RU2641533C1 - Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики - Google Patents

Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики Download PDF

Info

Publication number
RU2641533C1
RU2641533C1 RU2016147274A RU2016147274A RU2641533C1 RU 2641533 C1 RU2641533 C1 RU 2641533C1 RU 2016147274 A RU2016147274 A RU 2016147274A RU 2016147274 A RU2016147274 A RU 2016147274A RU 2641533 C1 RU2641533 C1 RU 2641533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
raw materials
vanadium slag
iron ore
clay
slag
Prior art date
Application number
RU2016147274A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Юрьевич Столбоушкин
Данил Викторович Акст
Александр Иванович Иванов
Оксана Андреевна Фомина
Вадим Александрович Сыромясов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
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 высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2016147274A priority Critical patent/RU2641533C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641533C1 publication Critical patent/RU2641533C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности декоративных керамических кирпича и камней. Технический результат – увеличение прочности и морозостойкости, снижение водопоглощения, получение декоративных изделий. Способ получения сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики, содержащей шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и ванадиевый шлак, включающий сушку компонентов, измельчение указанных шлака и сырья и их последующее смешение, гранулирование с получением гранулированной пресс-массы, ее полусухое прессование и обжиг изделий, где осуществляют увлажнение указанной шламистой части и гранулирование ее в турболопастном смесителе-грануляторе до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм при частоте вращения лопастей 20-25 с-1, с последующим опудриванием их смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака при следующем соотношении компонентов, масс. %: шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88, глинистое сырье 10-15, ванадиевый шлак 2-10. 1 ил., 3 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности декоративных керамических кирпича и камней.
Известен способ изготовления керамических изделий, заключающийся в грануляции тонкой фракции отходов обогащения железных руд на тарельчатом грануляторе в процессе увлажнения, опудривании гранул сухой измельченной глиной в процессе приготовления пресс-порошка (шихты), полусухом прессовании и обжиге изделий [1].
Недостатками указанного способа являются получение на тарельчатом грануляторе гранул полифракционного состава с неоднородной влажностью, неравномерное распределение влажности в кирпиче-сырце вследствие образования крупных (до 15 мм) гранул, низкая марка по морозостойкости (35 циклов) изделий.
Наиболее близким к изобретению является способ изготовления керамических изделий, включающий предварительную сушку шламистой части отходов обогащения железных руд, сушку и помол глины и стеклобоя, грануляцию на труболопастном смесителе-грануляторе и увлажнение до формовочной влажности (8-12%) смеси шламистой части отходов обогащения железных руд с частью (5-10 масс. %) измельченной глины, опудривание полученных гранул преимущественного размера 1-3 мм смесью оставшейся глины и стеклобоя в смесителе-грануляторе, полусухое прессование и обжиг изделий [2], состав сырьевой смеси:
глина 10-20
отходы обогащения железных руд 70-85
стеклобой 5-10
Недостатком указанного способа является использование дополнительного компонента в виде тонкомолотого стеклобоя при опудривании гранул, который, с одной стороны, формирует пиропластичную фазу при обжиге, но, с другой, снижает действие красящих оксидов и препятствует получению декоративной стеновой керамики.
Техническим результатом изобретения является увеличение предела прочности при сжатии, снижение водопоглощения, повышение морозостойкости и получение декоративных стеновых керамических изделий путем замены тонкомолотого стеклобоя на ванадиевый шлак в составе опудривающей добавки.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления декоративных керамических изделий содержит в качестве компонентов шламистую часть отходов обогащения железных руд, природное глинистое сырье и ванадиевый шлак при следующем их соотношении, масс. %:
шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88
глинистое сырье 10-15
ванадиевый шлак 2-10
Шламистая часть отходов обогащения железных руд увлажняется до формовочной влажности (11-13%) и гранулируется в турболопастном смесителе-грануляторе без введения глинистых компонентов при частоте вращения лопастей 20-25 с-1 до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм, которые опудриваются смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака.
Использование грануляции с опудриванием позволяет снизить расход красящей добавки (ванадиевого шлака) и за счет ее концентрации на поверхности гранул получить декоративные стеновые керамические изделия с высокими физико-механическими характеристиками.
В способе используется ванадиевый шлак, который является побочным продуктом сталелитейного процесса. Химический состав, масс. %: V2O5 - 14,27-18,35; FeO - 18,96-20,11; SiO2 - 10,51-13,65; CaO - 1,98-2,83; MgO - 5,12-6,24; TiO2 - 8,95-10,21; MnO - 7,91-9,32.
Минералогический состав представлен шпинелевой структурой вида (Fe, Mg, V)⋅Ti2O4 с примесями α-Fe. Ванадиевый шлак измельчался до класса - 80 мкм.
Ванадиевый шлак содержит красящие оксиды ванадия и железа в отсутствии тонкомолотого натриевого стеклобоя при концентрации на поверхности гранул в сочетании с шламистой частью отходов обогащения железных руд и еспечивает декоративную окраску керамических изделий.
Пентоксид V2O5, концентрируясь в оболочке на поверхности гранул керамического матричного композита, в сочетании с оксидом железа в закисной форме,продуцирует жидкую фазу с образованием высокотемпературных шпинелей - ванадатов (FeVO4), что интенсифицирует процессы спекания и приводит к увеличению прочности и снижению водопоглощения керамического черепка.
Шламистая часть отходов обогащения железных руд является крупнотоннажным тонкодисперсным отходом основного производства железорудных обогатительных фабрик со средним размером частиц 15-18 мкм и насыпной плотностью 1,4-1,6 г/см3. Химический состав, масс. %: SiO2 - 33,23-34,99; CaO - 14,97-23,83; MgO - 5,59-11,88; Al2O3 - 8,99-9,80; Fe2O3 -17,21-19,69; TiO2 - 0,34-0,36; MnO - 0,59-1,36; Na2O - 0,40-0,42; K2O - 0,75-0,86. Потери при прокаливании отходов - 10,26-10,90 масс. %. Минеральный состав шламистой части отходов обогащения железных руд представлен полевыми шпатами, кварцем, слюдой, пироксеном, амфиболами, хлоритами железистого типа с небольшим содержанием смешанослойных образований.
Используемое глинистое сырье относится к сырью гидрослюдистокаолинит-монтмориллонитового типа, с низким содержанием крупнозернистых включений.
На чертеже схематично изображена структура изделий стеновой керамики, получаемых по изобретенному способу: 1 - граница контакта между гранулами, 2 - приграничная зона гранулы, 3 - центральная часть гранулы.
Технологическим результатом опудривания гранул из шламистой части отходов обогащения железных руд смесью ванадиевого шлака и глинистого сырья является интенсивное формирование на границе контакта между гранулами (поз. 1) при температуре 750°С жидкой фазы за счет концентрации оксидов-плавней: V2O5 и FeO. Появление расплава на поверхности гранул запускает механизм протекания твердофазных реакций в интервале температур 850-950°С сначала в приграничной зоне гранул (поз. 2). Выдержка образцов при максимальной температуре обжига 1000-1050°С в течение 3-4 часов способствует развитию процесса твердофазных реакций, направленного к центральной части гранул (поз. 3). Спекшиеся поверхность контакта и приграничная зона гранул образуют вместе с недоспеченными ядрами, сформировавшимися из гранул, пространственно организованный ячеисто-заполненный каркас. При последующем охлаждении из пиропластичной фазы вокруг ядер формируется стеклокристаллическая система, содержащая красно-коричневые кристаллы ванадата железа(III). После обжига формируется декоративная стеновая керамика с матричной структурой, обеспечивающей выразительную окраску красно-коричнево-черных тонов и высокие показатели прочности и морозостойкости изделий.
Пример
Изделия изготавливают по следующей технологии. Глинистое сырье и ванадиевый шлак сушат и измельчают до полного прохождения через сито 0,63 мм, шламистая часть отходов обогащения железных руд представляет собой тонкодисперсный материал со средним размером частиц 15-18 мкм и дополнительного измельчения не требует. Предварительная обработка заключается в сушке отходов обогащения железных руд до остаточной влажности 2-3%.
Керамическую шихту готовят следующим образом. Отходы обогащения железных руд увлажняют и гранулируют на турболопастном смесителе-грануляторе до крупности гранул 1-3 мм (угол наклона чаши 45°, частота вращения чаши 0,33 с-1, частота вращения лопастей 20-25
с-1). Подачу воды осуществляют разбрызгиванием из расчета формовочной влажности шихты 11-13%. После формирования гранул в гранулятор вводится добавка из ванадиевого шлака и глинистого сырья. В результате происходит опудривание гранул равномерным слоем добавки. Процентное содержание компонентов и цветовая палитра (по аддитивной цветовой модели RGB) получаемых керамических изделий представлена в таблицах 1 и 2 соответственно.
Figure 00000001
Figure 00000002
Керамические изделия, получаемые по известному способу, имеют грязно-серую окраску от темного до черного тонов. Изделия по предлагаемому способу имеют окраску различных оттенков от красно-коричневого до черно-коричневого цвета в зависимости от процентного содержания добавки ванадиевого шлака.
Прессование кирпича-сырца из гранулированной пресс-массы влажностью 11-13% осуществляют на прессе при удельном давлении прессования 15-20 МПа. Сушка изделий происходит в течение 10-16 часов при максимальной температуре 100-110°С, обжиг осуществляется при температуре 1000-1050°C с изотермической выдержкой в течение 3-4 часов.
В таблице 3 приведены физико-механические свойства изделий.
Figure 00000003
Источники информации
1. Пат. №2005702 C1 РФ, МПК С04В 33/00 (1990.01). Способ приготовления керамических изделий [Текст] / Стороженко Г.И., Столбоушкин А.Ю., Болдырев Г.В., Черепанов К.А., Сайбулатов С.Ж. - №91 4948690/03; заявл. 25.06.1991.
2. Пат. №2500647 C1 РФ, МПК С04В 33/132 (2006.01). Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики и способ ее получения [Текст] / Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И., Иванов А.И., Бердов Г.И., Столбоушкина О.А. - №2012116133/03; заявл. 20.04.2012; опубл. 10.12.2013; Бюл. №34.

Claims (2)

  1. Способ получения сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики, содержащей шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и ванадиевый шлак, включающий сушку компонентов, измельчение указанных шлака и сырья и их последующее смешение, гранулирование с получением гранулированной пресс-массы, ее полусухое прессование и обжиг изделий, отличающийся тем, что осуществляют увлажнение указанной шламистой части и гранулирование ее в турболопастном смесителе-грануляторе до получения гранул преимущественного размера 1-3 мм при частоте вращения лопастей 20-25 с-1, с последующим опудриванием их смесью глинистого сырья и ванадиевого шлака при следующем соотношении компонентов, масс. %:
  2. шламистая часть отходов обогащения железных руд 80-88 глинистое сырье 10-15 ванадиевый шлак 2-10
RU2016147274A 2016-12-01 2016-12-01 Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики RU2641533C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147274A RU2641533C1 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147274A RU2641533C1 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2641533C1 true RU2641533C1 (ru) 2018-01-18

Family

ID=68235693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147274A RU2641533C1 (ru) 2016-12-01 2016-12-01 Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2641533C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701657C1 (ru) * 2018-12-19 2019-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Способ получения сырьевой смеси для декоративной строительной керамики

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299632A (en) * 1980-09-22 1981-11-10 Naum Gosin Ceramic mixture
SU1694539A1 (ru) * 1989-08-04 1991-11-30 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Сырьева смесь дл изготовлени стеновых изделий
RU2005702C1 (ru) * 1991-06-25 1994-01-15 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Способ изготовления керамических изделий
RU2232735C1 (ru) * 2002-12-23 2004-07-20 Сибирский государственный индустриальный университет Сырьевая смесь для изготовления стеновых изделий
RU2415103C1 (ru) * 2009-08-03 2011-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Спецремонт" Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий
RU2487844C1 (ru) * 2012-02-13 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4299632A (en) * 1980-09-22 1981-11-10 Naum Gosin Ceramic mixture
SU1694539A1 (ru) * 1989-08-04 1991-11-30 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Сырьева смесь дл изготовлени стеновых изделий
RU2005702C1 (ru) * 1991-06-25 1994-01-15 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Способ изготовления керамических изделий
RU2232735C1 (ru) * 2002-12-23 2004-07-20 Сибирский государственный индустриальный университет Сырьевая смесь для изготовления стеновых изделий
RU2415103C1 (ru) * 2009-08-03 2011-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Спецремонт" Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий
RU2487844C1 (ru) * 2012-02-13 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701657C1 (ru) * 2018-12-19 2019-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" Способ получения сырьевой смеси для декоративной строительной керамики

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Sustainable resource opportunity for cane molasses: use of cane molasses as a grinding aid in the production of Portland cement
CN109279615B (zh) 一种低成本高白度煅烧滑石的制备方法
CN103864404A (zh) 一种利用石英砂尾矿和污泥制作的陶粒及其制备方法
CN101851110B (zh) 利用板岩锯泥制备轻质建材陶粒的方法
WO2014176656A1 (pt) Processo para produção de agregado fino para cimento a partir da lama vermelha resultante do processo de beneficiamento de bauxita (processo bayer)
RU2641533C1 (ru) Способ получений сырьевой смеси для декоративной стеновой керамики
KR101964801B1 (ko) 레드머드 세라믹 및 이의 제조방법
RU2701657C1 (ru) Способ получения сырьевой смеси для декоративной строительной керамики
CN105906206A (zh) 一种抗裂性能好的玻璃瓶及其制备工艺
CN1065849A (zh) 钢渣水泥
KR101256807B1 (ko) 활용도가 낮은 석회석 분말을 이용한 생석회 성형체 및 그 제조방법과 이를 이용한 경질탄산칼슘
CN107793132A (zh) 基于陶瓷抛光渣的陶瓷砖及其制备方法
RU2327668C1 (ru) Сырьевая смесь для получения керамических изделий
RU2582162C1 (ru) Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта
CN110304854B (zh) 一种氧化镁膨胀剂熟料及其制备方法
SU1066967A1 (ru) Способ изготовлени легкого заполнител
RU2615199C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий
CN102166782B (zh) 凹凸棒陶瓷浆料的生产方法
RU2005702C1 (ru) Способ изготовления керамических изделий
CN102166784A (zh) 凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法
CN102166783B (zh) 凹凸棒瓷土粉的生产方法
KR20160128720A (ko) 하소한 폐커피분말을 포함하는 도자기 소지 및 그 제조방법
CN110510997A (zh) 黄金焙烧渣生产烧结路面景观砖的干法制备工艺
RU2500647C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики и способ ее получения
RU2487844C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Legal Events

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

Effective date: 20191202