×
19.01.2018
218.016.0773

Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен. Технический результат: повышение прочности на сжатие и морозостойкости, снижение водопоглощения и теплопроводности керамики на основе глин, в т.ч. малопластичных, утилизация гальванического шлама с получением экологически безопасного материала. Указанный технический результат достигается за счет введения в керамическую массу, включающую глину, гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция, содержащий, мас.%: Zn(OH) - 11,3; Ni(OH) - 2,6; Cu(OH) - 2,4; Cr(OH) - 9,3; CaOC - 40,3; Са(ОН) - 16,5; SiO - 7,0, и борную кислоту, дополнительно диоксида титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 80,0; гальванический шлам - 5,0; диоксид титана - 10,0; борная кислота - 5,0. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен.

Известен состав, включающий отходы гальванического производства в виде добавки в сырьевую смесь в количестве 1-2% [1]. Данный состав позволяет снизить температуру обжига с 1000 до 920°C, при этом прочность на сжатие изменяется, а морозостойкость повышается. Так же известна керамическая масса, состоящая из пластичной глины (68-80 вес.%), отощителя (15-30 вес.%) и отходов электрохимического производства (2-5 вес.%) [2].

Недостаток известных составов заключается в том, что введение отходов гальванического производства, позволяющее снизить температуру обжига, не давало повышения прочности изделия на сжатие.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является керамическая масса с добавкой гальванического шлама [3]. С целью снижения температуры обжига, повышения прочности на сжатие и снижения вымываемости тяжелых металлов из обожженных изделий в состав массы дополнительно вводят стеклобой и борную кислоту.

Недостатком данного состава для стеновой керамики является сравнительно невысокая прочность на сжатие и недостаточное для решения проблемы утилизации количество вводимого гальванического шлама. Кроме того, применение стеклобоя подразумевает его предварительную подготовку, включающую сортировку, помол и просушку, что повышает энергоемкость производственного цикла. Также следует учесть, что данная добавка не отличается постоянством состава.

Отмеченные недостатки могут быть устранены путем замены стеклобоя на диоксид титана, что и предлагается в данном изобретении.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение прочности на сжатии и морозостойкости, снижение водопоглощения и теплопроводности керамики на основе глин низкой пластичности при одновременной утилизации гальванического шлама в производстве экологически безопасного материала.

Поставленные задачи решаются за счет применения состава, включающего малопластичную глину, гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического цеха гидроксидом кальция, содержащий, мас.%: Zn(OH)2 - 11,3; Ni(OH)2 - 2,6; Cu(OH)2 - 2,4; Cr(OH)3 - 9,3; CaCO3 - 40,3; Ca(OH)2 - 16,5; SiO2 - 7,0, борную кислоту и дополнительно содержащего в своем составе диоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Малопластичная глина 80,0
Гальванический шлам, образующийся
при реагентной очистке сточных вод
гальванического цеха гидроксидом кальция 5,0
Диоксид титана 10,0
Борная кислота 5,0

В данном составе предусматривается применение глины Суворотского месторождения Владимирской области, содержащая в своем составе следующие соединения (в мас.%): SiO2 - 77,2; CaO⋅Al2O3⋅2SiO2 - 5,3; Al2O3⋅2SiO2⋅H2O - 7,0; K2O⋅Al2O3⋅6SiO2 - 5,9; Na2O⋅Al2O3⋅SiO2 - 4,6. Данная глина обладает числом пластичности 5,2 и относится к малопластичным (по ГОСТ 9169-75).

Перед использованием глина высушивается при температуре 130°C, измельчается в шаровой мельнице с отбором фракции менее 0,63 мм, гальванический шлам также просушивается при температуре 130°C и подвергается помолу в шаровой мельнице до степени перетира не более 40 мкм (по ГОСТ 6589-74).

Использование гальванического шлама подобного состава будет способствовать интенсивному выделению углекислого газа при обжиге при температурах около 900°C за счет разложения карбоната кальция. Это будет способствовать порообразованию и снижению теплопроводности готовых изделий. Однако это одновременно понизит прочность и морозостойкость керамики и приведет к росту водопоглощения.

В связи с этим в состав керамики вводится диоксид титана марки Р-02 (ГОСТ 9808-84), который хорошо взаимодействует с кремнеземом и щелочными оксидами и при температурах свыше 1250°C образует стекловидную фазу и приводит к самоглазурованию изделий. При этом открытые поры переходят в закрытые, снижая водопоглощение и повышая морозостойкость. Образование стекловидной фазы также способствует обезвреживанию тяжелых металлов, так как с одной стороны часть из них участвует в реакциях с образованием титанатов, составляющих стекловидную фазу, а с другой стороны стекловидная фаза затрудняет миграцию остальной их части в окружающую среду.

Для снижения температуры синтеза титанатов за счет повышения количества стекловидной фазы, образующейся при обжиге керамики, в состав вводится борная кислота марки В 2-го сорта (ГОСТ 18704-78). Кроме того, повышение количества образующейся стекловидной фазы позволяет связать частицы керамики между собой в прочную структуру, что способствует уплотнению материла и дополнительно затрудняет миграцию тяжелых металлов в окружающую среду.

Кроме борной кислоты температуру синтеза титанатов снижают гидроксиды и карбонат кальция, содержащиеся в гальваническом шламе и образующие после разложения активные оксиды. Они же приводят к формированию мелкодисперсной структуры обожженной керамики.

Выбор содержания компонентов в шихте также направлен на достижение поставленных технических задач.

В связи с необходимостью получения экологически безопасного материала количество вводимого гальванического шлама было ограничено 5 мас.%. Кроме того, при высоком содержании гальванического шлама в шихте при обжиге возникает высокое внутреннее давление, приводящее к образованию трещин в объеме материала и нарушению правильности формы изделий. Более низкое содержание не позволяет достичь пористости, достаточной для снижения теплопроводности, и утилизировать максимально возможное количество гальванического шлама.

При введении диоксида титана в количестве меньше 5 мас.% не происходит самоглазурования изделий и их физико-механические свойства меняются незначительно в связи с малым количеством образующихся титанатов. Введение свыше 10 мас.% диоксида титана практически не приводит к дальнейшему повышению прочности, но приводит к потере формы изделиями и повышает себестоимость производства.

Введение менее 5 мас.% борной кислоты недостаточно для снижения температуры синтеза титанатов, а введение свыше 5 мас.% также приводит к избытку стекловидной фазы и как следствие к потере формы изделиями, а также снижению экологической безопасности, что связано с токсичностью самой борной кислоты. Также повышает себестоимость производства.

Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей с различным содержанием гальванического шлама (от 1 до 10 мас.%), диоксида титана (от 1 до 15 мас.%) борной кислоты (от 1 до 10 мас.%).

Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченные и высушенные глина и гальванический шлам, а также диоксид титана стандартной тонкости помола и борная кислота тщательно перемешиваются в сухом состоянии соответствии с заданной рецептурой. Полученная смесь дополнительно перемешивается с добавлением 8 мас.% воды и из готовой шихты получают сырец при давлении прессования 15 МПа. Затем, минуя стадию обжига, сырец нагревается до 1050°C при скорости нагрева 5°C/мин и выдерживается при максимальной температуре в течение получаса.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. К 80 мас.% глины добавляют 1 мас.% гальванического шлама, 2,5 мас.% диоксида титана и 1 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

2. К 89 мас.% глины добавляют 7,5 мас.% гальванического шлама, 1 мас.% диоксида титана и 2,5 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

3. К 85 мас.% глины добавляют 5 мас.% гальванического шлама, 5 мас.% борной кислоты и 5 мас.% диоксида титана, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

4. К 80 мас.% глины добавляют 5 мас.% гальванического шлама, 10 мас.% диоксида титана и 5 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

5. К 75 мас.% глины добавляют 10 мас.% гальванического шлама, 5 мас.% диоксида титана и 10 мас.% борной кислоты, перемешивают и получают материал по указанной технологии.

Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов, приведены в таблице 1

Источники информации

1. О.И. Никитина, В.И. Никитин. Использование добавок осадка гальваностоков в производстве кирпича // Промышленность строительных материалов. Экспресс-информация. Серия 4. Вып. 9. - М.: ВНИИЭСМ, 1988. С. 2-3.

2. Авторское свидетельство СССР 922098, кл. С04В 33/00, 1982.

3. Патент на изобретение №2200721, кл. С04В 33/00, 2003.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 111.
27.12.2013
№216.012.90d5

Композиция для защитных покрытий

Изобретение относится к композиции для защитных покрытий и может применяться для антикоррозионной, термической и антисептической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502770
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.01.2014
№216.012.97ea

Способ переработки шламов гальванических производств

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения. Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504589
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.06.2014
№216.012.d9fc

Состав для получения покрытий

Изобретение относится к строительным материалам и может применяться для огне- и антикоррозионной защиты бетонных, металлических и деревянных поверхностей, используемых в химически агрессивных средах, а также для улучшения физико-механических и эксплуатационных показателей обрабатываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521582
Дата охранного документа: 27.06.2014
25.08.2017
№217.015.bbea

Датчик крутильных колебаний

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутильных колебаний валов. Датчик крутильных колебаний содержит установленный в корпусе на упругом шарнире чувствительный элемент с магнитоэлектрическим преобразователем, при этом чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615915
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd11

Цилиндро-поршневая группа

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в поршневых машинах, в частности в двигателях внутреннего сгорания. Цилиндро-поршневая группа содержит поршень с размещенными на нем кольцами, контактирующими с цилиндром, имеющим на рабочей поверхности микрорельеф в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616426
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.bdac

Мембранный привод

Изобретение относится к области машиностроения, гидравлическим и пневматическим приводам, работающим от воздействия газа или жидкости. Мембранный привод содержит корпус с рабочей камерой, ограниченной двумя мембранами с большим и меньшим по площади жесткими центрами, соединенными со штоком. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616425
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.c5d4

Способ формирования металлуглеродных комплексов на основе наночастиц шунгита, золота и серебра

Использование: для получения наноструктурированных металлуглеродных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что коллоидный раствор золота, серебра смешивают с коллоидным раствором углерода (шунгита) в концентрации от 10 (углерод) : 1 (золото) : 1 (серебро) до 5 (углерод) : 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618484
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c63b

Состав для получения огнестойкого покрытия

Заявляемый состав относится к строительным материалам и может применяться для огне- и антикоррозионной защиты бетонных, металлических поверхностей, эксплуатируемых в неблагоприятных условиях воздействия агрессивных сред различной природы, а также для улучшения физико-механических свойств и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618556
Дата охранного документа: 04.05.2017
25.08.2017
№217.015.c7c3

Состав для диэлектрической полимерной композиции

Изобретение относится к составу диэлектрической композиции, предназначенной для использования при создании радиотехнических и электротехнических изделий. Композиция содержит эпоксидную диановую смолу, в качестве отвердителя полиэтиленполиамин и в качестве наполнителя стеклянные полые микросферы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619103
Дата охранного документа: 12.05.2017
25.08.2017
№217.015.d125

Захватный корректирующий модуль

Изобретение относится к области машиностроения, роботостроения и может использоваться для коррекции положения преимущественно плоских изделий при их захвате из стандартной тары вакуумными и электромагнитными захватами. Захватный корректирующий модуль включает корпус с приводом перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622071
Дата охранного документа: 09.06.2017
Показаны записи 1-10 из 49.
27.12.2013
№216.012.90d5

Композиция для защитных покрытий

Изобретение относится к композиции для защитных покрытий и может применяться для антикоррозионной, термической и антисептической защиты металлических, бетонных и деревянных поверхностей и для их ремонта, а также для увеличения прочности на удар поверхности, повышения ее гидрофобности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502770
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.01.2014
№216.012.97ea

Способ переработки шламов гальванических производств

Изобретение относится к переработке промышленных отходов предприятий металлургии и машиностроения. Способ переработки шламов гальванических производств включает выщелачивание тяжелых цветных металлов раствором серной кислоты с последующим отделением твердой фазы из раствора выщелачивания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504589
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.06.2014
№216.012.d9fc

Состав для получения покрытий

Изобретение относится к строительным материалам и может применяться для огне- и антикоррозионной защиты бетонных, металлических и деревянных поверхностей, используемых в химически агрессивных средах, а также для улучшения физико-механических и эксплуатационных показателей обрабатываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521582
Дата охранного документа: 27.06.2014
25.08.2017
№217.015.bbea

Датчик крутильных колебаний

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутильных колебаний валов. Датчик крутильных колебаний содержит установленный в корпусе на упругом шарнире чувствительный элемент с магнитоэлектрическим преобразователем, при этом чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615915
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd11

Цилиндро-поршневая группа

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в поршневых машинах, в частности в двигателях внутреннего сгорания. Цилиндро-поршневая группа содержит поршень с размещенными на нем кольцами, контактирующими с цилиндром, имеющим на рабочей поверхности микрорельеф в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616426
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.bdac

Мембранный привод

Изобретение относится к области машиностроения, гидравлическим и пневматическим приводам, работающим от воздействия газа или жидкости. Мембранный привод содержит корпус с рабочей камерой, ограниченной двумя мембранами с большим и меньшим по площади жесткими центрами, соединенными со штоком. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616425
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.c5d4

Способ формирования металлуглеродных комплексов на основе наночастиц шунгита, золота и серебра

Использование: для получения наноструктурированных металлуглеродных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что коллоидный раствор золота, серебра смешивают с коллоидным раствором углерода (шунгита) в концентрации от 10 (углерод) : 1 (золото) : 1 (серебро) до 5 (углерод) : 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618484
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c63b

Состав для получения огнестойкого покрытия

Заявляемый состав относится к строительным материалам и может применяться для огне- и антикоррозионной защиты бетонных, металлических поверхностей, эксплуатируемых в неблагоприятных условиях воздействия агрессивных сред различной природы, а также для улучшения физико-механических свойств и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618556
Дата охранного документа: 04.05.2017
25.08.2017
№217.015.c7c3

Состав для диэлектрической полимерной композиции

Изобретение относится к составу диэлектрической композиции, предназначенной для использования при создании радиотехнических и электротехнических изделий. Композиция содержит эпоксидную диановую смолу, в качестве отвердителя полиэтиленполиамин и в качестве наполнителя стеклянные полые микросферы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619103
Дата охранного документа: 12.05.2017
25.08.2017
№217.015.d125

Захватный корректирующий модуль

Изобретение относится к области машиностроения, роботостроения и может использоваться для коррекции положения преимущественно плоских изделий при их захвате из стандартной тары вакуумными и электромагнитными захватами. Захватный корректирующий модуль включает корпус с приводом перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622071
Дата охранного документа: 09.06.2017
+ добавить свой РИД