RU2638996C2 - Шихта для получения глинозольного кирпича - Google Patents

Шихта для получения глинозольного кирпича Download PDF

Info

Publication number
RU2638996C2
RU2638996C2 RU2015120432A RU2015120432A RU2638996C2 RU 2638996 C2 RU2638996 C2 RU 2638996C2 RU 2015120432 A RU2015120432 A RU 2015120432A RU 2015120432 A RU2015120432 A RU 2015120432A RU 2638996 C2 RU2638996 C2 RU 2638996C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
clay
ash
coal
carbon
fired power
Prior art date
Application number
RU2015120432A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015120432A (ru
Inventor
Леонид Михайлович Делицын
Валерий Сергеевич Бакунов
Николай Евгеньевич Коробов
Василий Михайлович Короткий
Светлана Валентиновна Сударева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ 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 учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2015120432A priority Critical patent/RU2638996C2/ru
Publication of RU2015120432A publication Critical patent/RU2015120432A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638996C2 publication Critical patent/RU2638996C2/ru

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
    • 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
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • 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
    • 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
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • 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
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/135—Combustion residues, e.g. fly ash, incineration waste
    • C04B33/1352—Fuel ashes, e.g. fly ash
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production 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

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов шихты и сырьевых смесей для изготовления кирпича как лицевого, так и обычного, а также при производстве золокерамических камней. Технический результат от использования предложенного изобретения состоит в повышении прочности и снижении влагопроницаемости глинозольного кирпича, полученного из шихты на основе дешевого сырья в виде глины и топливной золы угольных электростанций. При этом утилизация золы угольных ТЭС обеспечивает решение актуальной задачи ее комплексного использования в строительной индустрии при получении сравнительно недорогих и высококачественных изделий в виде золокерамических камней и кирпича. Шихта для получения глинозольного кирпича, содержащая глину и топливную золу, согласно изобретению, включает глину монтмориллонитовую и топливную золу угольных электростанций, очищенную от примеси углерода и оксидов железа до значений 2-4 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: топливная зола угольных электростанций, очищенная от примеси углерода и оксидов железа 45-55; глина монтмориллонитовая - остальное.

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов шихты и сырьевых смесей для изготовления кирпича и может быть использовано при изготовлении как лицевого, так и обычного кирпича, а также при производстве золокерамических камней.
Известна сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая отощающую добавку на основе зольного компонента и глину, отличающаяся тем, что в качестве зольного компонента отощающая добавка содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 100-600 м2/кг, насыпной плотностью 750-800 кг/м3 и содержанием SO3 1,5-2,0% или ее смесь с песком или ее смесь с опилками при их соотношении от 1:1 до 6:1 при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: отощающая добавка - 2,0-80, глина - 20-98 (см. патент РФ №2148047, опубл. 27.04.2000).
Известное техническое решение связано, преимущественно, с утилизацией отходов городского коммунального хозяйства, что сужает область применения изобретения.
Известна сырьевая смесь на основе шихты, содержащая глину, топливную золу, щелочесодержащий компонент, воду, шамот, в качестве щелочесодержащего компонента использован алюмощелочной шлам, при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина 10-12; топливная зола 10-12; вода 10-12; алюмощелочной шлам 6-8; шамот - остальное (см. патент РФ №2329993, опубл. 27.07.2008).
К недостаткам известного технического решения следует отнести необходимость использования в качестве основных компонентов сырьевой смеси шамота и алюмощелочного шлама - продукта щелочного травления алюминия, при этом в смеси используется сравнительно малое количество топливной золы, запасы которой практически неограниченны.
Известна золокерамическая шихта, включающая, мас. %: глина 8-50, спекающая добавка 5-40, зола от сжигания углей 20-90 (см. патент РФ №2387617, опубл. 27.04.2010).
В одном из примеров реализации известной шихты раскрыт состав, включающий 50% глины, 45% золы и 5% добавки, при этом изделия, изготовленные из такой шихты, обладают сравнительно высокими пределом прочности при сжатии 45 МПа и водопоглощением до 10-12%, при этом зола от сжигания углей содержит 3-6 мас. % Fe2O3 и п.п.п. <5%.
К недостаткам известного технического решения следует отнести повышенное водопоглощение изделий, полученных из данной шихты, а также необходимость использования при их изготовлении до 40 мас. % спекающей добавки.
Наиболее близким техническим решением к предложенному по совокупности существенных признаков является шихта для изготовления стеновых изделий, содержащая до 60-85 мас. % топливной золы электрофильтра, до 15-40 мас. % бентонита или монтмориллонитовой глины и небольшого количества воды (см. патент DE 2114017, кл. С04В 31/10, опубл. 14.10.1971 - прототип).
Прочность на сжатие стеновых изделий, изготовленных с использованием известной шихты, достигает 20-26 МПа, однако водопоглощение получаемых изделий при этом достаточно велико 30-40%, что является существенным недостатком в условиях эксплуатации изделий в средах с повышенным содержанием влаги, а использование топливной золы электрофильтра ограничивает область использования известной шихты.
Ожидаемый технический результат от использования предложенного изобретения состоит, преимущественно, в снижении влагопроницаемости глинозольных кирпичей и упрощении состава двухкомпонентной шихты на основе дешевого сырья в виде монтмориллонитовой глины и рядовой топливной золы угольных электростанций, очищенной от примеси углерода и железа. Использование предлагаемой шихты с предварительной очисткой золы и последующей термообработкой сырого изделия обеспечивает решение актуальной задачи комплексного использования золы угольных ТЭС в строительной индустрии и получение сравнительно недорогих и высококачественных изделий в виде золокерамических камней и кирпича.
Указанный технический результат достигается тем, что шихта для получения глинозольного кирпича, содержащая глину и топливную золу, согласно изобретению, включает глину монтмориллонитовую и топливную золу угольных электростанций, очищенную от примеси углерода и оксидов железа, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
топливная зола угольных электростанций,
очищенная от примеси углерода и оксидов железа 45-55;
глина монтмориллонитовая остальное,
причем примеси углерода извлекают методом пенной флотации, а примеси оксидов железа в виде магнитной фракции - методом электродинамической сепарации.
В качестве сырьевых компонентов шихты для получения глинозольного кирпича используют глину и топливную золу угольных электростанций, очищенную от примесей углерода (недожог угля) и оксидов железа (магнетита). Глина используется местная, монтмориллонитовая, содержащая мас. %: SiO2 55-80, Al2O3 7-21, Fe2O3 3-12, СаО 0,5-10, MgO 0,5-3, Na2O+K2O 0,3-2, п.п.п. 3-15. Используются золы угольных электростанций, содержащие, мас. %: SiO2 45-55, Al2O3 18-24, Fe2O3 6-12, СаО 2-5, MgO 1-3, Na2O+K2O 0,3-2,0, С (недожог угля) 8-20, прочие 2-5. Золы, имеющие, преимущественно, гранулометрический состав: классы +160 мкм 8-10%, -160+125 мкм 5-8%, -125+100 мкм 42-45%, -100+80 мкм 21-25%, -80+56 мкм 5-10%, -56+45 мкм 7-8%, меньше 45 мкм 5-10%, подвергают следующей предварительной подготовке. Вначале методом пенной флотации из топливной золы угольных электростанций извлекают углерод (недожог угля), затем методом электродинамической сепарации извлекают магнитную фракцию. Углеродный флотационный концентрат, содержащий 65-70% углерода, направляют в качестве топлива на электростанцию, а магнитную фракцию, содержащую 60-72% Fe2O3, направляют для переработки на предприятие черной металлургию.
Очищенная таким способом от примеси углерода и железа топливная зола угольных электростанций, которую направляют на приготовление шихты, содержит 2-4 мас. % Fe2O3 и 2-4 мас. % С (недожог угля) и имеет следующий химический состав (среднее содержание по 74 испытаниям), мас. %: SiO2 60,2; Al2O3 25,3; Fe2O3 3,6; СаО 4,2; MgO 2; Na2O+K2O 0,36; С (недожог угля) 3,6; прочие 0,20 (сумма компонентов = 100%).
Ограничения по содержанию углерода в топливной золе угольных электростанций связано с тем, что при содержании углерода больше 5% получают кирпичи с неоднородной структурой и увеличенным содержанием открытых пор, что вызывает повышенное водопоглощение кирпичной продукции. При содержании Fe2O3 выше 5% в процессе термической обработки шихты в условиях, существующих в печи температурных градиентов, образуются легкоплавкие эвтектики, которые вызывают деформацию кирпича и образование пятнистой неоднородной окраски, что связано с неоднородным распределением оксидов железа в заготовке при ее формовании.
В предложенной шихте, составными частями которой являются глина монтмориллонитовая и топливная зола угольных электростанций, очищенная от примеси углерода и оксидов железа, указанные компоненты необходимо равномерно распределить по всему объему шихты. При упомянутом содержании глины монтмориллонитовой и золы, очищенной от С и Fe2O3, получаемые глинозольные кирпичи имеют сравнительно высокие прочностные характеристики и низкое водопоглощение.
При содержании в шихте золы больше 55% обожженные кирпичи содержат поперечные трещины; при содержании в шихте золы меньше 45% обожженные кирпичи деформируются. При содержании в шихте топливной золы угольных электростанций, очищенной от С и Fe2O3 в количестве 45-55 мас. % и глины монтмориллонитовой (остальное) получают полуфабрикаты кирпичей, которые после обжига полностью сохраняют форму и геометрические размеры. При соблюдении указанных условий в получаемых кирпичах отсутствуют трещины, деформированные участки и неоднородная окраска.
Шихту, содержащую топливную золу угольных электростанций и глину монтмориллонитовую в указанном соотношении, увлажняют до влажности 8-11%, перемешивают в шнековом смесителе, заполняют шихтой пресс-формы под давлением, высушивают заготовки при температуре от 20 до 300°С в течение 5 часов со скоростью 60 градусов в час, нагревают от 300 до 1100°С в течение 2 часов со скоростью 400 градусов в час и затем выдерживают при температуре 1100°С в течение 1 часа, охлаждая до температуры 20°С в течение 18-20 часов. Полученные кирпичи имеют плотность 1,25-1,55 кг/м3, водопоглощение 9,6% (среднее по 30-ти измерениям), предел прочности на сжатие 16 МПа, теплопроводность образцов находится в пределах 0,7-0,8 Вт/м °С, морозостойкость 35 циклов, изменения геометрических размеров кирпичей после 35 циклов замораживания не происходит. Кирпичи, выдержанные в воде в течение 900 суток, не деформируются и сохраняют исходные геометрические размеры.

Claims (3)

  1. Шихта для получения глинозольного кирпича, содержащая глину и топливную золу, отличающаяся тем, что включает глину монтмориллонитовую и топливную золу угольных электростанций, очищенную от примеси углерода и оксидов железа до значений в диапазоне 2-4 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. топливная зола угольных электростанций, очищенная от примеси углерода и оксидов железа 45-55 глина монтмориллонитовая остальное,
  3. причем примеси углерода извлекают методом пенной флотации, а примеси оксидов железа в виде магнитной фракции - методом электродинамической сепарации.
RU2015120432A 2015-05-29 2015-05-29 Шихта для получения глинозольного кирпича RU2638996C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120432A RU2638996C2 (ru) 2015-05-29 2015-05-29 Шихта для получения глинозольного кирпича

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120432A RU2638996C2 (ru) 2015-05-29 2015-05-29 Шихта для получения глинозольного кирпича

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120432A RU2015120432A (ru) 2016-12-27
RU2638996C2 true RU2638996C2 (ru) 2017-12-19

Family

ID=57759226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120432A RU2638996C2 (ru) 2015-05-29 2015-05-29 Шихта для получения глинозольного кирпича

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638996C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2114017A1 (de) * 1970-04-02 1971-10-14 Zd Za Raziskavo Materiala In K Verfahren zur Herstellung von gebrannten Bauelementen und eine Mischung zu seiner Ausfuehrung
EP0087474A1 (en) * 1981-04-03 1983-09-07 The Tohoku Electric Power Co., Inc. Clay products and process for their production
RU2329993C1 (ru) * 2006-12-25 2008-07-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Сырьевая смесь
RU2387617C1 (ru) * 2008-12-16 2010-04-27 Закрытое акционерное общество "Гранула" Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2114017A1 (de) * 1970-04-02 1971-10-14 Zd Za Raziskavo Materiala In K Verfahren zur Herstellung von gebrannten Bauelementen und eine Mischung zu seiner Ausfuehrung
EP0087474A1 (en) * 1981-04-03 1983-09-07 The Tohoku Electric Power Co., Inc. Clay products and process for their production
RU2329993C1 (ru) * 2006-12-25 2008-07-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Сырьевая смесь
RU2387617C1 (ru) * 2008-12-16 2010-04-27 Закрытое акционерное общество "Гранула" Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛУНДИНА М.Г. "Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов", Москва, ВНИИЭСМ, 1974, с. 32-33. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015120432A (ru) 2016-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Preparation and characterization of foam ceramics from red mud and fly ash using sodium silicate as foaming agent
CN103204692B (zh) 一种轻质莫来石砖及其制备方法
Ozturk et al. An investigation of the effect of alkaline oxides on porcelain tiles using factorial design
CN103449744A (zh) 一种粉煤灰基地质聚合物及其制备方法
WO2015007226A1 (zh) 白云石复合掺合料的制备方法及新应用
JP2013103865A (ja) セメントペーストの製造方法
CN102329143B (zh) 一种水泥窑用镁铝尖晶石抗结皮不定形耐火材料及其制备方法与应用
Arezki et al. The effect of the addition of ground olive stones on the physical and mechanical properties of clay bricks
CN106587674A (zh) 一种硅酸盐水泥及其制备方法与应用
CN104193372B (zh) 一种高强耐碱浇注料及其制备方法
CN112125644A (zh) 一种卫生陶瓷及其制备方法
KR101390132B1 (ko) 1종 조강형 시멘트를 사용한 고강도 콘크리트 조성물 및 콘크리트
CN110204323A (zh) 一种节能型堇青石锆英石复相材料及其制备方法
Wimuktiwan et al. Influence of the addition of pore foaming agent on mechanical and thermal properties of porcelain tiles
JP6036167B2 (ja) 低炭素型セメントペースト組成物
RU2387617C1 (ru) Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов
CN106220057B (zh) 一种煤基固废发泡保温材料及其制备方法
RU2638996C2 (ru) Шихта для получения глинозольного кирпича
Binici et al. The use of fly ash and basaltic pumice as additives in the productionof clay fired brick in Turkey
You et al. Preparation and properties of alkali-activated cement containing phosphorous slag and fly ash
CN107879726B (zh) 一种粉煤灰烧结砖的制备方法
Zhou et al. Effects of CaO-Li2O-K2O-Na2O fluxing agents on the properties of porcelain ceramic tiles
Nazari et al. Boroaluminosilicate geopolymers: role of NaOH concentration and curing temperature
RU2520189C2 (ru) Сырьевая композиция для изготовления керамических изделий
Kang et al. Fabrication of artificial light-weight aggregates of uniform bloating properties using a temperature-raising sintering method