[go: up one dir, main page]

RU2288202C1 - Charge for producing porous ceramic material - Google Patents

Charge for producing porous ceramic material Download PDF

Info

Publication number
RU2288202C1
RU2288202C1 RU2005116997/03A RU2005116997A RU2288202C1 RU 2288202 C1 RU2288202 C1 RU 2288202C1 RU 2005116997/03 A RU2005116997/03 A RU 2005116997/03A RU 2005116997 A RU2005116997 A RU 2005116997A RU 2288202 C1 RU2288202 C1 RU 2288202C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
components
electrocorundum
charge
ceramic material
Prior art date
Application number
RU2005116997/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Лазаревич Красный (RU)
Борис Лазаревич Красный
ков Андрей Николаевич Кисл (RU)
Андрей Николаевич Кисляков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор"
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 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор"
Priority to RU2005116997/03A priority Critical patent/RU2288202C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288202C1 publication Critical patent/RU2288202C1/en

Links

Landscapes

  • Filtering Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: production of ceramic filtering members.
SUBSTANCE: charge comprises, in mass%, 10-70 of synthetic corundum filler and 30-90 of finely divided mixture. The finely divided mixture comprise, in mass %, 9-41 of disthene-sillimanite, 6-61 of oxidal , 9-40 of alumina, 3-13 of kaolin , 4-9 of bentonite, and 1-4 of clay.
EFFECT: enhanced quality of porous ceramic material.
2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению пористой, проницаемой керамики для изготовления керамических фильтрующих элементов.The invention relates to ceramic materials science, in particular to the production of porous, permeable ceramics for the manufacture of ceramic filter elements.

Разработка установок для очистки горячих газов с температурой до 1000°С потребовала создания фильтрующих элементов с повышенными требованиями к механической прочности и термической стойкостью, их эффективной работоспособности в условиях коррозионного воздействия кислотных или щелочных компонентов отходящих газов, с высокой степенью очистки от пылевых частиц размером 1-2 мкм.The development of installations for the purification of hot gases with temperatures up to 1000 ° C required the creation of filter elements with increased requirements for mechanical strength and thermal stability, their effective performance under the corrosive effects of acid or alkaline components of the exhaust gases, with a high degree of purification from dust particles 1- 2 microns.

Основным методом получения пористой проницаемой керамики является использование шихты, содержащей наполнитель определенной дисперсности, минеральные связки, формирующие макро- и микроструктуру и органические связующие для придания транспортной прочности полуфабрикату (Смирнова К.А. Пористая керамика для фильтрации и аэрации. - М: Стройиздат, 1968 -196 с; Беркман А.С., Мельникова Н.Г. Пористая проницаемая керамика - Л.: Стройиздат, 19691-141 с; Пугин B.C. Пористые проницаемые материалы - Киев: Наукова Думка, 1970).The main method of obtaining porous permeable ceramics is the use of a mixture containing a filler of a certain dispersion, mineral binder, forming a macro- and microstructure and organic binders to give the transport strength to the semi-finished product (K. Smirnova, Porous ceramic for filtration and aeration. - M: Stroyizdat, 1968 -196 s; Berkman A.S., Melnikova N.G. Porous permeable ceramics - L .: Stroyizdat, 19691-141 s; Pugin BC Porous permeable materials - Kiev: Naukova Dumka, 1970).

Соотношение наполнителя и керамической связки определяют объемное содержание проницаемых пор, их гидравлический диаметр, компоненты керамического связующего формируют прочностные и термопрочностные характеристики, а кристаллические структуры, образующиеся в процессе синтеза проницаемой керамики, должны обеспечивать эффективную работоспособность в условиях воздействия кислотных или щелочных компонентов очищаемых газов.The ratio of the filler and the ceramic binder determines the volumetric content of permeable pores, their hydraulic diameter, the components of the ceramic binder form strength and thermal strength characteristics, and the crystal structures formed during the synthesis of permeable ceramics should provide effective performance under the influence of acid or alkaline components of the gases being purified.

Практика показала, что амфотерный оксид алюминия эффективно работает в кислотных и щелочных средах и может быть использован в качестве наполнителя.Practice has shown that amphoteric alumina works effectively in acidic and alkaline environments and can be used as a filler.

Известны шихты для получения пористого керамического материала, содержащие в основном электрокорундовые наполнители с использованием в качестве минеральной связки простых и сложных оксидных соединений и органических связующих (SU 1013435, 23.04.1983, SU 1036704, 23.08.1983, SU 1654290, 07.06.1991, RU 2033987, 30.04.1995, RU 2114090, 27.06.1998).Blends are known for producing a porous ceramic material, containing mainly electrocorundum fillers using simple and complex oxide compounds and organic binders as a mineral bond (SU 1013435, 04.23.1983, SU 1036704, 08.23.1983, SU 1654290, 07.06.1991, RU 2033987, 04.30.1995, RU 2114090, 06.27.1998).

Недостатками пористой керамики из известных шихт являются невысокие значения проницаемой пористости и прочности, получаемый минимальный гидравлический размер пор, на уровне 18-20 мкм, не позволяет использовать известные шихты для изготовления фильтрующих элементов для очистки газов с пылевыми частицами размером 1-2 мкм, а образующиеся кристаллические фазы не устойчивы в кислотных или щелочных средах.The disadvantages of porous ceramics from known mixtures are the low values of permeable porosity and strength, the minimum hydraulic pore size obtained at the level of 18-20 μm does not allow the use of known mixtures for the manufacture of filter elements for cleaning gases with dust particles of 1-2 μm in size, and the resulting crystalline phases are not stable in acidic or alkaline environments.

Наиболее близким к заявляемому объекту по решаемой технической задаче - прототипом - является масса для изготовления пористой фильтрующей керамики, включающая фракционированный электрокорунд или шамот, в качестве глинистого компонента - натриевый монтмориллонит и органическую связку в виде декстрина или поливинилацетатную связку при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest to the claimed object for the technical problem being solved - the prototype - is the mass for the manufacture of porous filtering ceramics, including fractionated electrocorundum or chamotte, as the clay component is sodium montmorillonite and an organic binder in the form of dextrin or polyvinyl acetate binder in the following ratio of components, wt.%. :

Указанный монофракционный электрокорундThe specified monofraction electrocorundum или шамот, или их смесь в соотношении 1:1or chamotte, or a mixture thereof in a ratio of 1: 1 69-7869-78 Натриевый монтмориллонитSodium Montmorillonite 21-3021-30 Органическая связкаOrganic bunch 1-51-5

(SU 1654290 А 1, кл. С 04 В 38/00, опубл. 07.06.1991 Бюл.21) Недостатком известной смеси является то, что она содержит повышенное содержание натриевого монтмориллонита, что снижает общую пористость материала. Синтезированные фазы обладают низкой устойчивостью, как в щелочной, так и в кислотной среде, а размеры пор при фракциях корунда 40-50 мкм не позволяют достичь возможной очистки от пыли размером 1-2 мкм вследствие большого коэффициента вариации гидравлического диаметра пор.(SU 1654290 A 1, class C 04 B 38/00, published 07.06.1991 Bull.21) A disadvantage of the known mixture is that it contains an increased content of sodium montmorillonite, which reduces the overall porosity of the material. The synthesized phases have low stability, both in alkaline and in acidic environments, and the pore sizes with fractions of corundum of 40-50 μm do not allow achieving possible cleaning from dust with a size of 1-2 μm due to the large coefficient of variation of the hydraulic diameter of the pores.

Задачей изобретения является разработка шихты для изготовления пористого проницаемого, керамического материала, обеспечивающей достижение цели изобретения - повышение качества пористого керамического материала.The objective of the invention is to develop a mixture for the manufacture of porous permeable, ceramic material, ensuring the achievement of the purpose of the invention is to improve the quality of porous ceramic material.

Поставленная цель достигается в отличие от известной шихты тем, что мелкодисперсная связка включает следующие компоненты, мас.%This goal is achieved in contrast to the known mixture in that the finely dispersed binder includes the following components, wt.%

Димстен-силлиманитDimsten sillimanite 9-419-41 Глинозем ГКAlumina GK 9-409-40 ОксидалOxidized 6-616-61 КаолинKaolin 3-133-13 БентонитBentonite 4-94-9 ГлинаClay 1-41-4

при соотношении компонентов шихты, мас.%, электрокорундовый наполнитель 10-70, мелкодисперсная связка 3-90, органическое связующее сверх 100% 4-6 и соотношении размера частиц мелкодисперсной смеси и электрокорундового наполнителя от 0,02 до 0,06when the ratio of the components of the mixture, wt.%, electrocorundum filler 10-70, finely dispersed binder 3-90, organic binder in excess of 100% 4-6 and the ratio of the particle size of the finely dispersed mixture and electrocorundum filler from 0.02 to 0.06

Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем:The essence of the proposed technical solution is as follows:

- присутствие дистена увеличивает открытую и проницаемую пористость вследствие увеличения объема при переходе более плотного кианита тригональной структуры в ромбический муллит с менее плотной упаковкой и компенсирует усадочные процессы за счет образования жидких фаз бентонита и глинистых компонентов;- the presence of distene increases open and permeable porosity due to an increase in volume during the transition of denser kyanite of the trigonal structure to rhombic mullite with a less dense packing and compensates for shrinkage processes due to the formation of liquid phases of bentonite and clay components;

- совокупность компонентов мелкодисперсной смеси позволяет получать пористый проницаемый материал с равномерным объемным распределением мелких пор, с узким доверительным интервалом их размеров, а процентное соотношение компонентов обусловлено граничными условиями: минимальное содержание компонентов не приводит к повышению прочности пористого каркаса при максимальной его пористости, максимальное содержание компонентов резко снижает объем проницаемых пор при максимальной прочности;- the combination of components of the finely dispersed mixture allows to obtain a porous permeable material with a uniform volume distribution of small pores, with a narrow confidence interval of their sizes, and the percentage ratio of the components is determined by the boundary conditions: the minimum content of components does not increase the strength of the porous frame with its maximum porosity, maximum content of components dramatically reduces the volume of permeable pores with maximum strength;

- введение оксидала (α - Al2О3) и глинозема ГК позволяет устранить возможные дефекты пористого каркаса, образованного электрокорундовым наполнителем, а соотношение размеров частиц мелкодисперсной смеси и электрокорундового наполнителя от 0,02 до 0,06 позволяет получать мелкие поры в широком диапазоне общей пористости;- the introduction of oxidal (α - Al 2 O 3 ) and alumina HA allows you to eliminate possible defects of the porous skeleton formed by the electrocorundum filler, and the ratio of the particle sizes of the finely dispersed mixture and the electrocorundum filler from 0.02 to 0.06 allows you to get small pores in a wide range of porosity;

- временное технологическое связующее в виде водного раствора декстрина при содержании 4-6% на сухой вес сверх 100% не участвует в образовании кристаллических фаз пористого материала, а используется как средство для придания прочности полуфабриката при прессовании и транспортировке в технологических операциях.- a temporary technological binder in the form of an aqueous solution of dextrin with a content of 4-6% by dry weight in excess of 100% does not participate in the formation of crystalline phases of the porous material, but is used as a means to give the strength of the semi-finished product during pressing and transportation in technological operations.

Пример изготовления шихтыAn example of the manufacture of the mixture

Для изготовления шихты были использованы компоненты:For the manufacture of the mixture were used components:

Электрокорунд, ТУ 3988-075-0022450-99;Electrocorundum, TU 3988-075-0022450-99;

Дистен-силлиманит ТУ - 11-10-017-93;Dist-sillimanite TU - 11-10-017-93;

Оксидал (α - Al2О3) - пыль электрофильтров Ачинского глиноземного комбината, очищенная от железа и щелочных компонентов ТУ - 8.39157-26003;Oxidal (α - Al 2 О 3 ) - dust of electrostatic precipitators of the Achinsk Alumina Refinery, purified from iron and alkaline components TU - 8.39157-26003;

Глинозем ГК-1 Гост 30559-98;Alumina GK-1 GOST 30559-98;

Каолин КЕ-1 ТУ - 57-29-070-00284530-96.Kaolin KE-1 TU - 57-29-070-00284530-96.

Бентонит Болгарский ТУ-3-94-08-658-86Bentonite Bulgarian TU-3-94-08-658-86

Глина Печорская ТУ - 56171-05Clay Pechora TU - 56171-05

Все компоненты керамической связки были подготовлены путем дробления и измельчения до величины частиц 1-3 мкм. Из подготовленных компонентов изготавливали шихту. Схема изготовления шихты во всех вариантах была идентична и состояла в следующем: смешивали расчетное количество электрокорунда, оксидала, дистен-силлиманита, глинозема всухую в течение 5-10 мин, добавляли раствор декстрина в воде и продолжали смешение в течение 5 мин, к подготовленной массе добавляли смесь глинистых компонентов, смешанных всухую, в течение 3-5 мин, и все компоненты дополнительно перемешивали в течение 5-10 мин. Подготовленную шихту помещали в герметичную емкость и осуществляли вылежку в течение 24-48 часов.All components of the ceramic bond were prepared by crushing and grinding to a particle size of 1-3 microns. A mixture was prepared from prepared components. The charge manufacturing scheme in all cases was identical and consisted of the following: the calculated amount of electrocorundum, oxide, distene-sillimanite, alumina was mixed dry for 5-10 minutes, a solution of dextrin in water was added and mixing continued for 5 minutes, and the prepared mass was added a mixture of clay components, mixed dry, for 3-5 minutes, and all components were additionally mixed for 5-10 minutes The prepared charge was placed in a sealed container and carried out aging for 24-48 hours.

Подготовленную шихту формовали в металлических пресс-формах при давлении 20-40 мПа, превышение которого нецелесообразно из-за разрушения крупных фракций наполнителя.The prepared charge was molded in metal molds at a pressure of 20-40 MPa, the excess of which is impractical due to the destruction of large fractions of the filler.

Отформованные плиты размером 300×300×10 мм спекали в воздушной среде при температуре 1300±100°С. Примеры составов и характеристики проницаемых, керамических фильтрующих элементов представлены в таблице 1, 2. Изделия, изготовленные из предлагаемых шихт, были испытаны на демонстрационной мусоросжигающей установке, в интервале температур отходящих газов 500-700°С, результаты испытаний показали эффективность работы проницаемых, керамических материалов, позволивших достигнуть степени очистки воздуха ≈99,9% от продуктов сжигания твердых бытовых отходов.Molded plates 300 × 300 × 10 mm in size were sintered in air at a temperature of 1300 ± 100 ° С. Examples of compositions and characteristics of permeable, ceramic filter elements are presented in table 1, 2. Products made from the proposed blends were tested on a demonstration incinerator, in the range of exhaust gas temperatures of 500-700 ° C, the test results showed the efficiency of permeable ceramic materials allowing to achieve the degree of air purification ≈99.9% of the products of incineration of municipal solid waste.

Таким образом, была подтверждена техническая полезность и реализованы поставленные цели, а также выявлена возможность использования предложенного технического решения для изготовления керамического проницаемого материала для сохранения экологии окружающей среды.Thus, the technical usefulness was confirmed and the goals set were realized, and the possibility of using the proposed technical solution for the manufacture of ceramic permeable material to preserve the ecology of the environment was revealed.

Таблица 1.
Характеристики фильтрующих материалов.
Table 1.
Characteristics of filter materials.
Компоненты шихтыCharge components Содержание компонентов, масс.%The content of components, wt.% ПрототипPrototype Шихта 1Charge 1 Шихта 2Charge 2 Шихта 3Charge 3 Электрокорунд (50-60 мкм)Electrocorundum (50-60 microns) 1010 4040 7070 6969 Дистен-силлиманитDisten sillimanite 7,87.8 9,79.7 11,611.6 ОксидалOxidized 52,852.8 27,327.3 1,71.7 ГлиноземAlumina 7,77.7 9,59.5 11,311.3 КаолинKaolin 11,211.2 6,06.0 0,90.9 БентонитBentonite 3,53,5 3,03.0 2,52,5 30thirty ГлинаClay 3,53,5 1,91.9 0,30.3 ДекстринDextrin 3,53,5 2,62.6 1,71.7 1,01,0 Таблица 2table 2 ХарактеристикаCharacteristic Предложенное техническое решениеThe proposed technical solution ПрототипPrototype 1one 22 33 Пористость, %Porosity,% 4040 50fifty 6565 27-3227-32 Размер пор, мкмPore size, microns 1,21,2 1,51,5 2,02.0 2121 Проницаемость, пм2 Permeability, pm 2 1010 15fifteen 20twenty 55 Прочность, МПаStrength, MPa 9090 8282 6060 50-5550-55 Термостойкость теплосмен (1000±50)°С охлаждение в водеHeat resistance heat exchange (1000 ± 50) ° С cooling in water 15fifteen 1212 1010 88 Кислотостойкость %Acid resistance% 99,299,2 99,799.7 99,899.8 95,695.6 Щелочестойкость, %Alkali resistance,% 100one hundred 100one hundred 100one hundred 98,598.5

Claims (1)

Шихта для получения пористого керамического материала, содержащая монофракционный электрокорунд, мелкодисперсную минеральную связку и органическое связующее, отличающаяся тем, что мелкодисперсная связка включает следующие компоненты, мас.%:A mixture for producing a porous ceramic material containing monofraction electrocorundum, a finely divided mineral binder and an organic binder, characterized in that the finely dispersed binder includes the following components, wt.%: Дистен-силлиманитDisten sillimanite 9-419-41 ОксидалOxidized 6-616-61 Глинозем ГКAlumina GK 9-409-40 КаолинKaolin 3-133-13 БентонитBentonite 4-94-9 ГлинаClay 1-41-4
при соотношении компонентов шихты, мас.%:when the ratio of the components of the mixture, wt.%: Электрокорундовый наполнительElectrocorundum filler 10-70 10-70 Мелкодисперсная связкаFine bunch 30-90 30-90 Органическое связующее сверх 100%Organic binder over 100% 4-6 4-6
и отношении размера частиц мелкодисперсной смеси и электрокорундового наполнителя от 0,02 до 0,06.and the ratio of the particle size of the finely divided mixture and the electrocorundum filler is from 0.02 to 0.06.
RU2005116997/03A 2005-06-03 2005-06-03 Charge for producing porous ceramic material RU2288202C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116997/03A RU2288202C1 (en) 2005-06-03 2005-06-03 Charge for producing porous ceramic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116997/03A RU2288202C1 (en) 2005-06-03 2005-06-03 Charge for producing porous ceramic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2288202C1 true RU2288202C1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37664408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116997/03A RU2288202C1 (en) 2005-06-03 2005-06-03 Charge for producing porous ceramic material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288202C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2374208C1 (en) * 2008-07-17 2009-11-27 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Mixture for making porous permeable ceramic material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302502A (en) * 1979-10-30 1981-11-24 Bridgestone Tire Company Limited Ceramic porous bodies
SU1013435A1 (en) * 1981-06-23 1983-04-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Batch for making gas-permeable ceramic material
SU1654290A1 (en) * 1988-08-15 1991-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности Mixture for producing porous filtering ceramics
RU2182568C2 (en) * 2000-06-16 2002-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Бакор" Mixture for production of porous ceramic material
UA39564C2 (en) * 2000-10-13 2004-08-16 Олег Юрійович Білоусов METHOD OF MANUFACTURE OF FILTER CERAMIC PRODUCTS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302502A (en) * 1979-10-30 1981-11-24 Bridgestone Tire Company Limited Ceramic porous bodies
SU1013435A1 (en) * 1981-06-23 1983-04-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Batch for making gas-permeable ceramic material
SU1654290A1 (en) * 1988-08-15 1991-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности Mixture for producing porous filtering ceramics
RU2182568C2 (en) * 2000-06-16 2002-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-технический центр "Бакор" Mixture for production of porous ceramic material
UA39564C2 (en) * 2000-10-13 2004-08-16 Олег Юрійович Білоусов METHOD OF MANUFACTURE OF FILTER CERAMIC PRODUCTS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2374208C1 (en) * 2008-07-17 2009-11-27 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Mixture for making porous permeable ceramic material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6736875B2 (en) Composite cordierite filters
US6582796B1 (en) Monolithic honeycomb structure made of porous ceramic and use as a particle filter
Liu et al. A novel way to fabricate tubular porous mullite membrane supports by TBA-based freezing casting method
RU2500456C1 (en) Smelt filter and method of its production
KR20040099329A (en) Strontium feldspar aluminum titanate for high temperature applications
CN102600910A (en) High-water absorption flue gas denitration honeycomb ceramic support and preparation method thereof
CN101406781A (en) Ceramic filter containing carbon coating and method for producing the same
CN107266117A (en) The manufacture method of honeycomb structured body and honeycomb structured body
Choi et al. Effect of sintering temperature in preparation of granular ceramic filter
Kumar et al. Low cost porous alumina with tailored gas permeability and mechanical properties prepared using rice husk and sucrose for filter applications
GB1474354A (en) Ceramic articles and method for making same
US6468325B1 (en) Method of making phosphate-based ceramic filters
CN104311116A (en) Magnesium aluminate spinel foam ceramic and preparation method thereof
US5087277A (en) High temperature ceramic particulate filter
CN102633532B (en) A kind of high temperature and high pressure inorganic filter membrane and preparation method thereof
RU2288202C1 (en) Charge for producing porous ceramic material
US6214078B1 (en) High temperature ceramic filter
Zhang et al. A study on preparation of cordierite gradient pores porous ceramics from rectorite
KR20100117215A (en) Fabrication of honeycomb type porous cordierite ceramic filter using fly-ash
CN107010990A (en) A kind of preparation method of lower thermal conductivity porous cordierite ceramicses
CN101530701B (en) Preparation method for silicon carbide candled filter
WO2006006667A1 (en) Method for manufacturing porous honeycomb structure
JP4967111B2 (en) Alumina-based porous ceramics and method for producing the same
US5252525A (en) Compositions for forming high temperature ceramic particulate filters
SU1090678A1 (en) Batch for making ceramic products

Legal Events

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

Effective date: 20110604