RU2800174C1

RU2800174C1 - Шихта для получения марблита на основе техногенных отходов промышленности

Info

Publication number: RU2800174C1
Application number: RU2022125661A
Authority: RU
Inventors: Василий Степанович Бессмертный; Марина Алексеевна Бондаренко; Евгения Борисовна Анфалова; Николай Михайлович Бурлаков; Виктор Михайлович Воронцов; Алексей Владимирович Макаров; Софья Владимировна Варфоломеева; Светлана Николаевна Бондаренко
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2023-07-19

Abstract

Изобретение относится к области получения декоративно-облицовочных материалов, в частности марблита. В состав шихты для получения марблита вводят отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (КМА) при следующем соотношении компонентов, мас.%: кристаллические сланцы 40; отходы обогащения железистых кварцитов КМА 40; сода 16,5; мел 3,5. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и повышение прочности и термической устойчивости марблита. 2 табл., 1 пр.

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 обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии при следующем соотношении компонентов (масс. %):

Кристаллические сланцы – 40;

Отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии – 40;

Сода – 16,5;

Мел – 3,5.

Отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии имеют в своем составе оксиды железа, кремния и магния. В результате термической обработки шихты из данных оксидов образуется гиперстен ((Mg,Fe)SiO₃), который существенно повышает показатели качества марблита.

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 – 40,0 Отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии – 40,0 Сода – 16,5 Мел – 3,5
	Температура варки, ºС	1320±5	1285
	Прочность на изгиб, МПа	78,1	88,7
	Термическая устойчивость, ºС	90	102
	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 обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии	Сода	Мел	Температура варки, ºС
	30	50	17,5	2,5	1305
	30	50	16,5	3,5	1296
	30	50	15,5	4,5	1302
	35	45	15,5	2,5	1302
	35	45	16,5	3,5	1295
	35	45	15,5	4,5	1298
	40	40	17,5	2,5	1290
	40*	40*	16,5	3,5	1285
	40	40	15,5	4,5	1295
	45	35	17,5	2,5	1305
	45	35	16,5	3,5	1300
	45	35	15,5	4,5	1310
	50	30	17,5	2,5	1315
	50	30	16,5	3,5	1310
	50	30	15,5	4,5	1315
* – 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. (Пат. RU 2578233, кл.С03С 6/00, опубл.27.03.2016, Бюл. №9.).

2. Отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии, содержащие следующие компоненты, мас.%: SiO₂ – 66,1; Al₂O₃ – 2,6; FeO – 6,4; Fe₂O₃ – 2,4; CaO – 2,7; MgO – 4,5; R₂O – 0,2; P – 0,18; S – 0,17; П.П.П. – 5,6 (SU 920041, кл.С04В33/00, опубл.15.04.1982, с.2, табл.1).

3. Соду по ГОСТ 10689.

4. Мел по ТУ 21-41-69.

Исходные компоненты измельчали и рассевали на ситах. Готовили состав №8 (таблица 2) 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 559°С. Прочность на изгиб, термическую стойкость и химическую устойчивость определяли по стандартным методикам.

Claims

Шихта для получения марблита, включающая кристаллические сланцы, соду, мел, отличающаяся тем, что в состав шихты включены отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кристаллические сланцы 40 Отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии 40 Сода 16,5 Мел 3,5