RU2791054C1

RU2791054C1 - Шихта для получения марблита на основе отходов промышленности

Info

Publication number: RU2791054C1
Application number: RU2022125663A
Authority: RU
Inventors: Василий Степанович Бессмертный; Марина Алексеевна Бондаренко; Виктор Михайлович Воронцов; Андрей Викторович Черкасов; Алексей Владимирович Макаров; Николай Михайлович Бурлаков; Софья Владимировна Варфоломеева; Светлана Николаевна Бондаренко
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2023-03-01

Abstract

Изобретение относится к области получения декоративно-облицовочных материалов, в частности марблита. Технический результат достигается тем, что в состав шихты для получения марблита вводят отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, масс.%: кристаллические сланцы – 50; отходы ванадиевого производства – 30; сода – 17,5; мел – 2,5. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и повышение прочности марблита. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области получения декоративно-облицовочных материалов, в частности марблита.

Известна шихта для получения марблита, включающая осадок сточных вод, соду, мел и глинозем технический [Шалуненко Н.И., Королюк Т.А. Использование осадка городских водосточных сооружений для получения стекломатериалов строительного назначения // Вестник МГСУ. 2010. №3. С. 69-72].

Недостатком данного состава шихты для получения марблита является высокая температура варки данной шихты и невысокое качество изделий.

Наиболее близким решением к предлагаемому составу шихты по технической сущности и достигаемому результату является шихта для получения марблита, включающая кристаллические сланцы, соду и мел [Патент RU 2 578 233 опубл. 27.03.2016, Бюл. № 9].

Недостатком данного состава шихты является значительные энергозатраты за счет высокой температуры варки и относительно невысокое качество конечного продукта, что снижает его конкурентоспособность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при производстве марблита и повышение его качества.

Технический результат достигается тем, что в состав шихты вводят отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов (масс. %):

Кристаллические сланцы	50
Отходы ванадиевого производства	30
Сода	17,5
Мел	2,5

Отходы ванадиевого производства имеют в своем составе оксид марганца, который образует с оксидом железа в составе кристаллических сланцев, якобсит (MnFe₂O₄) – который существенно повышает прочностные характеристики марблита и интенсивно окрашивает марблит в черный цвет.

Сопоставительный анализ показателей качества и условий варки марблита известной и предлагаемой шихты представлен в таблице 1.

Таблица 1

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого составов шихт и технологических параметров получения марблита

№ п/п	Наименование	Известный состав шихты (состав 1)	Предлагаемый состав шихты (состав 2)
	Состав шихт (масс. %)	Кристаллические сланцы – 80,0 Сода – 17,5 Мел – 2,5	Кристаллические сланцы – 50 Отходы ванадиевого производства – 30 Сода – 17,5 Мел – 2,5
	Температура варки, ºС	1320±5	1270±5
	Прочность на изгиб, МПа	78,1	87,9
	Термическая устойчивость, ºС	90	100
	Химическая устойчивость (гидролитический класс)	3/98	2/98

Определены оптимальные составы шихты, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2

Оптимальные составы шихты

№ п/п	Массовое содержание, масс. %				Температура варки, ºС
№ п/п	Кристаллические сланцы	Отходы ванадиевого производства	Сода	Мел	Температура варки, ºС
	40	40	17,0	3,0	1300
	40	40	17,5	2,5	1310
	40	40	18,0	2,0	1305
	45	35	17,0	3,0	1305
	45	35	17,5	2,5	1300
	45	35	17,0	3,0	1310
	50	30	17,0	3,0	1280
	50*	30*	17,5*	2,5	1270
	50	30	18,0	2,0	1285
	55	25	17,0	3,0	1300
	55	25	17,5	2,5	1290
	55	25	18,0	2,0	1295
	60	20	17,0	3,0	1300
	60	20	17,5	3,0	1310
	60	20	18,0	2,0	1305
* – оптимальный вариант

Проведенный анализ составов шихт марблита позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого объекта критерию «новизна».

Пример:

В качестве исходных материалов брали:

1. Кристаллические сланцы следующего химического состава (масс. %): SiO₂ – 52,92; Al₂O₃ – 9,02; TiO₂ – 1,48; FeO – 5,01; Fe₂O₃ – 4,99; CaO – 6,08; MgO – 2,72; Na₂O – 0,28; K₂O – 2,50; П.П.П. –15,00.

2. Отходы ванадиевого производства следующего химического состава (масс. %): CaO - 36,93; SO₃ - 33,02; Mn₂O₃ - 17,39; MgO - 5,03; SiO₂ - 3,22; V₂O₅ - 2,81; Al₂O₃ - 0,41; ППП - 1,13.

3. Соду по ГОСТ 10689.

4. Мел по ТУ 21-41-99.

Исходные компоненты измельчали и рассевали на ситах. Готовили состав №8 на 100 кг шихты. Компоненты шихты усредняли в лопастном лабораторном смесителе в течении 15 минут.

Марблит варили при температуре, указанной в таблице 2, в печи с силитовыми нагревателями с выдержкой при максимальной температуре 1,5 часа с последующими отжигом при 560 С. Прочность на изгиб, термическую стойкость и химическую устойчивость определяли по стандартным методикам.

Claims

Шихта для получения марблита, включающая соду, мел, кристаллические сланцы, отличающаяся тем, что в состав шихты включены отходы ванадиевого производства при следующем соотношении компонентов, масс.%:
Кристаллические сланцы 50 Отходы ванадиевого производства 30 Сода 17,5 Мел 2,5