[go: up one dir, main page]

RU2361844C2 - Method for production of ceramic products - Google Patents

Method for production of ceramic products Download PDF

Info

Publication number
RU2361844C2
RU2361844C2 RU2007131199/03A RU2007131199A RU2361844C2 RU 2361844 C2 RU2361844 C2 RU 2361844C2 RU 2007131199/03 A RU2007131199/03 A RU 2007131199/03A RU 2007131199 A RU2007131199 A RU 2007131199A RU 2361844 C2 RU2361844 C2 RU 2361844C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
filler
temperature
phosphoric acid
carried out
Prior art date
Application number
RU2007131199/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007131199A (en
Inventor
Владимир Александрович Кренев (RU)
Владимир Александрович Кренев
Игорь Леонидович Еременко (RU)
Игорь Леонидович Еременко
Николай Тимофеевич Кузнецов (RU)
Николай Тимофеевич Кузнецов
Владимир Михайлович Новоторцев (RU)
Владимир Михайлович Новоторцев
Константин Сергеевич Гавричев (RU)
Константин Сергеевич Гавричев
Ирина Зиновьевна Бабиевская (RU)
Ирина Зиновьевна Бабиевская
Нина Петровна Дергачева (RU)
Нина Петровна Дергачева
Наталия Федоровна Дробот (RU)
Наталия Федоровна Дробот
Владимир Анатольевич Ермаков (RU)
Владимир Анатольевич Ермаков
Original Assignee
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) filed Critical Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН)
Priority to RU2007131199/03A priority Critical patent/RU2361844C2/en
Publication of RU2007131199A publication Critical patent/RU2007131199A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361844C2 publication Critical patent/RU2361844C2/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method for production of ceramic products includes preparation of moulding mass from main group rocks as filler and binder, moulding of products from prepared moulding mass and their thermal treatment. Binder is produced by mixing of 80÷95 wt % of filler from main group rocks with particle size 50÷500 mcm and humidity of not more than 5% with 5÷20 wt % of phosphoric acid with density of 1.50÷1.85 g/cm3. Moulding mass is prepared by soaking of prepared mixture at temperature of 10÷30°C for 24÷72 hours, and thermal treatment is carried out at temperature of 100÷300°C. It is reasonable to mold products by means of hot pressing with force from 10 to 500 kg/cm2. Mixing of filler and phosphoric acid is carried out for 30÷90 minutes.
EFFECT: simplification of technology to expand raw materials base and assortment of produced products; performance of thermal treatment process at considerably lower temperatures makes it possible to use inexpensive process equipment with the possibility to use secondary heat, which creates economically less expansive technology for production of ceramic products.
3 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения каменно-керамических изделий из горных пород основной группы с использованием связующего. По своей сути данная технология базируется на традиционной технологии термообработки порошков или заготовок при температурах ниже температуры плавления хотя бы одного из компонентов - спекании и технологии производства керамических материалов с применением связующих.The invention relates to a technology for producing stone-ceramic products from rocks of the main group using a binder. At its core, this technology is based on the traditional technology of heat treatment of powders or preforms at temperatures below the melting temperature of at least one of the components — sintering and the technology for the production of ceramic materials using binders.

Группа основных горных пород включает две подгруппы: подгруппа габбро и подгруппа базальта-диабаза [Здорик Т.Б., Матиас В.В. и др. Минералы и горные породы СССР. М, «Мысль», 1970, с.281-287].The group of main rocks includes two subgroups: the gabbro subgroup and the basalt-diabase subgroup [Zdorik TB, Matias VV Minerals and rocks of the USSR. M, "Thought", 1970, p. 281-287].

Известен способ получения базальтовой керамики методом спекания, исходным сырьем для которого является порошок плавленого базальта с размером частиц 0,5÷60 мкм. Полученный порошок перемешивают с 3÷10 мас.% парафина, прессуют под давлением 300÷1800 кг/см2, подвергают предварительному обжигу при 800÷900°С, затем повышают температуру до 1100°С, при которой изделие выдерживают 2 часа. Весь период процесса спекания продолжается около 24 час. Спеченный базальт представляет собой гомогенный материал красно-коричневого цвета с плотностью 2,83 г/см3 [Пеликан А. Плавленые камни. М.: «Металлургиздат», 1959, с.199-200].A known method of producing basalt ceramics by sintering, the feedstock for which is fused basalt powder with a particle size of 0.5 ÷ 60 microns. The resulting powder is mixed with 3 ÷ 10 wt.% Paraffin, pressed under pressure of 300 ÷ 1800 kg / cm 2 , subjected to preliminary firing at 800 ÷ 900 ° C, then the temperature is increased to 1100 ° C, at which the product is kept for 2 hours. The entire period of the sintering process lasts about 24 hours. Sintered basalt is a homogeneous material of red-brown color with a density of 2.83 g / cm 3 [Pelican A. Fused stones. M .: Metallurgizdat, 1959, p.199-200].

Основным недостатком этой технологии является многостадийность, что приводит к увеличению экономических издержек.The main disadvantage of this technology is multi-stage, which leads to an increase in economic costs.

Известен также способ получения каменно-керамических изделий из базальта шликерным методом, включающий операции: измельчение базальта и некоторых составляющих шликера; приготовление шликера путем получения тестообразной массы из смеси тонкоразмолотых исходных силикатных материалов, замешанных на воде; литье; извлечение отливок; их правка; сушка и обжиг [Липовский И.Е., Дорофеев В.А. Основы петрургии. М.: «Металлургия», 1972, с.221-223].There is also known a method of producing stone-ceramic products from basalt by the slip method, including operations: grinding of basalt and some components of the slip; preparation of a slip by obtaining a pasty mass from a mixture of finely ground silicate starting materials mixed in water; casting; extraction of castings; their editing; drying and firing [Lipovsky I.E., Dorofeev V.A. The basics of petrurgy. M .: "Metallurgy", 1972, S. 221-223].

Шликера по вышеуказанному способу для различных условий применения имеют следующий состав, мас.%: базальт 60÷85, глина 0,2÷15, сода 0,02÷0,20, жидкое стекло 0,02, минерализатор 2,0. Известен также состав безглинистого шликера, мас.%: базальт 95, глицерин 5, вода до 30 (сверх 100). Влажность этих шликеров 33÷34%. Оптимальный гранулометрический состав базальта 90÷100 мкм. Помол компонентов шликера производят как мокрым совместным способом, так и раздельным сухим. Глину вначале размалывают на бегунах, затем затворяют водой и выдерживают 2÷3 суток. Для разжижения шликера вводят дефлокулянты. В качестве минерализаторов применяют хромит, флюорит, циркон. Изделия отливают в формы, где они находятся, от 2-х до 17 часов, затем извлекают из форм, подсушивают на воздухе в течение 4÷7 часов, после чего сушат при температуре 100÷120°С до остаточной влажности 2÷3% и обжигают при 1100°С со скоростью подъема температуры 30÷40°С в час. Выдержка при конечной температуре 4 часа, скорость снижения температуры 40°С в час, продолжительность полного цикла обжига 48 часов.Slip according to the above method for various application conditions have the following composition, wt.%: Basalt 60 ÷ 85, clay 0.2 ÷ 15, soda 0.02 ÷ 0.20, water glass 0.02, mineralizer 2.0. The composition of the clay-free slip is also known, wt.%: Basalt 95, glycerin 5, water up to 30 (over 100). The moisture content of these slurries is 33 ÷ 34%. The optimal particle size distribution of basalt is 90 ÷ 100 microns. The grinding of the components of the slip is carried out both by wet joint method, and separate dry. The clay is first ground on the runners, then shut with water and kept for 2–3 days. To dilute the slip, deflocculants are introduced. Chromite, fluorite, zircon are used as mineralizers. The products are cast into the molds where they are from 2 to 17 hours, then removed from the molds, dried in air for 4 ÷ 7 hours, and then dried at a temperature of 100 ÷ 120 ° C to a residual moisture content of 2 ÷ 3% and fired at 1100 ° C with a rate of temperature rise of 30 ÷ 40 ° C per hour. Exposure at the final temperature of 4 hours, the temperature drop rate of 40 ° C per hour, the duration of the complete firing cycle 48 hours.

В указанных технологиях получения каменно-керамических изделий из базальта применяются методы сухого (500÷1000 кг/см2) и мокрого (30÷50 кг/см2) прессования.In these technologies for the production of stone-ceramic products from basalt, the methods of dry (500 ÷ 1000 kg / cm 2 ) and wet (30 ÷ 50 kg / cm 2 ) pressing are used.

Описанные способы достаточно сложны технологически и многостадийны. Так, при использовании шликеров, содержащих глину, требуется отдельное размалывание последней, затворение водой и выдерживание 2÷3 суток. Кроме того, необходимо введение дефлокулянтов. В составы шликеров вводятся дорогостоящие минерализаторы. Полный цикл обжига продолжается 2 суток, что требует больших энергозатрат и делает его экономически емким.The described methods are quite complex technologically and multi-stage. So, when using slurries containing clay, a separate grinding of the latter, mixing with water and holding for 2–3 days are required. In addition, the introduction of deflocculants is necessary. Expensive mineralizers are introduced into slip compositions. The full firing cycle lasts 2 days, which requires large energy costs and makes it economically intensive.

Техническая задача определяется тем, что горные породы основной группы сложены, главным образом, из силикатных минералов. Например, базальт состоит из 50÷70 мас.% плагиоклаза лабрадора-изоморфной смеси альбита NaAl[Si3O8] и анортита CaAl2[Si2O8]. Присутствуют также: пироксены, представленные в основном авгитом (изоморфная смесь диопсида CaMg[Si2O6] и геденбергита СаFе[Si2О6]); оливин - твердые растворы форстерита Mg2[SiO4] и фаялита Fe2[SiO4]; магнетит FeO·Fe2O3 и другие минералы. При нагревании до температур 1000÷1100°С они размягчаются за счет частичного расплавления легкоплавких минералов, которые выполняют роль связующих, определяющих энергоемкий и дорогой процесс жидкофазного спекания.The technical problem is determined by the fact that the rocks of the main group are composed mainly of silicate minerals. For example, basalt consists of 50–70 wt.% Plagioclase of a labrador-isomorphic mixture of albite NaAl [Si 3 O 8 ] and anorthite CaAl 2 [Si 2 O 8 ]. There are also: pyroxenes, represented mainly by augite (an isomorphic mixture of diopside CaMg [Si 2 O 6 ] and hedenbergite CaFe [Si 2 O 6 ]); olivine - solid solutions of forsterite Mg 2 [SiO 4 ] and fayalite Fe 2 [SiO 4 ]; magnetite FeO · Fe 2 O 3 and other minerals. When heated to temperatures of 1000 ÷ 1100 ° C, they soften due to the partial melting of low-melting minerals, which play the role of binders that determine the energy-intensive and expensive process of liquid-phase sintering.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления изделий на основе кремнеземсодержащего связующего с использованием минерального сырья и различных отходов промышленного производства [RU 2283818, 2006] (прототип).The closest in technical essence is a method of manufacturing products based on silica binder using mineral raw materials and various industrial wastes [RU 2283818, 2006] (prototype).

Согласно прототипу способ включает приготовление кремнеземсодержащего связующего с плотностью 1,1÷2,1 г/см3 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнеземсодержащий компонент и воду при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости перемешивания 1500÷2500 об/мин, частоте колебаний перемешиваемых частиц 2000÷3500 Гц, нагревании до 80÷90°С и последующем охлаждении при перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин в течение 10÷12 часов при 15÷25°С, причем в качестве кремнеземсодержащего компонента при приготовлении связующего используют песок кварцевый с влажностью не более 20%, обожженные глины, суглинки, супеси, лессовые отложения, микрокремнеземы, полученные из отходов производства ферросплавов, отходы кремнеобработки, полученные при распиловке или шлифовке, например гранита, или при производстве гранитного щебня, гидрослюду, в частности, используемую при производстве вермикулита или вспученного перлита; приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0÷13,5 мас.% кремнеземсодержащего связующего и 86,5÷91,0 мас.% кремнеземсодержащего наполнителя, в качестве которого используют: речной песок, морской песок, карьерный песок, гранит, базальт, вермикулит, вспученный перлитовый песок, керамзит, гидрослюду, металлургические шлаки, угольные шлаки и золы, отходы производства керамзита, камня и камнеобработки, смеси аморфного кремнезема. Термообработку осуществляют при температурах 400÷950°С.According to the prototype, the method includes preparing a silica-containing binder with a density of 1.1 ÷ 2.1 g / cm 3 from a mixture containing an inorganic binder, a silica-containing component and water when they are intensively mixed in a high-speed mixer at a mixing speed of 1500 ÷ 2500 rpm, the oscillation frequency mixed particles of 2000 ÷ 3500 Hz, heating to 80 ÷ 90 ° C and subsequent cooling with stirring at a speed of 40 to 100 rpm for 10 ÷ 12 hours at 15 ÷ 25 ° C, moreover, as a silica-containing component in the preparation of the bond They use quartz sand with a moisture content of not more than 20%, calcined clay, loam, sandy loam, loess deposits, silica fume obtained from ferroalloy production waste, silica processing waste obtained by sawing or grinding, for example granite, or in the production of crushed granite, hydromica, in particularly used in the production of vermiculite or expanded perlite; preparation of the molding material by mixing 9.0 ÷ 13.5 wt.% silica binder and 86.5 ÷ 91.0 wt.% silica filler, which is used as: river sand, sea sand, quarry sand, granite, basalt, vermiculite , expanded perlite sand, expanded clay, hydromica, metallurgical slag, coal slag and ash, expanded clay, stone and stone processing waste, amorphous silica mixtures. Heat treatment is carried out at temperatures of 400 ÷ 950 ° C.

Недостатком этого способа прежде всего является его сложность, обусловленная необходимостью выполнения самостоятельной стадии приготовления кремнеземсодержащего связующего, требующей высокоскоростного перемешивания при температуре 80÷90°С с последующим охлаждением также при перемешивании в течение 10÷12 час.The disadvantage of this method is primarily its complexity, due to the need to perform an independent stage of preparation of a silica binder, requiring high-speed mixing at a temperature of 80 ÷ 90 ° C, followed by cooling also with stirring for 10 ÷ 12 hours.

Вторым недостатком является то, что термообработка проводится при достаточно высоких температурах 400÷950°С, что в совокупности с необходимостью использования дорогостоящего оборудования делает указанную технологию экономически емкой.The second disadvantage is that heat treatment is carried out at sufficiently high temperatures of 400 ÷ 950 ° C, which, combined with the need to use expensive equipment, makes this technology economically intensive.

Изобретение направлено на упрощение способа, расширение областей применения горных пород основной группы и создание экономически менее затратной технологии получения каменно-керамических изделий.The invention is aimed at simplifying the method, expanding the field of application of rocks of the main group and creating an economically less expensive technology for producing stone-ceramic products.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения керамических изделий, включающий приготовление формовочной массы из горных пород основной группы в качестве наполнителя и связующего, формование из полученной формовочной массы изделий и их термообработку, отличающийся тем, что приготовление формовочной массы осуществляют путем смешивания 80÷95 мас.% наполнителя из горных пород основной группы с размерами частиц 50÷500 мкм и влажностью не более 5%, с 5÷20 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1.50÷1.85 г/см3, взятой в качестве связующего, и выдерживанием полученной смеси при температуре 10÷30°С в течение 24÷72 часов, последующую термообработку проводят при температуре 100÷300°С.The technical result is achieved by the fact that the proposed method for producing ceramic products, including the preparation of the molding material from rocks of the main group as a filler and binder, molding from the obtained molding material of the products and their heat treatment, characterized in that the preparation of the molding material is carried out by mixing 80 ÷ 95 wt.% filler from the rocks of the main group with particle sizes of 50 ÷ 500 μm and a moisture content of not more than 5%, with 5 ÷ 20 wt.% phosphoric acid with a density of 1.50 ÷ 1.85 g / cm 3 taken as curing, and maintaining the mixture at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 24 ÷ 72 hours, the subsequent heat treatment is carried out at a temperature of 100 ÷ 300 ° C.

Целесообразно, что формование изделий осуществляют путем горячего прессования с усилием от 10 до 500 кг/см2.It is advisable that the molding of products is carried out by hot pressing with a force of 10 to 500 kg / cm 2 .

Желательно, что смешивание наполнителя и фосфорной кислоты проводят в течение 30÷90 мин.It is desirable that the mixing of the filler and phosphoric acid is carried out for 30 ÷ 90 minutes

Связующие свойства фосфорной кислоты определяются ее взаимодействием с кремнеземом и силикатами, входящими в состав основных горных пород с образованием ортофосфатов, прежде всего ортофосфатов алюминия, которые в смеси с наполнителем образуют прочную монолитную массу.The binding properties of phosphoric acid are determined by its interaction with silica and silicates that make up the main rocks with the formation of orthophosphates, primarily aluminum orthophosphates, which, when mixed with a filler, form a solid monolithic mass.

Заявленная плотность фосфорной кислоты обусловлена тем, что при плотности ниже 1,50 г/см3 кислота содержит свыше 35% влаги, что приводит к образованию высокопористых изделий ограниченного применения, к таким же результатам приводит и использование наполнителя с влажность более 5%. Плотность 1,85 г/см3 соответствует максимальной для промышленно производимой фосфорной кислоты.The claimed density of phosphoric acid is due to the fact that at a density below 1.50 g / cm 3 the acid contains more than 35% moisture, which leads to the formation of highly porous products of limited use, the use of a filler with a moisture content of more than 5% leads to the same results. The density of 1.85 g / cm 3 corresponds to the maximum for industrially produced phosphoric acid.

Соотношение фосфорной кислоты и наполнителя определяется химическим составом последнего, в частности содержанием алюмосиликатов.The ratio of phosphoric acid and filler is determined by the chemical composition of the latter, in particular the content of aluminosilicates.

Дисперсность наполнителя играет в процессе получения керамических изделий второстепенную роль, поэтому размер его частиц может иметь широкий диапазон.The dispersion of the filler plays a secondary role in the process of obtaining ceramic products, therefore, its particle size can have a wide range.

Время смешения наполнителя и фосфорной кислоты определяется объемом последней и дисперсностью наполнителя и составляет 30÷90 мин для получения гомогенного состава смеси.The mixing time of the filler and phosphoric acid is determined by the volume of the latter and the dispersion of the filler and is 30 ÷ 90 min to obtain a homogeneous composition of the mixture.

Эта смесь выдерживается в течение 24÷72 часов при температуре 10÷30°С для протекания реакции между фосфорной кислотой и наполнителемThis mixture is aged for 24 ÷ 72 hours at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for the reaction between phosphoric acid and the filler

Температура термообработки 100÷300°С изделий из формовочной массы, полученной заявленным способом, достаточна для придания изделиям требуемых потребительских свойств.The heat treatment temperature of 100 ÷ 300 ° C of products from the molding material obtained by the claimed method is sufficient to give the products the desired consumer properties.

Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие и перемешивающие устройства: дробилки щековые, конусные, валковые, роторные, барабанные; мельницы шаровые, стержневые, вибрационные, планетарные и др., а также мешалки: турбинные, лопастные, фрезерные, якорные, рамные, шнековые и др.To implement the method according to the invention, various grinding and mixing devices are used: jaw, cone, roller, rotary, drum crushers; ball mills, rod mills, vibratory mills, planetary mills, etc., as well as mixers: turbine, blade, milling, anchor, frame, screw, etc.

Интенсивность взаимодействия при спекании существенно возрастает при прессовании формовочной массы, особенно с одновременным нагревом. Усилие формования определяется требованиями к получаемым изделиям.The intensity of interaction during sintering increases significantly when pressing the molding material, especially with simultaneous heating. The molding force is determined by the requirements for the products obtained.

Заявленный способ реализуется следующим образом: исходное сырье из горных пород основной группы подвергают измельчению до получения фракций с размером частиц 50÷500 мкм, порошок сушат до остаточной влажности не более 5%, затем смешивают в течение 30÷90 мин с фосфорной кислотой плотностью 1,5÷1,85 г/см3 в соотношении от 5 до 20 мас.% фосфорной кислоты и от 95 до 80 мас.% наполнителя из горных пород основной группы, выдерживают приготовленную формовочную массу при температуре 10÷30°С в течение 24÷72 часов, проводят формование изделий из полученной формовочной массы, при необходимости осуществляют прессование с усилием от 10 до 500 кг/см2 и проводят процесс термообработки при 100÷300°С в течение 1÷3 часов.The claimed method is implemented as follows: the feedstock from rocks of the main group is subjected to grinding to obtain fractions with a particle size of 50 ÷ 500 μm, the powder is dried to a residual moisture content of not more than 5%, then mixed for 30 ÷ 90 min with phosphoric acid with a density of 1, 5 ÷ 1.85 g / cm 3 in a ratio of 5 to 20 wt.% Phosphoric acid and from 95 to 80 wt.% Filler from rocks of the main group, withstand the prepared molding mass at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 24 ÷ 72 hours, carry out the molding of products from the resulting molding mass, if necessary, carry out pressing with a force of 10 to 500 kg / cm 2 and carry out the heat treatment process at 100 ÷ 300 ° C for 1 ÷ 3 hours.

Ниже приведены примеры осуществления заявленного способа получения керамических изделий, которые иллюстрируют способ, но не ограничивают его. Примеры осуществления заявленного способа и способа по прототипу, а также свойства полученных изделий сведены в Таблицу.The following are examples of the implementation of the claimed method for producing ceramic products, which illustrate the method, but do not limit it. Examples of the implementation of the claimed method and the prototype method, as well as the properties of the obtained products are summarized in the Table.

В приводимых примерах в качестве наполнителя были использованы:In the examples cited, the following were used as filler:

- габбро месторождения «Березовское» Свердловской области, имеющее химический состав, мас.%: SiO2 - 47,44; Аl2O3 - 16,56; TiO2 - 0,35; Fе2O3 - 1,55; FeO - 4,95; MnO - 0,10; CaO - 12,10; MgO - 11,50; SO3 - 0,40; К2О - 0,15; Nа2O - 1,50; п.п.п. - 3,3;- gabbro of the Berezovskoye deposit of the Sverdlovsk region, having a chemical composition, wt.%: SiO 2 - 47.44; Al 2 O 3 - 16.56; TiO 2 0.35; Fe 2 O 3 - 1.55; FeO 4.95; MnO - 0.10; CaO - 12.10; MgO 11.50; SO 3 0.40; K 2 O - 0.15; Na 2 O - 1.50; p.p.p. - 3.3;

- базальт месторождения «Васильевское» Кемеровской области, имеющий следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 50,61; Аl2О3 - 19,24; TiO2 - 1,35; Fe2O3 - 4,58; FeO - 2,66; MnO - 0,15; CaO - 8,75; MgO - 5,81; Na2O - 3.52; п.п.п. - 3.33;- basalt of the Vasilievskoye deposit of the Kemerovo region, having the following chemical composition, wt.%: SiO 2 - 50.61; Al 2 O 3 - 19.24; TiO 2 - 1.35; Fe 2 O 3 - 4.58; FeO - 2.66; MnO - 0.15; CaO 8.75; MgO - 5.81; Na 2 O - 3.52; p.p.p. - 3.33;

- диабаз месторождения «Западно-Кондопожское» республики Карелия, имеющий химический состав, мас.%: SiO2 - 49,67; Аl2O3 - 14,0; (Fе2O3+FеО) - 13,40; СаО - 10,00; MgO - 8,53; K2O - 0,36; Na2O - l,87; п.п.п. - 2,17- diabase deposits "West Kondopoga" of the Republic of Karelia, having a chemical composition, wt.%: SiO 2 - 49.67; Al 2 O 3 - 14.0; (Fe 2 O 3 + FeO) - 13.40; CaO - 10.00; MgO 8.53; K 2 O - 0.36; Na 2 O - l, 87; p.p.p. - 2.17

Пример 1Example 1

Согласно способу по изобретению приготовление формовочной массы осуществляют смешением в шнековой мешалке 80 мас.% наполнителя из габбро месторождения «Березовское» Свердловской области с размером частиц 150÷300 мкм и влажностью ≤ 5% с 20 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1,85 г/см3 (100 мас.%) в течение 45 мин. Полученную формовочную массу выдерживают при температуре 10÷30°С в течение 24 часов, помещают в формы и подвергают термообработке при температуре 250°С в течение 1,5 часов. Свойства полученных изделий приведены в Таблице.According to the method according to the invention, the preparation of the molding material is carried out by mixing in a screw mixer 80 wt.% Filler from gabbro deposits "Berezovskoye" Sverdlovsk region with a particle size of 150 ÷ 300 microns and humidity ≤ 5% with 20 wt.% Phosphoric acid with a density of 1.85 g / cm 3 (100 wt.%) for 45 minutes The resulting molding material is kept at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 24 hours, placed in molds and subjected to heat treatment at a temperature of 250 ° C for 1.5 hours. The properties of the products obtained are given in the Table.

Пример 2Example 2

Приготовление формовочной массы осуществляют смешением в якорной мешалке 90 мас.% наполнителя из базальта месторождения «Васильевское» Кемеровской области с размером частиц 50÷100 мкм и влажностью ≤ 5% с 10 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1.65 г/см3 (80 мас.%) в течение 75 мин. Полученную формовочную массу выдерживают при температуре 10÷30°С в течение 56 часов, помещают в формы и подвергают термообработке при температуре 200°С в течение 2-х часов. Свойства полученных изделий приведены в Таблице.The molding material is prepared by mixing in an anchor mixer 90 wt.% Filler from basalt of the Vasilievskoye deposit in the Kemerovo region with a particle size of 50 ÷ 100 μm and humidity ≤ 5% with 10 wt.% Phosphoric acid with a density of 1.65 g / cm 3 (80 wt. %) within 75 minutes The resulting molding material is kept at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 56 hours, placed in molds and subjected to heat treatment at a temperature of 200 ° C for 2 hours. The properties of the products obtained are given in the Table.

Пример 3Example 3

Формовочную массу приготавливают смешением в рамной мешалке 85 мас.% наполнителя из базальта месторождения «Васильевское» Кемеровской области с размером частиц 50÷100 мкм и влажностью ≤ 5% с 15 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1.75 г/см3 (90 мас.%) в течение 60 мин. Полученную формовочную массу выдерживают при температуре 10÷30°С в течение 40 часов, помещают в формы и подвергают термообработке при температуре 300°С в течение 1 часа. Свойства полученных изделий приведены в Таблице.The molding material is prepared by mixing in a frame mixer 85 wt.% Filler from basalt of the Vasilievskoye deposit in the Kemerovo region with a particle size of 50 ÷ 100 μm and humidity ≤ 5% with 15 wt.% Phosphoric acid with a density of 1.75 g / cm 3 (90 wt.% ) for 60 minutes The resulting molding material is kept at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 40 hours, placed in molds and subjected to heat treatment at a temperature of 300 ° C for 1 hour. The properties of the products obtained are given in the Table.

Пример 4Example 4

Формовочную массу готовят смешением в лопастной мешалке 95 мас.% наполнителя из диабаза месторождения «Западно-Кондопожское» республики Карелия с размером частиц 100-200 мкм и влажностью ≤ 5% с 5 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1,53 г/см3 (70 мас.%) в течение 90 мин. Полученную формовочную массу выдерживают при температуре 10÷30°С в течение 24 часов, помещают в формы, подвергают горячему прессованию с усилием 250 кг/см2, после чего осуществляют процесс термообработки при 100°С в течение 3-х часов. Свойства полученных изделий приведены в Таблице.The molding material is prepared by mixing in a paddle mixer 95 wt.% Filler from diabase of the West Kondopoga deposit of the Republic of Karelia with a particle size of 100-200 μm and humidity ≤ 5% with 5 wt.% Phosphoric acid with a density of 1.53 g / cm 3 ( 70 wt.%) For 90 minutes The obtained molding mass is kept at a temperature of 10 ÷ 30 ° C for 24 hours, placed in molds, subjected to hot pressing with a force of 250 kg / cm 2 , after which the heat treatment process is carried out at 100 ° C for 3 hours. The properties of the products obtained are given in the Table.

Показатели процесса, свойства изделийProcess indicators, product properties № примераExample No. ПрототипPrototype 1one 22 33 4four НаполнительFiller габброgabbro базальтbasalt БазальтBasalt диабазdiabase песок кварцевыйquartz sand Содержание наполнителя, мас.%The filler content, wt.% 8080 9090 8585 9595 91.0÷86.591.0 ÷ 86.5 Содержание связующего, мас.%The binder content, wt.% 20twenty 1010 15fifteen 55 9.0-15.59.0-15.5 Плотность связующего, г/см3 The density of the binder, g / cm 3 1.851.85 1.651.65 1.751.75 1.531.53 1.501.50 Влажность наполнителя, %Humidity of the filler,% менее 5%less than 5% менее 6%less than 6% Размер частиц наполнителя, мкмThe particle size of the filler, microns 150÷300150 ÷ 300 50÷10050 ÷ 100 50÷10050 ÷ 100 100÷200100 ÷ 200 60÷12060 ÷ 120 Время перемешивания формовочной массы, минThe mixing time of the molding material, min 4545 7575 6060 9090 до получения гомогенного состава шихтыto obtain a homogeneous composition of the charge Усилие прессования формовочной массы, кг/см2 The pressing force of the molding material, kg / cm 2 00 00 00 250250 200÷400200 ÷ 400 Температура термообработки формовочной массы, °СThe temperature of the heat treatment of the molding material, ° C 250250 200200 300300 100one hundred 750÷950750 ÷ 950 Время термообработки формовочной массы, часThe heat treatment time of the molding material, hours 1.51.5 22 1one 33 0.2÷0.50.2 ÷ 0.5 Плотность полученных изделий, г/см3 The density of the obtained products, g / cm 3 2.4÷2.62.4 ÷ 2.6 1.9÷2.11.9 ÷ 2.1 0.8÷1.00.8 ÷ 1.0 0.6÷0.80.6 ÷ 0.8 2.4÷2.62.4 ÷ 2.6 Водопоглощение, %Water absorption,% 0.9÷1.10.9 ÷ 1.1 1.3÷2.71.3 ÷ 2.7 2.4÷5.62.4 ÷ 5.6 2.7÷6.22.7 ÷ 6.2 2.5÷14.02.5 ÷ 14.0 Химическая стойкость в серной к-те, %Chemical resistance in sulfuric to-those,% 97.3÷98.797.3 ÷ 98.7 89.1÷90.489.1 ÷ 90.4 78.3÷90.778.3 ÷ 90.7 76.2÷76.876.2 ÷ 76.8 Кислотостойкость 0.95Acid Resistance 0.95 Химическая стойкость в соляной к-те, %Chemical resistance in hydrochloric acid,% 87.1÷90.287.1 ÷ 90.2 83.5÷84.283.5 ÷ 84.2 76.1÷78.376.1 ÷ 78.3 71.6÷73.871.6 ÷ 73.8

Предложенный способ изготовления каменно-керамических изделий из горных пород основной группы позволяет упростить технологию за счет исключения самостоятельной стадии приготовления связующего, расширить сырьевую базу и ассортимент получаемых изделий. При этом проведение процесса термообработки при существенно более низких температурах позволяет применить недорогое технологическое оборудование с возможностью использования вторичного тепла, что создает экономически менее затратную технологию получения каменно-керамических изделий.The proposed method for the manufacture of stone-ceramic products from rocks of the main group allows us to simplify the technology by eliminating the independent stage of preparation of the binder, to expand the raw material base and the range of products. At the same time, carrying out the heat treatment process at significantly lower temperatures allows the use of inexpensive technological equipment with the possibility of using secondary heat, which creates an economically less expensive technology for producing stone-ceramic products.

Claims (3)

1. Способ получения керамических изделий, включающий приготовление формовочной массы из горных пород основной группы в качестве наполнителя и связующего, формование из полученной формовочной массы изделий и их термообработку, отличающийся тем, что приготовление формовочной массы осуществляют путем смешения 80÷95 мас.% наполнителя из горных пород основной группы с размерами частиц 50÷500 мкм и влажностью не более 5% с 5÷20 мас.% фосфорной кислоты плотностью 1,50÷1,85 г/см3, взятой в качестве связующего, и выдерживанием полученной смеси при температуре 10÷30°С в течение 24÷72 ч, последующую термообработку проводят при температуре 100÷300°С.1. A method of producing ceramic products, including the preparation of the molding material from rocks of the main group as a filler and a binder, molding from the obtained molding material of the products and their heat treatment, characterized in that the preparation of the molding material is carried out by mixing 80 ÷ 95 wt.% Filler from rocks of the main group with particle sizes of 50 ÷ 500 μm and a moisture content of not more than 5% with 5 ÷ 20 wt.% phosphoric acid with a density of 1.50 ÷ 1.85 g / cm 3 , taken as a binder, and keeping the mixture at a temperature ur 10 ÷ 30 ° C for 24 ÷ 72 hours, the subsequent heat treatment is carried out at a temperature of 100 ÷ 300 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование изделий осуществляют путем горячего прессования с усилием от 10 до 500 кг/см2.2. The method according to claim 1, characterized in that the molding of products is carried out by hot pressing with a force of 10 to 500 kg / cm 2 . 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение наполнителя и фосфорной кислоты проводят в течение 30÷90 мин. 3. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of the filler and phosphoric acid is carried out for 30 ÷ 90 minutes
RU2007131199/03A 2007-08-16 2007-08-16 Method for production of ceramic products RU2361844C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007131199/03A RU2361844C2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Method for production of ceramic products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007131199/03A RU2361844C2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Method for production of ceramic products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007131199A RU2007131199A (en) 2009-02-27
RU2361844C2 true RU2361844C2 (en) 2009-07-20

Family

ID=40529284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007131199/03A RU2361844C2 (en) 2007-08-16 2007-08-16 Method for production of ceramic products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361844C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524095C1 (en) * 2013-04-16 2014-07-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing composite ceramic articles
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles
RU2804315C1 (en) * 2023-04-10 2023-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) Method for producing ceramic materials based on crushed gabbro rock reinforced with basalt fibre

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002718C1 (en) * 1991-06-21 1993-11-15 Mikhashchuk Evgenij P Composite material
RU2283818C1 (en) * 2005-01-24 2006-09-20 Александр Николаевич Кондратенко Method of manufacturing products based on silica-containing binder
RU2288903C1 (en) * 2005-07-08 2006-12-10 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Method of manufacture of the ceramic filtering component with the fibrous structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2002718C1 (en) * 1991-06-21 1993-11-15 Mikhashchuk Evgenij P Composite material
RU2283818C1 (en) * 2005-01-24 2006-09-20 Александр Николаевич Кондратенко Method of manufacturing products based on silica-containing binder
RU2288903C1 (en) * 2005-07-08 2006-12-10 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Method of manufacture of the ceramic filtering component with the fibrous structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524095C1 (en) * 2013-04-16 2014-07-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of producing composite ceramic articles
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles
RU2804315C1 (en) * 2023-04-10 2023-09-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) Method for producing ceramic materials based on crushed gabbro rock reinforced with basalt fibre

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007131199A (en) 2009-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104057018B (en) A kind of moulding sand for casting and preparation method thereof
Johari et al. Effect of the change of firing temperature on microstructure and physical properties of clay bricks from Beruas (Malaysia)
CN101597173A (en) Method for preparing refractory raw material by using corundum slag
JP2010100442A (en) Method for producing cordierite
RU2397967C1 (en) Method of making semi-finished product for producing construction materials
CN103030415A (en) High-performance forsterite refractory raw material and preparation method thereof
CN102351445A (en) Ultra low-alkali portland cement and production method thereof
CN110156481A (en) Refractory material prepared by using investment casting waste sand and preparation method of refractory material
CN103495698A (en) High-strength moulding sand and preparation method thereof
CN103521691A (en) Modified bentonite molding sand and preparation method thereof
CN108610073A (en) A kind of fire resisting cracking resistance composite brick and preparation method thereof
RU2206536C1 (en) Method for making building articles
RU2374206C1 (en) Raw mixture for making ceramic objects
US2313746A (en) Process of making magnesia ceramics
US6478993B2 (en) Method for the manufacture of foamed materials
US5830394A (en) Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product
RU2361844C2 (en) Method for production of ceramic products
CN105367047A (en) Preparation method of sintering body with principal crystalline phase of cordierite by using coal gangue and nickel slag
RU2405743C1 (en) Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions)
JPH08253352A (en) Method for producing high strength inorganic foam
JPH0794342B2 (en) Method for manufacturing dry-molded roof tile
RU2397968C1 (en) Composition and method of making corundum refractory concrete
CN105503258A (en) A kind of clay-free sintered block and its preparation method
US2543752A (en) Refractory and semirefractory materials and process for manufacture
RU2560014C1 (en) Ceramic mixture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170817