en) A kind of preparation method of insulating fire brick
RU2144521C1 (en) Raw mix for making heat-resistant heat-insulating plates and method of manufacturing plates
RU2593832C1 (en) Method of making wall ceramics
RU2231505C1 (en) Ceramic mass for making wall and facing articles
RU2197424C1 (en) Aluminosilicate material production process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050220