RU2754747C1 - Ceramic mass for producing clinker bricks - Google Patents
Ceramic mass for producing clinker bricks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754747C1 RU2754747C1 RU2021102625A RU2021102625A RU2754747C1 RU 2754747 C1 RU2754747 C1 RU 2754747C1 RU 2021102625 A RU2021102625 A RU 2021102625A RU 2021102625 A RU2021102625 A RU 2021102625A RU 2754747 C1 RU2754747 C1 RU 2754747C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mgo
- sio
- feo
- mno
- tio
- Prior art date
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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/30—Mixed waste; Waste of undefined composition
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий клинкерной керамики.The invention relates to the building materials industry and can be used in the manufacture of clinker ceramics.
Одним из перспективных направлений использования отходов горно-металлургического комплекса является получение керамических строительных материалов: стеновых, облицовочных и тротуарных изделий. Утилизация отходов в строительные материалы направлена на решение социальных и экологических проблем, улучшение жилищных условий населения, создание дополнительных рабочих мест. Применение вторичного сырья снижает потребность в первичных минерально-сырьевых ресурсах, отпадает необходимость в специализированных карьерах по разработке глин, нарушении природных ландшафтов. Утилизация отходов в промышленности строительных материалов решает не только экологические, но и экономические задачи, поскольку сырье из отходов для производства стеновой керамики в 2-3 раза дешевле, чем природное.One of the promising areas of using waste from the mining and metallurgical complex is the production of ceramic building materials: wall, facing and sidewalk products. Disposal of waste into building materials is aimed at solving social and environmental problems, improving the living conditions of the population, creating additional jobs. The use of secondary raw materials reduces the need for primary mineral resources, there is no need for specialized quarries for the development of clays, disturbance of natural landscapes. Utilization of waste in the building materials industry solves not only environmental, but also economic problems, since raw materials from waste for the production of wall ceramics are 2-3 times cheaper than natural ones.
Известна сырьевая смесь для изготовления керамических изделий различного назначения, преимущественно лицевого и клинкерного кирпича, по патенту РФ на изобретение №2515107 от 23.05.2012 г. Сырьевая смесь включает глину монтмориллонитового типа и трепел при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина монтмориллонитового типа - 30-50; трепел - 50-70. При этом используют глину монтмориллонитового типа следующего состава, мас. %: монтмориллонит - 44-46, гидрослюда - 5-7, каолинит - 5-7, кварц - 43-45, кальцит - 0,5-1,5, а в химический состав трепела входят оксиды SiO2 - 70,05-71,85%; Al2O3 - 8,68-9,73%; Fe2O3 - 3,62-3,91%; СаО - 3,79-4,21%; MgO - 1,28-1,29%; Na2O - 0,15-0,16%; K2O -2,01-2,06% следующего минералогического состава, мас. %: цеолит - 30-32; опал-кристобалит - 29-31; гидрослюда - 18-19; монтмориллонит - 10-12; кварц - 7-8; кальцит - 1-2, указанного ниже зернового состава: размер частиц 1,0-0,063 мм - 10-30%; 0,063-0,005 мм - 31-38%; менее 0,005 - 40-52%.Known raw mixture for the manufacture of ceramic products for various purposes, mainly facing and clinker bricks, according to the RF patent for invention No. 2515107 dated 23.05.2012, the raw mixture includes clay of the montmorillonite type and tripoli with the following ratio of components, wt. %: clay of montmorillonite type - 30-50; tripoli - 50-70. When this clay is used montmorillonite type of the following composition, wt. %: montmorillonite - 44-46, hydromica - 5-7, kaolinite - 5-7, quartz - 43-45, calcite - 0.5-1.5, and the chemical composition of tripoli includes oxides SiO 2 - 70.05- 71.85%; Al 2 O 3 - 8.68-9.73%; Fe 2 O 3 - 3.62-3.91%; CaO - 3.79-4.21%; MgO - 1.28-1.29%; Na 2 O - 0.15-0.16%; K 2 O -2.01-2.06% of the following mineralogical composition, wt. %: zeolite - 30-32; opal-cristobalite - 29-31; hydromica - 18-19; montmorillonite - 10-12; quartz - 7-8; calcite - 1-2 of the grain composition indicated below: particle size 1.0-0.063 mm - 10-30%; 0.063-0.005 mm - 31-38%; less than 0.005 - 40-52%.
Недостатком данной керамической массы является использование в ее составе первичного сырья - глин и трепелов. Недостатками также являются относительно невысокая прочность керамических изделий при сжатии - 23,7-49,2 МПа и изгибе - 5,3-9,3 МПа.The disadvantage of this ceramic mass is the use in its composition of primary raw materials - clays and tripoli. The disadvantages are also the relatively low strength of ceramic products in compression - 23.7-49.2 MPa and bending - 5.3-9.3 MPa.
Известна также керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича, включающая аргиллит и воду, по патенту РФ на изобретение №2646261 от 27.03.2017 г. Она содержит аргиллит, измельченный до размера менее 1,0 мм при содержании фракции 0-0,5 мм не менее 80%, и дополнительно апатитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %: аргиллит 76,5-83,5, апатитовый концентрат 0,5-5,5, вода 16,0-18,0. Недостатком является использование в смеси апатитового концентрата - продукта переработки апатит-нефелиновых руд, высококачественного фосфатного сырья, используемого для производства минеральных удобрений и фосфорных соединений.Also known is a ceramic mass for the manufacture of clinker bricks, including mudstone and water, according to the RF patent for invention No. 2646261 dated March 27, 2017, It contains mudstone, crushed to a size of less than 1.0 mm with a fraction of 0-0.5 mm not less 80%, and additionally apatite concentrate with the following ratio of components, wt. %: argillite 76.5-83.5, apatite concentrate 0.5-5.5, water 16.0-18.0. The disadvantage is the use of apatite concentrate in the mixture - a product of processing apatite-nepheline ores, high-quality phosphate raw materials used for the production of mineral fertilizers and phosphorus compounds.
Известен также принятый в качестве прототипа способ получения клинкерного кирпича по патенту РФ на изобретение №2549641 от 11.02.2014 г. В нем в качестве компонента сырьевой смеси используются отходы горно-металлургического комплекса - хвосты извлечения кобальтового концентрата. Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича включает следующие компоненты, мас. %: цеолитсодержащая порода - 60-80; хвосты извлечения кобальтового концентрата - 20-40. Используют хвосты измельчения кобальтового концентрата, характеризующиеся объемной насыпной массой 920 кг/м3, плотностью 2720 кг/м3, огнеупорностью 1200°С, минералогическим составом, включающим ортоклаз, кварц, глинистые минералы, железистые соединения и карбонаты, химическим составом, включающим, мас. %: SiO2 - 32,72; Al2O3 - 9,33; Fe2O3 - 10,00; СаО - 15,47; MgO - 12,01; R2O - 2,30; п.п.п. - 17,80. Недостатком данного способа является необходимость тонкого помола сырьевых материалов в шаровых мельницах до конечного остатка на сите №0063 не более 3% с дальнейшим обезвоживанием шликера в башенной распылительной сушилке до пресс-порошка влажностью 6-8%. Максимальная прочность при сжатии изделий составляет 87,4 МПа, что также относится к недостаткам способа.Also known as a prototype method for producing clinker bricks according to the RF patent for invention No. 2549641 dated 02/11/2014 It uses the waste of the mining and metallurgical complex - the tailings of the extraction of cobalt concentrate - as a component of the raw mixture. Ceramic mass for the manufacture of clinker bricks includes the following components, wt. %: zeolite-containing rock - 60-80; tailings of cobalt concentrate extraction - 20-40. Tailings of grinding cobalt concentrate are used, characterized by a bulk density of 920 kg / m 3 , a density of 2720 kg / m 3 , refractoriness of 1200 ° C, a mineralogical composition including orthoclase, quartz, clay minerals, ferruginous compounds and carbonates, a 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. - 17.80. The disadvantage of this method is the need for fine grinding of raw materials in ball mills to the final residue on a sieve No. 0063 no more than 3% with further dehydration of the slip in a tower spray dryer to a press powder with a moisture content of 6-8%. The maximum compressive strength of the products is 87.4 MPa, which also refers to the disadvantages of the method.
Настоящее изобретение направленно на достижение технического результата, заключающегося в повышении прочности при сжатии и изгибе получаемых керамических материалов. Технический результат заключается также в повышении морозостойкости клинкерной керамики. Кроме того, технический результат заключается в расширении сырьевой базы и улучшении экологической обстановки за счет использования техногенных отходов горно-металлургического комплекса.The present invention is aimed at achieving a technical result consisting in increasing the compressive and flexural strength of the obtained ceramic materials. The technical result also consists in increasing the frost resistance of clinker ceramics. In addition, the technical result consists in expanding the resource base and improving the environmental situation through the use of man-made waste from the mining and metallurgical complex.
Технический результат достигается за счет того, что керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича включает следующие техногенные отходы горно-металлургического комплекса: отвальный шлак медно-никелевого производства усредненного химического состава, мас. %: MgO - 13,31; SiO2 - 40,67; FeO - 23,51; Fe2O3 - 12,00; Al2O3 - 6,03; CaO - 2,09; Na2O - 1,04; TiO2 - 0,71; K2O - 0,53; MnO - 0,11, хвосты обогащения апатит-нефелиновых руд усредненного состава, мас. %: Al2O3 - 21,17; SiO2 - 40,95; Na2O - 10,13; K2O - 5,85; СаО - 6,01; FeO - 2,63; Fe2O3 - 5,85; TiO2 - 2,53; P2O5 - 2,20; MgO - 1,19; MnO - 0,27; SrO - 0,22; п.п.п.- 1,00,The technical result is achieved due to the fact that the ceramic mass for the manufacture of clinker bricks includes the following man-made waste from the mining and metallurgical complex: dump slag of copper-nickel production of the average chemical composition, wt. %: MgO - 13.31; SiO 2 40.67; FeO - 23.51; Fe 2 O 3 - 12.00; Al 2 O 3 - 6.03; CaO 2.09; Na 2 O - 1.04; TiO 2 - 0.71; K 2 O - 0.53; MnO - 0.11, tailings of apatite-nepheline ores of average composition, wt. %: Al 2 O 3 - 21.17; SiO 2 40.95; Na 2 O 10.13; K 2 O - 5.85; CaO - 6.01; FeO 2.63; Fe 2 O 3 - 5.85; TiO 2 - 2.53; P 2 O 5 - 2.20; MgO 1.19; MnO 0.27; SrO 0.22; p.p. - 1.00,
отходы обогащения железистых кварцитов усредненного состава, мас. %: SiO2 - 63,31; Al2O3 - 4,16; FeO - 2,16; Fe2O3 - 20,84; CaO - 3,71; MgO - 3,22; Na2O - 1,00; K2O - 0,75; TiO2 - 0,12; P2O5 - 0,10; MnO - 0,13; SO3 - 0,10; п.п.п. - 0,40, а соотношение компонентов составляет, мас. %:wastes of enrichment of ferruginous quartzites of average composition, wt. %: SiO 2 - 63.31; Al 2 O 3 - 4.16; FeO 2.16; Fe 2 O 3 - 20.84; CaO 3.71; MgO 3.22; Na 2 O 1.00; K 2 O - 0.75; TiO 2 0.12; P 2 O 5 - 0.10; MnO 0.13; SO 3 0.10; p.p. - 0.40, and the ratio of the components is, wt. %:
Технический результат достигается также тем, что в процессе обжига при перекристаллизации основного компонента отвального шлака медно-никелевого производства - магнезиально-железистого стекла оливинового состава происходит образование и увеличение содержания гематита, кристаллы которого оказывают армирующее действие. Наличие в составе шлака фаз со структурой шпинели (магнетита, магнезиоферрита) также способствует повышению прочности при сжатии и изгибе. При обжиге керамической массы интенсивно происходит синтез полевых шпатов за счет взаимодействия нефелина - основного компонента хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд и кварца - основного компонента отходов обогащения железистых кварцитов, которые способствуют образованию легкоплавких эвтектик и появлению большого количества расплава. Это обеспечивает синтез керамического материала более плотной структуры, что также влечет за собой повышение прочности при сжатии и изгибе, а также морозостойкости за счет низкого водопоглощения.The technical result is also achieved by the fact that in the process of firing during the recrystallization of the main component of the dump slag of copper-nickel production - magnesia-ferruginous glass of olivine composition, the formation and increase in the content of hematite occurs, the crystals of which have a reinforcing effect. The presence of phases with a spinel structure (magnetite, magnesioferrite) in the slag also contributes to an increase in the compressive and bending strength. When firing a ceramic mass, feldspars are intensively synthesized due to the interaction of nepheline - the main component of the tailings of apatite-nepheline ores and quartz - the main component of the wastes from the concentration of ferruginous quartzites, which contribute to the formation of low-melting eutectics and the appearance of a large amount of melt. This ensures the synthesis of a ceramic material with a denser structure, which also entails an increase in compressive and bending strength, as well as frost resistance due to low water absorption.
Технология изготовления керамической массы проводится по следующей схеме.The technology for the manufacture of ceramic mass is carried out according to the following scheme.
Сырьевые компоненты измельчают до удельной поверхности 3000 см2/г.Смесь тщательно гомогенизируют, увлажняют до оптимальной влажности 6-8%. Далее из сырьевой смеси формуют изделия прессованием при удельном давлении 20-100 МПа. На следующей стадии процесса проводят сушку отформованных изделий при температуре 100-110°С в течение 7-8 часов. На следующем этапе ведут обжиг изделий при температуре 1050-1100°С в течение 1-1,5 часов.Raw materials are crushed to a specific surface area of 3000 cm 2 / g. The mixture is thoroughly homogenized, moistened to an optimum moisture content of 6-8%. Next, products are molded from the raw mixture by pressing at a specific pressure of 20-100 MPa. At the next stage of the process, the molded products are dried at a temperature of 100-110 ° C for 7-8 hours. At the next stage, products are fired at a temperature of 1050-1100 ° C for 1-1.5 hours.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении прочности при сжатии и изгибе получаемого клинкерного кирпича, повышении его морозостойкости, а также расширении сырьевой базы и улучшении экологической обстановки за счет использования отходов горно-металлургического комплекса.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the compressive and bending strength of the resulting clinker brick, increasing its frost resistance, as well as expanding the raw material base and improving the environmental situation through the use of waste from the mining and metallurgical complex.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения могут быть проиллюстрированы следующими Примерами 1-5, представленными в Таблицах. Как видно, получен стеновой клинкерный кирпич (Пример 2) и дорожный клинкерный кирпич (Примеры 3-5).The essence and advantages of the claimed invention can be illustrated by the following Examples 1-5, presented in the Tables. As you can see, the obtained wall clinker brick (Example 2) and road clinker brick (Examples 3-5).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102625A RU2754747C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Ceramic mass for producing clinker bricks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102625A RU2754747C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Ceramic mass for producing clinker bricks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754747C1 true RU2754747C1 (en) | 2021-09-07 |
Family
ID=77670120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102625A RU2754747C1 (en) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | Ceramic mass for producing clinker bricks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754747C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6342461B1 (en) * | 1998-10-15 | 2002-01-29 | Ki-Gang Lee | Ceramic composition made from waste materials and method for manufacturing the same |
RU2549641C1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН) | Ceramic mass to make clinker bricks |
RU2558571C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН | Ceramic paste |
RU2646261C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-02 | Антон Владимирович Котляр | Ceramic mass for manufacturing of the clinker brick |
RU2709276C1 (en) * | 2019-08-13 | 2019-12-17 | Акционерное общество "ПОЛИМАК" | Method for continuous production of reinforced polymer pipe and device for its implementation |
-
2021
- 2021-02-04 RU RU2021102625A patent/RU2754747C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6342461B1 (en) * | 1998-10-15 | 2002-01-29 | Ki-Gang Lee | Ceramic composition made from waste materials and method for manufacturing the same |
RU2549641C1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН) | Ceramic mass to make clinker bricks |
RU2558571C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН | Ceramic paste |
RU2646261C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-02 | Антон Владимирович Котляр | Ceramic mass for manufacturing of the clinker brick |
RU2709276C1 (en) * | 2019-08-13 | 2019-12-17 | Акционерное общество "ПОЛИМАК" | Method for continuous production of reinforced polymer pipe and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Singh et al. | An improved process for the purification of phosphogypsum | |
CN107540253A (en) | A kind of Tungsten tailing common portland cement and preparation method thereof | |
RU2393241C1 (en) | Procedure for processing fine-dispersed sodium-fluorine-carbon containing wastes of electrolytic production of aluminium | |
EP0059444B1 (en) | Hydraulically setting construction brick, and method for its production | |
RU2754747C1 (en) | Ceramic mass for producing clinker bricks | |
RU2287501C1 (en) | Raw mix and a method of manufacturing ceramic articles | |
RU2278089C1 (en) | Ceramic mass for facing slab production | |
CN105418046A (en) | Environment-friendly cement-based material for pavement base | |
RU2327668C1 (en) | Raw mixture for manufacture of ceramic products | |
CN108609881A (en) | Method for improving shaping efficiency of machine-made sand based on shaping additive | |
US4491480A (en) | Grinding aid and mineral mixture containing it | |
RU2497767C1 (en) | Method of cement obtaining | |
RU2430900C1 (en) | Ceramic mass for floor tiles fabrication | |
RU2165909C2 (en) | Ceramic body | |
RU2742166C1 (en) | Method for producing ceramic brick | |
RU2755112C1 (en) | Ceramic mass for wall materials | |
Dutta et al. | Investigation on cold bonded pelletization of iron ore fines using Indian slag-cement | |
RU2798996C1 (en) | Ceramic mass for manufacturing ceramic bricks | |
RU2549641C1 (en) | Ceramic mass to make clinker bricks | |
Sharif et al. | Effects of body formulation and firing temperature to properties of ceramic tile incorporated with electric arc furnace (EAF) slag waste | |
SU1694542A1 (en) | Ceramic mixture for manufacturing brick | |
RU2167125C2 (en) | Raw meal for manufacturing ceramic wall parts | |
RU2168472C2 (en) | Uncalcined binder | |
RU2372306C1 (en) | Heavy concrete | |
SU1350154A1 (en) | Ceramic compound for manufacturing facing tile |