RU2223927C1

RU2223927C1 - Ceramic mass

Info

Publication number: RU2223927C1
Application number: RU2002116287/03A
Authority: RU
Inventors: А.П. Зубехин; Н.Д. Яценко; О.В. Лихота; Т.А. Ионина; Н.А. Вильбицка; Н.А. Вильбицкая
Original assignee: Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-02-20
Also published as: RU2002116287A

Abstract

FIELD: ceramics. SUBSTANCE: invention relates to manufacture of ceramic articles for culture-domestic and building designation. Ceramic mass comprising clay and lime slime contains additionally sandy loam, lithium waste in production of chemical fiber containing up to 30% of LiCl and pigment in the following ratio of components, wt.-%: clay, 40-60; sandy loam, 10-30; lime slime, 15-25; indicated lithium waste, 0.09-0.25; pigment, 2-12. Invention providesthe development of multicolor palette of ceramic materials based on naturally colored technogenic materials and ceramic pigments that allows using raw materials with different content of coloring components, to reduce cost for calcinations and decoration of articles and to reduce cost of production significantly. EFFECT: improved production method, reduced cost. 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к производству керамических изделий культурно-бытового и строительного назначения.The invention relates to the production of ceramic products for cultural, domestic and construction purposes.

Известен состав массы (а.с. SU № 1106805, С 04 В 33/24, 07.08.1984), включающей, маc.%: глина 35-40, каолин 5-18, фаянсовый бой 5-10, известковый шлам 30-35, нефелин-сиенит 10-15.The composition of the mass is known (a.s. SU No. 1106805, С 04 В 33/24, 08/07/1984), including, wt.%: Clay 35-40, kaolin 5-18, faience battle 5-10, lime mud 30- 35, nepheline-syenite 10-15.

Недостатком такой массы является высокая температура (1050-1100⁰С) обжига изделий, в связи с чем очень ограничено использование различных пигментов.The disadvantage of this mass is the high temperature (1050-1100 ⁰ C) of firing products, in connection with which the use of various pigments is very limited.

Известна керамическая масса (патент RU № 2116986, С 04 В 33/24, 10.08.1998) следующего состава, мас.%: глина 20-40, каолин 10-25, фаянсовый бой 5-15, известковый шлам 15-20, песок 15-30, стеклянный бой 5-10.Known ceramic mass (patent RU No. 2116986, C 04 B 33/24, 08/10/1998) of the following composition, wt.%: Clay 20-40, kaolin 10-25, faience 5-15, lime mud 15-20, sand 15-30, glass battle 5-10.

Недостатком данной массы является наличие в ее составе стеклобоя, который совместно с карбонатом кальция значительно уменьшает интервал спекания, что приводит к изменению цвета черепка при незначительных колебаниях температуры.The disadvantage of this mass is the presence of cullet in its composition, which together with calcium carbonate significantly reduces the sintering interval, which leads to a change in the color of the crock with slight temperature fluctuations.

Наиболее близким к изобретению является керамическая масса (патент RU № 2065424, C 04 В 33/00, 20.08.1996) следующего состава, мас.%: глина 30-40, кварцевый песок 10-20, высококальцевый отход очистки шахтных вод 15-25, отходы обогащения свинцово-цинковых руд 25-35.Closest to the invention is a ceramic mass (patent RU No. 2065424, C 04 B 33/00, 08/20/1996) of the following composition, wt.%: Clay 30-40, quartz sand 10-20, high-grade waste water treatment mine water 15-25 , Lead-zinc ore dressing waste 25-35.

Недостатком данной массы является то, что в ее состав входят материалы, при обжиге которых обеспечиваются физико-механические свойства, но являются недостаточными из-за бежевого цвета черепка.The disadvantage of this mass is that it contains materials that, when fired, provide physical and mechanical properties, but are insufficient due to the beige color of the crock.

Задачей данного изобретения является разработка многоцветной палитры керамических материалов на основе естественно окрашенных, техногенных материалов и керамических пигментов, что позволит применять сырьевые материалы с различным содержанием окрашивающих компонентов, снизить затраты на обжиг и декорирование изделий, и тем самым значительно уменьшить себестоимость продукции.The objective of the invention is to develop a multi-color palette of ceramic materials based on naturally colored, technogenic materials and ceramic pigments, which will allow the use of raw materials with different content of coloring components, reduce the cost of firing and decorating products, and thereby significantly reduce the cost of production.

Поставленная задача достигается тем, что керамическая масса, включающая глину и известковый шлам, дополнительно содержит супесь, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, и пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 40-60, супесь 10-30, известковый шлам 15-25, указанный литиевый отход 0,09-0,25, пигмент 2-12.This object is achieved in that the ceramic mass, including clay and lime sludge, further comprises sandy loam, lithium chemical fiber production waste containing up to 30% LiCl, and pigment in the following ratio of components, wt.%: Clay 40-60, sandy loam 10- 30, lime sludge 15-25, said lithium waste 0.09-0.25, pigment 2-12.

В состав керамической смеси помимо традиционного керамического сырья входят шламовые отходы химической водоочистки ТЭС и АЭС, а также отходы производства химического волокна, содержащие в своем составе до 30% LiCl. Известно, что введение данных материалов в состав массы приводит к снижению температуры обжига, затрагивает экологические аспекты утилизации промышленных отходов. Кроме того, изделия обладают высокими эксплуатационными свойствами и экологической чистотой.The composition of the ceramic mixture, in addition to traditional ceramic raw materials, includes sludge waste from chemical treatment of thermal power plants and nuclear power plants, as well as waste from the production of chemical fiber containing up to 30% LiCl. It is known that the introduction of these materials in the composition of the mass leads to a decrease in the firing temperature, affects the environmental aspects of the disposal of industrial waste. In addition, the products have high performance and environmental friendliness.

Отличительной особенностью данного изобретения является то, что в процессе спекания массы из естественно окрашенного сырья, содержащей литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, и известковый шлам, происходит ее обесцвечивание при температурах около 600°С и одновременное окрашивание пигментами при более высоких температурах. Это позволяет совместить процессы спекания и окрашивания, применяя однократный обжиг, получать изделия с заданной цветовой гаммой.A distinctive feature of this invention is that during sintering of a mass of naturally colored raw materials containing lithium waste chemical fiber production containing up to 30% LiCl and lime sludge, it becomes discolored at temperatures of about 600 ° C and simultaneously stained with pigments at higher temperatures. This allows you to combine the sintering and dyeing processes, using a single firing, to obtain products with a given color scheme.

Керамическая масса готовится по технологии пластического формования изделий. Из керамической массы с тонкостью помола, характеризующегося остатком на сите № 006 и влажностью 12%, формуют плитки размером 50×50×4. Отформованные полуфабрикаты сушат в сушильном шкафу и затем обжигают в муфельной печи при температуре от 700°С, с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа.Ceramic mass is prepared according to the technology of plastic molding of products. From a ceramic mass with a fineness of grinding, characterized by a residue on sieve No. 006 and a moisture content of 12%, tiles 50 × 50 × 4 are formed. The formed semi-finished products are dried in an oven and then fired in a muffle furnace at a temperature of 700 ° C, with exposure at a maximum temperature for 1 hour.

Состав керамических масс и характеристики полученных изделий приведены в табл.1.The composition of the ceramic masses and the characteristics of the obtained products are given in table 1.

В составе керамической массы используют следующие сырьевые материалы: глина; супесь - используемые природные материалы для приготовления керамических масс; известковый шлам - отходы химической очистки ТЭС и АЭС, который представляет собой тонкодисперсный порошок светло-желтого цвета (остаток на сите), содержит от 40-55% СаО в виде известняка в кристаллической форме СаСО₃, кремнезема до 2-3,5%, остальное FeO, Fе₂О₃, Аl₂О₃, Na₂O, К₂О, SO₃; литиевый отход производства химического волокна, включающий до 30% LiCl; пигмент - природные и техногенные материалы для окрашивания изделий и получение цветовой палитры при температуре обжига ниже 1000°С.The following raw materials are used in the ceramic mass: clay; sandy loam - used natural materials for the preparation of ceramic masses; lime sludge - chemical treatment waste from TPPs and NPPs, which is a fine yellow-light powder (residue on a sieve), contains from 40-55% CaO in the form of limestone in the crystalline form of CaCO ₃ , silica up to 2-3.5%, the rest is FeO, Fe ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ , Na ₂ O, K ₂ O, SO ₃ ; lithium waste chemical fiber production, including up to 30% LiCl; pigment - natural and technogenic materials for dyeing products and obtaining a color palette at a firing temperature below 1000 ° C.

Пример 1 содержит глины - 44,9 мас.%; супеси - 29 мас.%, известкового шлама - 20 мас.%, литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,1 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 20,9%; механическая прочность - 13,2 МПа. Example 1 contains clay - 44.9 wt.%; sandy loam - 29 wt.%, lime sludge - 20 wt.%, lithium waste chemical fiber production, containing up to 30% LiCl, - 0.1 wt.%; pigment - 6 wt.%. According to the above technology, a ceramic mass was prepared and burned at a temperature of 700 ° C with exposure at maximum temperature for 1 hour and the following results were obtained: water absorption - 20.9%; mechanical strength - 13.2 MPa.

Пример 2 содержит глины - 50 мас.%; супеси - 25 мас.%; известкового шлама - 18,7 мас.%; литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,3 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 23,7%; механическая прочность - 11,2 МПа. Example 2 contains clay - 50 wt.%; sandy loam - 25 wt.%; lime sludge - 18.7 wt.%; lithium waste chemical fiber production, containing up to 30% LiCl, 0.3 wt.%; pigment - 6 wt.%. According to the above technology, a ceramic mass was prepared and burned at a temperature of 700 ° C with exposure at maximum temperature for 1 hour and the following results were obtained: water absorption - 23.7%; mechanical strength - 11.2 MPa.

Пример 3 содержит глины - 54,6 мас.%; супеси - 24 мас.%; известкового шлама - 15 мас.%; литиевый отход производства химического волокна, содержащий до 30% LiCl, - 0,4 мас.%; пигмента - 6 мас.%. По вышеуказанной технологии подготовили керамическую массу и обожгли при температуре 700°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 часа и получили следующие результаты: водопоглощение - 18,1%; механическая прочность - 13,8 МПа. Example 3 contains clay - 54.6 wt.%; sandy loam - 24 wt.%; lime sludge - 15 wt.%; lithium waste chemical fiber production containing up to 30% LiCl, 0.4 wt.%; pigment - 6 wt.%. According to the above technology, a ceramic mass was prepared and burned at a temperature of 700 ° C with exposure at maximum temperature for 1 hour and the following results were obtained: water absorption - 18.1%; mechanical strength - 13.8 MPa.

Составы масс представлены в табл.1.The compositions of the masses are presented in table 1.

Claims

Ceramic mass, including clay and lime sludge, characterized in that it further comprises sandy loam, lithium waste chemical fiber production containing up to 30% LiCl, and pigment in the following ratio, wt.%:

Clay 40 - 60

Sandy loam 10-30

Lime slurry 15 - 25

Specified lithium waste 0.09 - 0.25

Pigment 2 to 12