RU2235073C2 - Decorative glass-crystalline material - Google Patents

Decorative glass-crystalline material Download PDF

Info

Publication number
RU2235073C2
RU2235073C2 RU2002111493/03A RU2002111493A RU2235073C2 RU 2235073 C2 RU2235073 C2 RU 2235073C2 RU 2002111493/03 A RU2002111493/03 A RU 2002111493/03A RU 2002111493 A RU2002111493 A RU 2002111493A RU 2235073 C2 RU2235073 C2 RU 2235073C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
industry
waste
decorative
soda
Prior art date
Application number
RU2002111493/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.А. Лазарева (RU)
Е.А. Лазарева
Ю.И. Козлов (RU)
Ю.И. Козлов
М.Г. Магомедов (RU)
М.Г. Магомедов
Ю.С. Мамаева (RU)
Ю.С. Мамаева
А.С. Воробьев (RU)
А.С. Воробьев
А.Н. Агальцов (RU)
А.Н. Агальцов
Н.Ю. Приходько (RU)
Н.Ю. Приходько
Original Assignee
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная коммерческая фирма "Партнер"
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 Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная коммерческая фирма "Партнер" filed Critical Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Priority to RU2002111493/03A priority Critical patent/RU2235073C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2235073C2 publication Critical patent/RU2235073C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0063—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing waste materials, e.g. slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: building industry.
SUBSTANCE: invention relates to the development of decorative glass-crystalline materials based on waste of metallurgic industry Decorative glass-crystalline material comprises slag waste, soda - Na2CO3 and water-glass, and also slag waste of metallurgic industry of the following composition, wt.-%: Ni, 72-75; Co, 2-5' Al, 15-20; Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In and Nb, the balance, and additional component borax - Na2B4O7 x 10 H2O in the following ratio of components, wt.-%: indicated slag waste, 30-75; borax, 13-26; soda, 7-24; water-glass, 5-20. Invention provides utilization of waste of industry, preparing relatively cheap decorative material of deep dark-blue color and high mechanical and thermal properties that is designated for application in industry of building materials.
EFFECT: valuable properties of material.
3 ex

Description

Изобретение относится к области создания декоративных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности.The invention relates to the field of creating decorative glass materials based on waste from the metallurgical industry.

Известен стеклокристаллический материал - квазикерам, полученный на основе доменных шлаков; первоначально он предназначался для изготовления столовой посуды, однако позже нашел применение для изготовления изоляторов, оконных парапетов, ступеней лестниц и т.п. [Стрнад З. Стеклокристаллические материалы/Пер. с чеш. И.Н.Князевой/Под ред. Б.Г.Варшала. - М.: Стройиздат, 1988. - 256 с.].Known glass crystal material - quasiker obtained on the basis of blast furnace slag; It was originally intended for the manufacture of tableware, but later found application for the manufacture of insulators, window rails, staircases, etc. [Strnad Z. Glass-crystal materials / Per. from Czech I.N. Knyazeva / Ed. B.G. Varshal. - M.: Stroyizdat, 1988. - 256 p.].

Также известен сигран (синтетический гранит). Основной кристаллической фазой сиграна является волластонит, обеспечивающий материалу высокие физико-химические, механические и декоративные свойства. Так, прочность на сжатие составляет 500-550 МПа, ТКЛР - 80-85·10-7 К-1, термостойкость 502-586°С. [Саркисов П. Д.//Сигран - новый декоративный строительный материал: Сб. науч. тр. / ВНИИЭСМ. М., 1983. Сер.11. Вып.1. С. 15].Cigran (synthetic granite) is also known. The main crystalline phase of cigran is wollastonite, which provides the material with high physicochemical, mechanical and decorative properties. So, the compressive strength is 500-550 MPa, TKLR - 80-85 · 10 -7 K -1 , heat resistance 502-586 ° C. [Sarkisov P. D. // Sigran - a new decorative building material: Sat. scientific tr / VNIIESM. M., 1983. Ser. 11. Issue 1. S. 15].

Однако декоративные свойства этого материала, в частности цвет - цвет гранита - значительно сужает область применения сиграна именно в качестве декоративного материала.However, the decorative properties of this material, in particular the color - the color of granite - significantly narrows the scope of cigran precisely as a decorative material.

В качестве прототипа может служить декоративный стеклокристаллический материал, включающий, мас.%: смесь фосфорного шлака, фосфогипса, песка и соды - 25-75, стеклобой - 8-20, раствор жидкого стекла - 5-7 [а.с. СССР № 1502502 А1, опубл. 23.08.1989].As a prototype, a decorative glass crystal material can be used, including, wt.%: A mixture of phosphoric slag, phosphogypsum, sand and soda - 25-75, cullet - 8-20, liquid glass solution - 5-7 [a.s. USSR No. 1502502 A1, publ. 08/23/1989].

Недостатками прототипа являются низкая прочность на сжатие и отсутствие насыщенного цвета из-за малого количества окрашивающих оксидов.The disadvantages of the prototype are low compressive strength and the absence of saturated color due to the small amount of coloring oxides.

Задачей данного изобретения является синтез сравнительно дешевого цветного декоративного стеклокристаллического материала на основе отходов промышленности, имеющего насыщенный цвет при высоких показателях механических и термических свойств.The objective of the invention is the synthesis of a relatively cheap colored decorative glass-crystalline material based on industrial wastes, which has a saturated color with high mechanical and thermal properties.

Данная задача решена посредством разработки декоративного стеклокристаллического материала темно-синего цвета, предназначенного для применения в промышленности строительных материалов, содержащего шлаковый отход, буру, соду и жидкое стекло.This problem was solved through the development of decorative glass material of a dark blue color, intended for use in the building materials industry, containing slag waste, borax, soda and liquid glass.

В декоративном стеклокристаллическом материале, включающем шлаковый отход, соду - Na2CO3 и жидкое стекло, используют шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: Ni - 72-75, Со - 2-5, Al - 15-20, Fe, Si,Cu, Mg, Cr, In, Nb - остальное, и дополнительно буру Na2B4O7·10H2O при следующем соотношении компонентов, мас.%:In a decorative glass-crystalline material, including slag waste, soda - Na 2 CO 3 and liquid glass, slag waste of the metallurgical industry is used, having the following composition, wt.%: Ni - 72-75, Co - 2-5, Al - 15-20 , Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb - the rest, and additionally the drill Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O in the following ratio of components, wt.%:

Указанный шлаковый отход 30 - 75Specified slag waste 30 - 75

Бура 13 - 26Borax 13 - 26

Сода 7 - 24Soda 7 - 24

Жидкое стекло 5 - 20.Liquid glass 5 - 20.

Декоративный стеклокристаллический материал имеет темно-синий насыщенный цвет, высокие показатели механических и термических свойств.Decorative glass crystal material has a deep blue saturated color, high mechanical and thermal properties.

Для достижения указанной цели в состав шихты вводится шлаковый отход металлургической промышленности яркого синего цвета следующего состава, мас.%: Ni - 72-75, Со - 2-5, Al - 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb - остальное. Температура производственного процесса 2500-3000°С. Охлаждение естественное на воздухе. При этом решается важнейшая экологическая проблема - утилизация твердых отходов промышленности. Кроме того, использование шлакового отхода значительно удешевляет технологию декоративных стеклокристаллических материалов, применяемых в промышленности строительных материалов.To achieve this goal, the slag waste of the metallurgical industry of bright blue color of the following composition is introduced into the charge, wt.%: Ni - 72-75, Co - 2-5, Al - 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb - the rest. The temperature of the production process is 2500-3000 ° C. Natural cooling in the air. At the same time, the most important environmental problem is solved - the disposal of industrial solid waste. In addition, the use of slag waste significantly reduces the cost of the technology of decorative glass materials used in the building materials industry.

Для снижения температуры синтеза материала в состав шихты вводится смесь буры и соды наряду с жидким стеклом.To reduce the temperature of the synthesis of the material, a mixture of borax and soda along with liquid glass is introduced into the mixture.

Пример 1.Example 1

Декоративный стеклокристаллический материал может быть получен тщательным приготовлением шихты и варки последней в аллундовых тиглях в электрической печи с силитовыми нагревателями при температуре 1000-1150°С. Время выдержки при максимальной температуре 1 час. Изделия формируются отливкой в формы. Затем изделия подвергаются термической, механической и химической обработке с целью улучшения декоративных функциональных и эксплуатационных характеристик.Decorative glass-crystalline material can be obtained by thoroughly preparing the mixture and cooking the latter in allundum crucibles in an electric furnace with silicon heaters at a temperature of 1000-1150 ° C. The exposure time at a maximum temperature of 1 hour. Products are molded by molding. Then the products are subjected to thermal, mechanical and chemical treatment in order to improve the decorative functional and operational characteristics.

Для испытания взята шихта, мас.%:For the test taken charge, wt.%:

Шлаковый отход 30Slag waste 30

Бура, Na2B4O7·10H2O 26Borax, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O 26

Сода, Nа2СО3 24Soda, Na 2 CO 3 24

Жидкое стекло 20Liquid glass 20

Полученный материал имеет яркий синий цвет. Термостойкость материала составляет 900°С.The resulting material has a bright blue color. The temperature resistance of the material is 900 ° C.

Температурный коэффициент линейного расширения - 90·10-7 К-1. Прочность на удар - 20 МПа. Прочность на сжатие - 500 МПа. Блеск - металлический, R=20%.The temperature coefficient of linear expansion is 90 · 10 -7 K -1 . Impact strength - 20 MPa. Compressive strength - 500 MPa. Gloss - metallic, R = 20%.

Пример 2.Example 2

Шихта, мас.%:The mixture, wt.%:

Шлаковый отход 40Slag waste 40

Бура, Na2B4O7·10H2O 24Borax, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O 24

Сода, Nа2СО3 16Soda, Na 2 CO 3 16

Жидкое стекло 20Liquid glass 20

Полученный материал имеет насыщенный синий цвет и стеклокристаллическую структуру. Термостойкость материала составляет 950°С. Температурный коэффициент линейного расширения - 80·10-7 К-1. Прочность на удар - 50 МПа. Прочность на сжатие - 550 МПа. Блеск - металлический, R=30%.The resulting material has a saturated blue color and a glass crystal structure. The temperature resistance of the material is 950 ° C. The temperature coefficient of linear expansion is 80 · 10 -7 K -1 . Impact strength - 50 MPa. Compressive strength - 550 MPa. Gloss - metallic, R = 30%.

Пример 3.Example 3

Шихта, мас.%:The mixture, wt.%:

Шлаковый отход 75Slag waste 75

Бура, Na2B4O7·10H2O 13Borax, Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O 13

Сода, Nа2СО3 7Soda, Na 2 CO 3 7

Жидкое стекло 5Liquid glass 5

Полученный материал имеет насыщенный темно-синий цвет и стеклокристаллическую структуру. Термостойкость материала составляет 1000oС.The resulting material has a saturated dark blue color and a glass crystal structure. The heat resistance of the material is 1000 o C.

Температурный коэффициент линейного расширения - 76·10-7 К-1. Прочность на удар - 70 МПа. Прочность на сжатие - 600 МПа. Блеск - металлический, R=35%.The temperature coefficient of linear expansion is 76 · 10 -7 K -1 . Impact strength - 70 MPa. Compressive strength - 600 MPa. Gloss - metallic, R = 35%.

Claims (1)

Декоративный стеклокристаллический материал, включающий шлаковый отход, соду - Na2CO3 и жидкое стекло, отличающийся тем, что в качестве шлакового отхода используют шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: Ni 72-75, Со 2-5, Al 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb остальное, и дополнительно буру Na2B4O7·10H2O при следующем соотношении компонентов, мас.%:Decorative glass crystal material, including slag waste, soda - Na 2 CO 3 and liquid glass, characterized in that as slag waste use slag waste of the metallurgical industry, having the following composition, wt.%: Ni 72-75, Co 2-5, Al 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb the rest, and additionally a drill Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O in the following ratio of components, wt.%: Указанный шлаковый отход 30-75Specified slag waste 30-75 Бура 13-26Borax 13-26 Сода 7-24Soda 7-24 Жидкое стекло 5-20Liquid glass 5-20
RU2002111493/03A 2002-04-29 2002-04-29 Decorative glass-crystalline material RU2235073C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111493/03A RU2235073C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Decorative glass-crystalline material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111493/03A RU2235073C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Decorative glass-crystalline material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2235073C2 true RU2235073C2 (en) 2004-08-27

Family

ID=33412441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111493/03A RU2235073C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Decorative glass-crystalline material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2235073C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103693853A (en) * 2013-12-13 2014-04-02 吉林吉恩镍业股份有限公司 Method for producing microcrystalline glass by use of ferro-nickel hot molten slag
CN103951193A (en) * 2014-05-08 2014-07-30 中国科学院过程工程研究所 Glass ceramics prepared from tailings obtained by nickel-molybdenum ore dressing and smelting and preparation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103693853A (en) * 2013-12-13 2014-04-02 吉林吉恩镍业股份有限公司 Method for producing microcrystalline glass by use of ferro-nickel hot molten slag
CN103951193A (en) * 2014-05-08 2014-07-30 中国科学院过程工程研究所 Glass ceramics prepared from tailings obtained by nickel-molybdenum ore dressing and smelting and preparation method thereof
CN103951193B (en) * 2014-05-08 2016-02-24 中国科学院过程工程研究所 A kind of nickel-molybdenum ore selects smelting tailing microcrystal glass and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Toya et al. Preparation and properties of CaO–MgO–Al2O3–SiO2 glass-ceramics from kaolin clay refining waste (Kira) and dolomite
Dwivedi et al. A new pozzolanic material for cement industry: Bamboo leaf ash
Essaidi et al. Feasibility of producing geopolymers from two different Tunisian clays before and after calcination at various temperatures
Khater The use of Saudi slag for the production of glass-ceramic materials
Idrissi et al. Characterisation of iron inclusion during the formation of calcium sulfoaluminate phase
Deng et al. Structure and properties of in situ synthesized FeSi2-diopside glass ceramic composites from Bayan Obo tailings, blast furnace slag, and fly ash
Toya et al. Preparation and properties of glass-ceramics from wastes (Kira) of silica sand and kaolin clay refining
Toya et al. Glass-ceramics prepared from sludge generated by a water purification plant
Toya et al. Preparation and properties of glass-ceramics from kaolin clay refining waste (Kira) and paper sludge ash
CN102753496A (en) Composition used to produce igneous rock crystal glass material, igneous rock crystal glass material and production method thereof
Ai et al. Thermodynamic analysis and formula optimization of steel slag-based ceramic materials by FACTsage software
Abo-Mosallam et al. The influence of MgO on the crystallization behaviour and properties of SrO-rich phosphosilicate glasses
RU2235073C2 (en) Decorative glass-crystalline material
Xiao et al. A study on the preparation of CMAS glass–ceramics by in situ crystallization
Rzepa et al. Structure and microstructure of sintered ceramic obtained by crystallization of fly ash mixtures and glass cullet
Guo et al. Glass and glass-ceramics from red mud tailings: Understanding the evolution mechanism
Khater Preparation of glass-ceramic materials from granitic rocks waste
Hajjaji et al. Clay-calcite mixes: sintering and phase formation
KR100241223B1 (en) A process for preparing bricks using sludges of waste water originating from electronic elements manufacturing plants
Zhu et al. Preparation of separative-phase fancy glaze derived from iron ore slag
WO1995006012A1 (en) Ceramic glass composition
Shendy et al. Innovative pathways to high-performance glass ceramics: Harnessing nature's treasures with chromium and zirconium nucleation catalysts
Khater et al. High-performance glass-ceramics based on blast and arc furnace slag
Weixin Glass ceramic of high hardness and fracture toughness developed from iron-rich wastes
El Hadrami et al. Structural evolution and impact on the compressive strength of fly ash-based geopolymers

Legal Events

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

Effective date: 20040430