RU2549641C1 - Ceramic mass to make clinker bricks - Google Patents

Ceramic mass to make clinker bricks Download PDF

Info

Publication number
RU2549641C1
RU2549641C1 RU2014105043/03A RU2014105043A RU2549641C1 RU 2549641 C1 RU2549641 C1 RU 2549641C1 RU 2014105043/03 A RU2014105043/03 A RU 2014105043/03A RU 2014105043 A RU2014105043 A RU 2014105043A RU 2549641 C1 RU2549641 C1 RU 2549641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
cobalt concentrate
ceramic mass
zeolite
water absorption
Prior art date
Application number
RU2014105043/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Комбуй-оолович Кара-Сал
Валерий Ильич Котельников
Маргарита Очур-ооловна Молдурушку
Шораан Владимирович Серен
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН)
Priority to RU2014105043/03A priority Critical patent/RU2549641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549641C1 publication Critical patent/RU2549641C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: ceramic mass to make clinker bricks includes the following components, wt %: zeolyte-containing rock 60-80; tailings of extraction of cobalt concentrate 20-40. Tailings of cobalt concentrate grinding are used, which are characterised by volume bulk weight of 920 kg/m3, density of 2720 kg/m3, refractoriness of 1200°C, mineral composition containing orthoclase, quartz, clayey minerals, ferriferous compounds and carbonates, with the chemical composition, including, wt %: SiO2 - 32.72; Al2O3 - 9.33; Fe2O3 - 10.00; CaO - 15.47; MgO - 12.01; R2O - 2.30; ignition loss - 17.80.
EFFECT: reduced water absorption and increased strength of products.
3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к составам масс для получения клинкерного кирпича.The invention relates to the construction materials industry, mainly to the compositions of the masses for clinker brick.

Известна керамическая масса для изготовления керамических изделий, включающая глинистую мергель (в мас.%) - 75-85, цеолитсодержащую глину - 5-15 и стеклобой - 3-10 (Патент РФ №2210554). Недостатком данной глины является то, что изделия на ее основе имеют высокое водопоглощение и обладают незначительной прочностью на изгиб. Несмотря на присутствие плавня (стеклобоя) до 10%, изделия отличаются повышенным водопоглощением.Known ceramic mass for the manufacture of ceramic products, including clay marl (in wt.%) - 75-85, zeolite-containing clay - 5-15 and cullet - 3-10 (RF Patent No. 2210554). The disadvantage of this clay is that products based on it have high water absorption and have low bending strength. Despite the presence of flooding (cullet) up to 10%, the products are characterized by increased water absorption.

Другая керамическая масса (патент РФ №2176223), содержащая 25-60% легкоплавкой глины и 40-75% цеолитсодержащей глины смешанного минерального состава с размером частиц менее 1 мм, после обжига при температуре 1050°C не позволяет получить керамические изделия с водопоглощением менее 1%, удовлетворяющие требованиям ГОСТа.Another ceramic mass (RF patent No. 2176223), containing 25-60% low-melting clay and 40-75% zeolite-containing clay of mixed mineral composition with a particle size of less than 1 mm, after firing at a temperature of 1050 ° C does not allow to obtain ceramic products with water absorption of less than 1 % satisfying the requirements of GOST.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой является масса для изготовления керамических материалов, включающая глину - 70-90% и хвосты извлечения кобальтового концентрата - 10-30% (Патент РФ №2250205). Недостатком данной массы является то, что изделия на ее основе после обжига имеют высокое водопоглощение (8,2-10,0%).The closest analogue to the proposed one is the mass for the manufacture of ceramic materials, including clay - 70-90% and tailings for the extraction of cobalt concentrate - 10-30% (RF Patent No. 2250205). The disadvantage of this mass is that products based on it after firing have high water absorption (8.2-10.0%).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение водопоглощения и повышение прочности.The problem to which the invention is directed, is to reduce water absorption and increase strength.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича, включающая цеолитсодержащую породу и наполни гели, отличается тем, что в качестве наполнителя она содержит хвосты извлечения кобальтового концентрата при следующем соотношении компонентов массы, мас.%: цеолитсодержащая порода - 80-60, хвосты извлечения кобальтового концентрата - 20-40.The essence of the proposed invention lies in the fact that the ceramic mass for the manufacture of clinker bricks, including zeolite-containing rock and filling the gels, is characterized in that it contains tails for extracting cobalt concentrate as a filler in the following ratio of mass components, wt.%: Zeolite-containing rock - 80- 60, tailings for the extraction of cobalt concentrate - 20-40.

Цеолитсодержащая порода имеет красно-коричневый цвет, объемная масса - 1680 кг/м3, плотность - 2700 кг/м3, огнеупорность - 1160°C. В минералогический состав входят клиноптилолит (30-34%), монтмориллонит (8-10%), кварц (12-18%), ортоклаз (28-32%), гетит (6-8%), кальцит (4-6%) и вулканическое стекло (7-9%). Химический состав цеолитсодержащей породы приведен в таблице 1.The zeolite-bearing rock has a red-brown color, bulk density - 1680 kg / m 3 , density - 2700 kg / m 3 , fire resistance - 1160 ° C. The mineralogical composition includes clinoptilolite (30-34%), montmorillonite (8-10%), quartz (12-18%), orthoclase (28-32%), goethite (6-8%), calcite (4-6%) ) and volcanic glass (7-9%). The chemical composition of the zeolite-containing rock is shown in table 1.

Таблица 1Table 1 SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCao MgOMgO K2OK 2 O Na2O3 Na 2 O 3 SO3 SO 3 п.п.п.p.p.p. 57,9457.94 12,0712.07 6,056.05 4,134.13 2,042.04 2,182.18 3,723.72 0,230.23 11,6411.64

В качестве наполнителя приняты попутные продукты извлечения кобальтового концентрата, представляющие собой тонкоизмельченный порошок серого цвета. Объемная насыпная масса - 920 кг/м3, плотность - 2720 кг/м3. Огнеупорность - 1200°C. В минералогический состав входят ортоклаз, кварц, глинистые минералы, железистые соединения и карбонаты. Химический состав включает следующие оксиды, мас.%: SiO2 - 32,79; Al2O3 - 9,33; Fe2O3 - 10,00; CaO - 15,47; MgO - 12,01; K2O - 0,90; Na2O - 1,40; п.п.п. - 17,80.As a filler taken by-products of the extraction of cobalt concentrate, which is a finely ground gray powder. Bulk bulk density - 920 kg / m 3 , density - 2720 kg / m 3 . Refractoriness - 1200 ° C. The mineralogical composition includes orthoclase, quartz, clay minerals, glandular compounds and carbonates. The chemical composition includes the following oxides, wt.%: SiO 2 - 32.79; Al 2 O 3 - 9.33; Fe 2 O 3 - 10.00; CaO - 15.47; MgO - 12.01; K 2 O - 0.90; Na 2 O - 1.40; p.p.p. - 17.80.

Из научной и технической литературы, а также из известного перечня информации заявителем не обнаружены технические решения с применением цеолитсодержащей породы и хвостов извлечения кобальтового концентрата или с аналогичными наполнителями подобного химического состава.From the scientific and technical literature, as well as from the well-known list of information, the applicant has not found technical solutions using zeolite-containing rocks and tailings for the extraction of cobalt concentrate or with similar fillers of a similar chemical composition.

В рассматриваемой керамической массе измельченные и увлажненные частицы клиноптилолита и монтмориллонита выступают в качестве пластической составляющей между твердыми частицами, обеспечивая плотную упаковку последних при формовании путем прессования.In the considered ceramic mass, the crushed and moistened particles of clinoptilolite and montmorillonite act as a plastic component between the solid particles, providing a tight packing of the latter during molding by pressing.

Химическое взаимодействие основных составляющих (клиноптилолита, монтмориллонита и ортоклаза) цеолитсодержащей породы при термической обработке, при указанной совокупности оксидов с продуктами разложения глинистых минералов и других компонентов, присутствующих в «хвостах», обуславливает более раннее протекание реакций в твердой фазе с образованием новых соединений типа морденита, железистых шпинелей, кристобалита, анортита, герценита, волластонита и муллитонодобной фазы, а также образованием большого количества жидкой железосодержащей фазы за счет взаимодействия оксидов щелочных и щелочноземельных элементов с оксидами кремнезема, алюминия, железа и вулканического стекла. Поскольку жидкая фаза практически является связующим и цементирующим веществом между твердыми частицами, заполняющим межзерновые пустоты, снижая пористость черепка, то образование ее в большом количестве (более 50%), чем в известных составах при конечной рабочей температуре обжига, обуславливает получение керамическою материала более плотной структуры, что снижает водопоглощение и повышает прочность изделий.The chemical interaction of the main components (clinoptilolite, montmorillonite and orthoclase) of the zeolite-containing rock during heat treatment, with the indicated combination of oxides with the decomposition products of clay minerals and other components present in the “tails”, leads to an earlier reaction in the solid phase with the formation of new compounds such as mordenite , glandular spinels, cristobalite, anorthite, herzenite, wollastonite and mulliton-like phase, as well as the formation of a large amount of liquid iron soda zhaschey phase through the interaction of oxides of alkali and alkaline earth elements oxides of silica, aluminum, iron, and volcanic glass. Since the liquid phase is practically a binder and a cementing substance between solid particles, filling intergranular voids, reducing the porosity of the shard, its formation in a large amount (more than 50%) than in known compositions at a final firing temperature leads to a more dense structure of the ceramic material , which reduces water absorption and increases the strength of products.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков, по мнению заявителя, отвечает критерию «существенных отличий», приобретает новые свойства, заключающиеся в получении керамического материала более плотной структуры, обуславливающей высокую прочность и низкое водопоглощение изделий.Thus, the totality of the proposed features, according to the applicant, meets the criterion of "significant differences", acquires new properties, which consist in obtaining ceramic material with a denser structure, which determines high strength and low water absorption of products.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Приготовление массы осуществляют шликерным способом при одновременном помоле сырьевых материалов в шаровых мельницах до конечного остатка на сите №0063 не более 3%. Обезвоживание шликера производят в башенной распылительной сушилке и получают пресс-порошок с влажностью 6-8%. Прессование изделий размерами 200×100×50 мм (образцы-ромбики) производится при удельном давлении 40 МПа. Опрессованные и высушенные изделия сушат и обжигают однократным способом при температуре 1100°C.The preparation of the mass is carried out by the slip method while grinding raw materials in ball mills to a final residue on sieve No. 0063 of not more than 3%. Slip dehydration is carried out in a tower spray dryer and a press powder with a moisture content of 6-8% is obtained. Pressing of products with dimensions of 200 × 100 × 50 mm (rhombic samples) is carried out at a specific pressure of 40 MPa. The pressed and dried products are dried and fired once in a single process at a temperature of 1100 ° C.

Шихтовый состав масс и свойства обожженных изделий приведены в таблицах 2 и 3.The charge composition of the masses and the properties of the calcined products are shown in tables 2 and 3.

Результаты испытаний показали эффективность введения тонкоизмельченных хвостов извлечения кобальтового концентрата в количестве 20-40%. При добавке 10% предлагаемых хвостов в состав №1 водопоглощение изделий не удовлетворяет требованиям. При увеличении содержания цеолитсодержащей породы более 40% (состав V), наблюдается деформация изделий с расплавлением острых углов и граней. По сравнению с прототипом водопоглощение полученных изделий из предлагаемой массы - менее чем в 10-12 раз.The test results showed the effectiveness of introducing finely ground tailings for the extraction of cobalt concentrate in an amount of 20-40%. With the addition of 10% of the proposed tails to the composition No. 1, the water absorption of the products does not meet the requirements. With an increase in the zeolite-containing rock content of more than 40% (composition V), deformation of products with the melting of sharp corners and faces is observed. Compared with the prototype, the water absorption of the obtained products from the proposed mass is less than 10-12 times.

Таблица 2table 2 СоставыCompositions II IIII IIIIII IVIV VV Цеолитсодержащая породаZeolite-bearing rock 9090 8080 7070 6060 50fifty Хвосты извлечения кобальтового концентратаCobalt Concentrate Extraction Tails 1010 20twenty 30thirty 4040 50fifty

Таблица 3Table 3 Номера составовComposition numbers ВодопоглощениеWater absorption Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa II 1,71.7 51,851.8 IIII 0,80.8 71,071.0 IIIIII 0,50.5 79,179.1 IVIV 0,10.1 87,487.4 VV 0,030,03 деформация изделийproduct deformation ПрототипPrototype 8,2-108.2-10 39,5-48,639.5-48.6

В результате интенсивного спекания указанной массы образованная жидкая фаза заполняет все межзерновые пустоты черепка и способствует значительному уплотнению материала с уменьшением водопоглощения, а кристаллические новообразования, такие как кристобалит, анортит, герценит, железистые шпинели и муллитоподобная фаза, обеспечивают высокую механическую прочность изделий.As a result of intensive sintering of the indicated mass, the formed liquid phase fills all intergranular voids of the crock and contributes to a significant compaction of the material with a decrease in water absorption, and crystalline neoplasms such as cristobalite, anorthite, herzenite, glandular spinel and mullite-like phase provide high mechanical strength of the products.

Применение предлагаемой керамической массы позволяет получить керамический клинкерный кирпич с малым водопоглощением и высокой прочностью с расширением сырьевой базы.The application of the proposed ceramic mass makes it possible to obtain ceramic clinker brick with low water absorption and high strength with the expansion of the raw material base.

Claims (1)

Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича, включающая цеолитсодержащую породу и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит хвосты извлечения кобальтового концентрата, характеризующиеся объемной массой 920 кг/м3, плотностью 2720 кг/м3, огнеупорностью 1200°C, минералогическим составом, включающим ортоклаз, кварц, глинистые минералы, железистые соединения и карбонаты, химическим составом, включающим, мас.%: SiO2 - 32,72; Al2O3 - 9,33; Fe2O3 - 10,00; CaO - 15,47; MgO - 12,01; R2O - 2,30; п.п.п. - 17,80, при следующем соотношении компонентов массы, мас.%:
Цеолитсодержащая порода 60-80 Хвосты извлечения кобальтового концентрата 20-40
Ceramic mass for the manufacture of clinker brick, including zeolite-containing rock and filler, characterized in that it contains cobalt concentrate extraction tails as filler, characterized by a bulk density of 920 kg / m 3 , a density of 2720 kg / m 3 , refractoriness 1200 ° C, mineralogical composition including orthoclase, quartz, clay minerals, ferruginous compounds and carbonates, chemical composition, including, wt.%: SiO 2 - 32,72; Al 2 O 3 - 9.33; Fe 2 O 3 - 10.00; CaO - 15.47; MgO - 12.01; R 2 O - 2.30; p.p.p. - 17.80, in the following ratio of mass components, wt.%:
Zeolite-bearing rock 60-80 Cobalt Concentrate Extraction Tails 20-40
RU2014105043/03A 2014-02-11 2014-02-11 Ceramic mass to make clinker bricks RU2549641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105043/03A RU2549641C1 (en) 2014-02-11 2014-02-11 Ceramic mass to make clinker bricks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014105043/03A RU2549641C1 (en) 2014-02-11 2014-02-11 Ceramic mass to make clinker bricks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2549641C1 true RU2549641C1 (en) 2015-04-27

Family

ID=53289826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014105043/03A RU2549641C1 (en) 2014-02-11 2014-02-11 Ceramic mass to make clinker bricks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549641C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754747C1 (en) * 2021-02-04 2021-09-07 Институт проблем промышленной экологии Севера - обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Кольский научный центр Российской академии наук" (ИППЭС КНЦ РАН) Ceramic mass for producing clinker bricks

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1028636A1 (en) * 1981-11-02 1983-07-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Ceramic composition
SU1530611A1 (en) * 1987-11-10 1989-12-23 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Ceramic composition
RU2140888C1 (en) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick
RU2250205C2 (en) * 2003-04-11 2005-04-20 Тывинский государственный университет Ceramic mixture for manufacturing wall materials
RU2278088C1 (en) * 2004-11-24 2006-06-20 Тывинский государственный университет Ceramic mass for majolica article production
RU2312088C1 (en) * 2006-05-10 2007-12-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mix
WO2012010845A2 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Ibr Consult B.V. Production of fired ceramic articles
US8470087B2 (en) * 2009-12-11 2013-06-25 Se-Lin Lee Production method for a lightweight construction material using asbestos waste

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1028636A1 (en) * 1981-11-02 1983-07-15 Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Ceramic composition
SU1530611A1 (en) * 1987-11-10 1989-12-23 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Ceramic composition
RU2140888C1 (en) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick
RU2250205C2 (en) * 2003-04-11 2005-04-20 Тывинский государственный университет Ceramic mixture for manufacturing wall materials
RU2278088C1 (en) * 2004-11-24 2006-06-20 Тывинский государственный университет Ceramic mass for majolica article production
RU2312088C1 (en) * 2006-05-10 2007-12-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mix
US8470087B2 (en) * 2009-12-11 2013-06-25 Se-Lin Lee Production method for a lightweight construction material using asbestos waste
WO2012010845A2 (en) * 2010-07-22 2012-01-26 Ibr Consult B.V. Production of fired ceramic articles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754747C1 (en) * 2021-02-04 2021-09-07 Институт проблем промышленной экологии Севера - обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра "Кольский научный центр Российской академии наук" (ИППЭС КНЦ РАН) Ceramic mass for producing clinker bricks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reig et al. Use of ceramic sanitaryware as an alternative for the development of new sustainable binders
RU2365555C2 (en) Granulated compositional filler for silicate wall products based on tripoli, diatomite and silica clay, composition of raw material mixture for silicate wall products manufacturing, method of obtaining silicate wall products and silicate wall product
RU2549641C1 (en) Ceramic mass to make clinker bricks
KR102321696B1 (en) Composite comprising a mineral wool comprising a sugar
US10435328B2 (en) Expanded-glass granular material and method for producing same
Darweesh et al. Densification and thermomechanical properties of conventional ceramic composites containing two different industrial byproducts
RU2430900C1 (en) Ceramic mass for floor tiles fabrication
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
RU2755112C1 (en) Ceramic mass for wall materials
RU2327668C1 (en) Raw mixture for manufacture of ceramic products
CN106242335B (en) A method of producing high performance structures lightweight aggregate using copper ashes
RU2799712C1 (en) Ceramic mass for manufacturing wall materials
RU2433106C2 (en) Method of producing heat-insulating calcium hexaaluminate material
RU2520308C1 (en) Ceramic mixture for making facing tile
RU2389708C1 (en) Ceramic mixture for making wall materials
CN107117836A (en) A kind of method that carbide slag cement is prepared by carbide slag
RU2197446C2 (en) Ceramic mass for manufacture of ceramic brick
RU2497767C1 (en) Method of cement obtaining
RU2496742C1 (en) Ceramic mixture
RU2440946C2 (en) Crude mixture for making ceramic heat-efficient wall articles
RU2754747C1 (en) Ceramic mass for producing clinker bricks
RU2370468C1 (en) Thermal insulating mixture
Jivotkov et al. Silicate brick with reduced density and thermal conductivity
RU2365556C2 (en) Granulated pearlite-based compositional filler for silicate wall products, composition of raw material mixture for silicate wall products manufacturing, method of obtaining silicate wall products and silicate wall product
RU2140888C1 (en) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick

Legal Events

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

Effective date: 20160212