RU2379256C1 - Mixture for manufacturing of porous ceramics - Google Patents
Mixture for manufacturing of porous ceramics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379256C1 RU2379256C1 RU2008127034/03A RU2008127034A RU2379256C1 RU 2379256 C1 RU2379256 C1 RU 2379256C1 RU 2008127034/03 A RU2008127034/03 A RU 2008127034/03A RU 2008127034 A RU2008127034 A RU 2008127034A RU 2379256 C1 RU2379256 C1 RU 2379256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- bentonite
- dextrin
- paf
- binder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению пористой проницаемой керамики для изготовления керамических фильтрующих элементов.The invention relates to ceramic materials science, in particular to the production of porous permeable ceramics for the manufacture of ceramic filter elements.
Разработка установок для очистки горячих газов с температурой 900-1000°С потребовала создания фильтрующих элементов с повышенными требованиями к механической прочности, газопроницаемости, их эффективной работоспособности в условиях коррозионного воздействия кислотных или щелочных компонентов отходящих газов.The development of installations for the purification of hot gases with a temperature of 900-1000 ° C required the creation of filter elements with increased requirements for mechanical strength, gas permeability, their effective performance under the corrosive effects of acid or alkaline components of the exhaust gases.
Реализация требований к фильтрующим элементам осуществляется путем использования шихты, содержащей наполнитель определенного фракционного размера, минеральные связки, формирующие макро- и микроструктуру, и органические связующие для придания механической прочности полуфабрикату, исключающие разрушение под действием деформационных усилий или собственного веса при транспортных перемещениях.Implementation of the requirements for filtering elements is carried out by using a mixture containing a filler of a certain fractional size, mineral binders forming a macro- and microstructure, and organic binders to impart mechanical strength to the semi-finished product, eliminating destruction under the action of deformation forces or dead weight during transport movements.
Соотношение размеров фракций наполнителя и керамической связки определяет объемное содержание и распределение пор, их гидравлический диаметр, компоненты керамического связующего формируют прочностные характеристики, а кристаллические структуры, образующиеся в процессе синтеза пористой проницаемой керамики, должны обеспечивать эффективную работоспособность в условиях воздействия коррозионных сред.The ratio of the sizes of the filler fractions and the ceramic binder determines the volume content and distribution of pores, their hydraulic diameter, and the components of the ceramic binder form strength characteristics, and the crystal structures formed during the synthesis of porous permeable ceramics should ensure effective performance under conditions of exposure to corrosive media.
Мировая практика показывает, что амфотерный оксид алюминия в разных его модификациях эффективно работает в кислотных и щелочных средах и может быть использован в качестве наполнителя, формирующего каркас пористого проницаемого керамического материала. Известны шихты для получения пористого проницаемого керамического материала, содержащие электрокорундовые наполнители с использованием в качестве минеральной связки простых и сложных оксидных и силикатных соединений и органических связующих (US 4302502 А, 24.11.1981; SU 1036704 А, 23.08.1983; DE 3641057, 16.06.1988; US 5232598 А, 03.08.1993; RU 2204542 С1, 20.05.2003; RU 2182568 С2, 20.05.2002; RU 2288202 С1, 27.11.2006).World practice shows that amphoteric alumina in its various modifications works effectively in acidic and alkaline environments and can be used as a filler to form the framework of a porous permeable ceramic material. Blends are known for producing a porous permeable ceramic material containing electrocorundum fillers using simple and complex oxide and silicate compounds and organic binders as a mineral bond (US 4302502 A, 11.24.1981; SU 1036704 A, 08.23.1983; DE 3641057, 16.06. 1988; US 5232598 A, 03.08.1993; RU 2204542 C1, 05.20.2003; RU 2182568 C2, 05.20.2002; RU 2288202 C1, 11.27.2006).
Недостатками пористой керамики из известных шихт являются невысокие значения проницаемой пористости и прочности, а образующиеся кристаллические фазы обладают низкой устойчивостью к кислотным и щелочным средам при высоких температурах эксплуатации.The disadvantages of porous ceramics from known blends are low values of permeable porosity and strength, and the resulting crystalline phases have low resistance to acid and alkaline environments at high operating temperatures.
Наиболее близким аналогом заявляемого объекта по решаемой технической задаче - прототипом - является масса для изготовления пористой фильтрующей керамики, включающая фракционированный электрокорунд или шамот, в качестве глинистого компонента - натриевый монтмориллонит и органическую связку в виде декстрина или поливинилацетатную связку при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest analogue of the claimed object for the technical task to be solved - the prototype - is the mass for the manufacture of porous filtering ceramics, including fractionated electrocorundum or chamotte, as the clay component is sodium montmorillonite and an organic binder in the form of dextrin or polyvinyl acetate binder in the following ratio of components, wt.%. :
(SU 1654290 A1, кл. C04B 38/00, опубл. 07.06.1991).(SU 1654290 A1, class C04B 38/00, publ. 07/07/1991).
Недостатком известной смеси является то, что она содержит повышенное количество глинистого компонента бентонита в форме натриевого монтмориллонита, что снижает общую пористость материала, температуру эксплуатации, а синтезированные фазы обладают низкой устойчивостью к кислотным и щелочным средам при высокой температуре эксплуатации.A disadvantage of the known mixture is that it contains an increased amount of clay component of bentonite in the form of sodium montmorillonite, which reduces the overall porosity of the material, operating temperature, and the synthesized phases have low resistance to acid and alkaline environments at high operating temperatures.
Кроме того, вид и количество органической связки не обеспечивает транспортную прочность крупногабаритных трубчатых заготовок газовых фильтров размером L до 1500 мм и толщиной стенки порядка 3-3,5 мм, получаемых методом гидростатического прессования.In addition, the type and amount of organic binder does not provide the transport strength of large-sized tubular blanks of gas filters with sizes L up to 1500 mm and wall thicknesses of the order of 3-3.5 mm obtained by hydrostatic pressing.
Задачей изобретения является разработка шихты для изготовления пористого проницаемого керамического материала, обеспечивающей достижение цели изобретения - повышение качества пористого керамического материала.The objective of the invention is to develop a mixture for the manufacture of porous permeable ceramic material, ensuring the achievement of the purpose of the invention is to improve the quality of porous ceramic material.
Поставленная цель достигается в отличие от известной шихты тем, что в качестве глинистого компонента содержит бентонит в форме магниевого или кальциевого монтмориллонита, в качестве органического связующего - палевый кислотный кукурузный декстрин, модифицированный препаратом ОРТАРiХ PAF 35, при следующем соотношении компонентов на сухой вес, мас.%:This goal is achieved in contrast to the known charge in that it contains bentonite in the form of magnesium or calcium montmorillonite as a clay component, fawn acid corn dextrin modified with ORTARiX PAF 35 as an organic binder, with the following ratio of components to dry weight, wt. %:
причем соотношение декстрина и препарата ОРТАРiХ PAF 35 составляет от 1:1 до 1:2.moreover, the ratio of dextrin and the drug ORTARiX PAF 35 is from 1: 1 to 1: 2.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что введение наполнителя в виде монофракционного электрокорунда позволяет получить пористый каркас с равномерным размером пор в объеме, использование бентонита в форме магниевого или кальциевого монтмориллонита позволяет сформировать в процессе спекания керамическую связку с образованием высокотемпературных кристаллических фаз шпинельного ряда, обладающих повышенной огнеупорностью выше температур эксплуатации фильтрующего элемента, использование в связующем препарата ОРТАРiX PAF 35 обеспечивает равномерное распределение компонентов шихты за счет образования сил адгезии между частицами сырьевых материалов, улучшает прессуемость шихты за счет снижения сил трения, способствует повышению прочности сырца после формования и сушки, причем экспериментально установленные концентрационные пределы компонентов в шихте необходимы и достаточны для реализации цели изобретения.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the introduction of a filler in the form of monofraction electrocorundum makes it possible to obtain a porous skeleton with a uniform pore size in volume, the use of bentonite in the form of magnesium or calcium montmorillonite allows the formation of a ceramic binder during sintering with the formation of high-temperature crystalline phases of the spinel row having increased refractoriness above operating temperatures of the filter element, use in a binder preparation and ORTARiX PAF 35 provides a uniform distribution of the components of the mixture due to the formation of adhesion forces between the particles of raw materials, improves the compressibility of the mixture by reducing friction, increases the strength of the raw material after molding and drying, and the experimentally established concentration limits of the components in the mixture are necessary and sufficient to realize objectives of the invention.
Пример изготовления шихты.An example of the manufacture of the charge.
Для изготовления шихты были использованы сырьевые компоненты:For the manufacture of the charge were used raw materials:
Электрокорунд ТУ 3988-075-0022450-99 фракции 160-200 мкм;Electrocorundum TU 3988-075-0022450-99 fraction 160-200 microns;
Бентонит Болгарский ТУ - 3-94-08-658-86;Bentonite Bulgarian TU - 3-94-08-658-86;
Декстрин кукурузный кислотный палевый ГОСТ 6034-74;Dextrin corn acid fawn GOST 6034-74;
Препарат ОРТАРiХ PAF 35, представляющий собой поливиниловый спирт в виде 35% водного раствора германской фирмы Zschimmer und Schwarz, описанный в статье Benito J.M. et al. Preparation and characterization of tubular ceramic membranes for treatment of oil emulsions, Journal of the European Ceramic Society 25 (2005), p.1895-1903.The drug ORTARiX PAF 35, which is a polyvinyl alcohol in the form of a 35% aqueous solution of the German company Zschimmer und Schwarz, is described in the article by Benito J.M. et al. Preparation and characterization of tubular ceramic membranes for treatment of oil emulsions, Journal of the European Ceramic Society 25 (2005), p. 1895-1903.
Сырьевые компоненты в состоянии коммерческой поставки смешивали в Z-образном смесителе. Монофракционный электрокорунд смачивали в расчетном количестве на сухой вес препаратом ОРТАРiX PAF 35 и при последующем постоянном перемешивании вводили порошки декстрина и бентонита.The commercially available raw materials were mixed in a Z-shaped mixer. Monofractional electrocorundum was wetted in the calculated amount on dry weight with ORTAPiX PAF 35 and, with subsequent constant stirring, powders of dextrin and bentonite were added.
После введения расчетных количеств сырьевых компонентов проводили гомогенизационное смешивание в течение 5-10 минут.After the introduction of the calculated quantities of the raw materials, homogenization mixing was carried out for 5-10 minutes.
Из полученной шихты формуют фильтрующие элементы трубчатого типа, аналога пробирки, с размером по длине 1000÷1500 мм, при DH=65 мм и толщиной стенки 3,5 мм. Формование осуществляют методом гидростатического прессования при Руд.=90÷110 МПа. После выемки полуфабриката из гидростата производят сушку на воздухе в течение 24÷28 часов. Обжиг производят в периодических или туннельных печах при температуре 1300±50°С в течение 4-х часов. Характеристики шихт и материалов представлены в табл.1, 2.Filter elements of a tubular type, a tube analogue, with a length size of 1000 ÷ 1500 mm, with D H = 65 mm and a wall thickness of 3.5 mm, are formed from the resulting mixture. The molding is carried out by hydrostatic pressing at P beats. = 90 ÷ 110 MPa. After removing the semi-finished product from the hydrostat, air drying is performed for 24 ÷ 28 hours. Firing is carried out in batch or tunnel furnaces at a temperature of 1300 ± 50 ° C for 4 hours. The characteristics of the blends and materials are presented in table 1, 2.
Представленные сравнительные характеристики материалов прототипа и по предложенному техническому решению подтверждают техническую полезность и достижение поставленной цели, а также конкурентоспособность шихты для изготовления керамических проницаемых фильтрующих элементов.The presented comparative characteristics of the materials of the prototype and according to the proposed technical solution confirm the technical usefulness and achievement of the goal, as well as the competitiveness of the charge for the manufacture of ceramic permeable filter elements.
Claims (2)
причем соотношение декстрина и препарата OPTAPiX PAF 35 составляет от 1:1 до 1:2.1. The mixture to obtain a porous ceramic material, including monofraction electrocorundum, a clay component, an organic technological binder, characterized in that, as the clay component, the mixture contains bentonite in the form of magnesium or calcium motmorillonite, as an organic binder fawn, acid, corn dextrin, modified OPTAPiX PAF 35 in the following ratio of components to dry weight, wt.%:
moreover, the ratio of dextrin and OPTAPiX PAF 35 is from 1: 1 to 1: 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008127034/03A RU2379256C1 (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Mixture for manufacturing of porous ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008127034/03A RU2379256C1 (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Mixture for manufacturing of porous ceramics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379256C1 true RU2379256C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008127034/03A RU2379256C1 (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Mixture for manufacturing of porous ceramics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379256C1 (en) |
-
2008
- 2008-07-04 RU RU2008127034/03A patent/RU2379256C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yuan et al. | Preparation and properties of mullite-bonded porous fibrous mullite ceramics by an epoxy resin gel-casting process | |
Sarkar et al. | New clay–alumina porous capillary supports for filtration application | |
Ali et al. | Preparation and characterization of new ceramic membranes for ultrafiltration | |
Obada et al. | Potentials of fabricating porous ceramic bodies from kaolin for catalytic substrate applications | |
KR20040099329A (en) | Strontium feldspar aluminum titanate for high temperature applications | |
JP5584417B2 (en) | Ceramic clay and its use | |
WO2005097703A1 (en) | Method for manufacturing honeycomb structure and honeycomb structure | |
CN106810293B (en) | Low-thermal-expansion and high-porosity cordierite ceramic and preparation method thereof | |
Sheng et al. | Processing of silicon-derived silica-bonded silicon carbide membrane supports | |
Kumar et al. | Low cost porous alumina with tailored gas permeability and mechanical properties prepared using rice husk and sucrose for filter applications | |
CN107001149A (en) | Without boron aluminum alloy ceramic foam filter | |
Chen et al. | Porous mullite ceramics with enhanced mechanical properties prepared by SLS using MnO2 and phenolic resin coated double-shell powders | |
DE102012003483B3 (en) | Thermal shock and corrosion resistant ceramic based on calcium zirconate and process for its preparation | |
CN108484149A (en) | A kind of NaA molecular sieve film support preparation method | |
Guo et al. | Preparation and pore structure characteristics of SiC honeycomb ceramics with macroporous walls | |
JPWO2013187182A1 (en) | Alumina porous body and method for producing the same | |
Xu et al. | Fabrication of high performance macroporous tubular silicon carbide gas filters by extrusion method | |
Huang et al. | Porous ceramic membranes from coal fly ash with addition of various pore-forming agents for oil-in-water emulsion separation | |
CN106478092A (en) | A kind of preparation method of high-intensity high-density calcium zirconate ceramics | |
RU2379256C1 (en) | Mixture for manufacturing of porous ceramics | |
Guesmi et al. | Synthesis and characterization of alpha alumina-natural apatite based porous ceramic support for filtration application | |
KR20100117215A (en) | Fabrication of honeycomb type porous cordierite ceramic filter using fly-ash | |
JP2000109374A (en) | Production of porous mullite product | |
CN110193382A (en) | The method for preparing the adjustable reticulated ceramics catalyst carrier of porosity using concave convex rod | |
CN109516831A (en) | A kind of preparation method of aluminum oxide porous material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110705 |