Результат интеллектуальной деятельности: ШИХТА ДЛЯ СИНТЕЗА МАРБЛИТА ЧЁРНОГО ЦВЕТА

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

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

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

Наиболее близким решением к предлагаемому составу шихты является шихта для получения марблита черного цвета, Патент РФ №2578233, включающая кристаллические сланцы, соду и мел при следующем соотношении компонентов, масс. %: 80: 17,5: 2,5 соответственно.

Недостатком данного состава шихты является значительные энергозатраты за счет высокой температуры варки и относительно невысокое качество конечного продукта.

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

Технический результат достигается тем, что шихта для синтеза марблита черного цвета включает соду и мел, причем в состав шихты дополнительно вводят отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (КМА), колеманит и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов (масс. %): отходы обогащения железистых кварцитов КМА - 70,0; колеманит -6,0; жидкое стекло - 4,0; сода 17,0 и мел 3,0 соответственно.

Предложенный состав шихты отличается от прототипа тем, что в состав шихты дополнительно вводят отходы обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (КМА), колеманит и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов (масс. %): отходы обогащения железистых кварцитов КМА - 70,0; колеманит -6,0; жидкое стекло - 4,0; сода 17,0 и мел 3,0 соответственно.

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

Отходы обогащения железистых кварцитов КМА 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 черного цвета. Колеманит при термической обработке при 500°С образует кальций - боратиое стекло, которое интенсифицирует процессы растворения тугоплавких оксидов кремния и алюминия, что существенно снижает температуру варки марблита черного цвета. Оксид бора в составе колеманита повышает термостойкость и химическую устойчивость марблита черного цвета. Жидкое стекло в составе шихты способствует образованию легкоплавких эвтектик и снижению температуры варки марблита черного цвета.

Определены оптимальные составы шихты, которые представлены в таблице 2.

Проведенный анализ известных способов получения марблита черного цвета позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого объекта критерию «новизна

Пример:

В качестве исходных материалов применяли: отходы обогащения железистых кварцитов КМА известного химического состава (масс. %): Fe общ.=11,34; FeO=7,90; SiO₂=65,02; Al₂O₃=2,21; СаО=2,70; MgO=4,97; S=0,192; Р=0,148; K₂O=0,60; Na₂O=0,90; CO₂=3,54; TiO₂=0,245; П.П.П.=5,20. (Бессмертный B.C., Здоренко Н.М., Макаров А.В., Бондаренко М.А., Кочурин Д.В., Воронцов В.М., Черкасов А.В. Плазменная технология получения стекломикрошариков на основе отходов обогащения железистых кварцитов КМА // Стекло и керамика. 2021. №7. С.17-27); колеманит, масс. %: B₂O₃ - 36,5;СаО - 23,5; SiO₂ - 5,7; MgO - 2,6; Al₂O₃ -0,35; Na₂O - 0,3; Fe₂O₃ - 0,05; п.п. п.- 31,0 (Бессмертный В.С, Бондаренко М.А., Здоренко П.М., Платов Ю.Т., Платова Р.А., Изотова И.А. композиционный стеклокристаллический материал на основе стеклобоя и колеманита // Материаловедение. №4. 2022. С.27-34), жидкое стекло (ГОСТ-13078-2021); сода по ГОСТ 10689; мел (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 течение 15 минут. Из полученной шихты варили в печи с силитовыми нагревателями с выдержкой при максимальной температуре 1,5 часа марблит черного цвета при температуре, указанной в таблице 2, с последующим отжигом при 561°С. Прочность на изгиб, термическую стойкость и химическую устойчивость определяли по стандартным методикам.