RU2446130C2 - Ceramic mixture for making facing tiles - Google Patents
Ceramic mixture for making facing tiles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446130C2 RU2446130C2 RU2010125297/03A RU2010125297A RU2446130C2 RU 2446130 C2 RU2446130 C2 RU 2446130C2 RU 2010125297/03 A RU2010125297/03 A RU 2010125297/03A RU 2010125297 A RU2010125297 A RU 2010125297A RU 2446130 C2 RU2446130 C2 RU 2446130C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- talc
- waste
- quarries
- tiles
- clay
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания строительных материалов с использованием природного минерального сырья, в частности, для изготовления облицовочной керамической плитки для внутренних отделочных работ и облицовки каминов.The invention relates to the field of creating building materials using natural mineral raw materials, in particular, for the manufacture of ceramic facing tiles for interior decoration and fireplace facing.
Известна сырьевая смесь для изготовления облицовочной плитки, содержащая в качестве основного компонента породу углеобогащения (90-70 мас.%), термообработанную при 570-600°C, в качестве плавня иловую часть отходов обогащения железных руд, имеющую минералогический состав, в мас.%: хлориты (в т.ч. железорудные, класса слоистых силикатов) - 50-60, карбонаты (кальцит) - 18-20, полевые шпаты - 7-15, биотит - 5-7, глинистое вещество (смешанослойные глинистые минералы) - 10-11 (5-10 мас.%), и глину - 5-20 мас.% (патент РФ №2258684, C04B 33/00, 2005).A known raw material mixture for the manufacture of facing tiles containing, as a main component, coal-enriching rock (90-70 wt.%), Heat-treated at 570-600 ° C, as a melt, the silt part of iron ore dressing having mineralogical composition, in wt.% : chlorites (including iron ore, class of layered silicates) - 50-60, carbonates (calcite) - 18-20, feldspars - 7-15, biotite - 5-7, clay (mixed layer clay minerals) - 10 -11 (5-10 wt.%), And clay - 5-20 wt.% (RF patent No. 2258684, C04B 33/00, 2005).
Недостатком известной сырьевой смеси является низкая механическая прочность изделий, полученных на ее основе, и использование основного компонента - породы углеобогащения, только после термообработки при 570-600°C, что увеличивает энергозатраты.A disadvantage of the known raw material mixture is the low mechanical strength of the products obtained on its basis, and the use of the main component - coal enrichment rocks, only after heat treatment at 570-600 ° C, which increases energy consumption.
Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки для внутренних отделочных работ, включающая глину легкоплавкую, отходы обогащения медно-никелевых руд и нефелиновый концентрат при следующем отношении компонентов, мас.%: глина легкоплавкая - 30-40; отходы обогащения медно-никелевых руд - 50-55; нефелиновый концентрат - 7-15. Отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий состав, мас.%: хлорит, гидрохлорит - 55,8-58,32; серпентиновые минералы - 11,3-14,65; тальк - 11,15-13,8; титаномагнетит, магнетит, хромит - 7,18-8,0; гипс - 1,95-2,10; альбит - 2,0-2,3; кварц - 1,98-2,21; пироксены - 1,0-1,56; амфиболы - 4,0-5,05. Известная керамическая масса позволяет снизить водопоглощение и линейную огневую усадку облицовочной плитки и увеличить ее прочность при изгибе при одновременном понижении температуры обжига (патент РФ №2278089, C04B 33/16, 2006).Known ceramic mass for the manufacture of facing tiles for interior decoration, including low-melting clay, copper-nickel ore dressing waste and nepheline concentrate in the following ratio of components, wt.%: Low-melting clay - 30-40; copper-nickel ore dressing waste - 50-55; nepheline concentrate - 7-15. The enrichment waste of copper-nickel ores has the following composition, wt.%: Chlorite, hydrochlorite - 55.8-58.32; serpentine minerals - 11.3-14.65; talc - 11.15-13.8; titanomagnetite, magnetite, chromite - 7.18-8.0; gypsum - 1.95-2.10; albite - 2.0-2.3; quartz - 1.98-2.21; pyroxenes - 1.0-1.56; amphiboles - 4.0-5.05. Known ceramic mass allows to reduce water absorption and linear fire shrinkage of the tiles and increase its bending strength while lowering the firing temperature (RF patent No. 2278089, C04B 33/16, 2006).
Однако плитки, полученные на основе известной керамической массы, обладают недостаточно высокой прочностью при изгибе и высокой температурой обжига - 1050-1100°C. Кроме того, в керамической массе в качестве плавня используется нефелиновый концентрат, являющийся дальнепривозным сырьем, что приводит к повышению стоимости облицовочной строительной плитки.However, the tiles obtained on the basis of the well-known ceramic mass have insufficiently high bending strength and a high firing temperature of 1050-1100 ° C. In addition, in the ceramic mass, nepheline concentrate, which is a long-distance raw material, is used as flux, which leads to an increase in the cost of facing building tiles.
Прототипом является керамическая масса для изготовления облицовочных плиток, включающая (мас.%): глину легкоплавкую полиминеральную 40-50, глину легкоплавкую гидрослюдистую 10-20, отходы тальковых карьеров 5-10, а также кварцевый песок 15-20 и плиточный бой 10-15. Данный состав позволяет снизить температуру и время обжига плиток. Получаемая облицовочная плитка имеет прочность при изгибе 13-15 МПа, термическую стойкость 2 теплосмены, водопоглощение 13,6-14,0% (а.с. 1211241, C04B 33/00, 1986).The prototype is a ceramic mass for the manufacture of cladding tiles, including (wt.%): Low-melting clay clay 50-50, low-melting clay hydromica 10-20, waste talc quarries 5-10, as well as quartz sand 15-20 and tile battle 10-15 . This composition allows you to reduce the temperature and time of firing tiles. The resulting facing tile has a bending strength of 13-15 MPa, thermal resistance of 2 heat exchangers, water absorption of 13.6-14.0% (A.S. 1211241, C04B 33/00, 1986).
Недостатком данной керамической массы является невысокая прочность при изгибе, низкая термостойкость плиток. Кроме того, масса многокомпонентна, ее подготовка осуществляется методом мокрого помола с последующим обезвоживанием, что усложняет технологический процесс и повышает энергозатраты.The disadvantage of this ceramic mass is its low bending strength, low heat resistance of tiles. In addition, the mass is multicomponent, its preparation is carried out by wet grinding followed by dehydration, which complicates the process and increases energy consumption.
В основу данного изобретения положена задача создания керамической массы для изготовления облицовочной плитки с высокими техническими характеристиками с использованием доступного, дешевого минерального сырья, позволяющая утилизировать отходы карьеров талькового камня.The basis of this invention is the creation of a ceramic mass for the manufacture of tiles with high technical characteristics using affordable, cheap mineral raw materials, which allows you to utilize the waste quarries of talc stone.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение механической прочности при изгибе и повышение термостойкости керамической плитки для внутренних отделочных работ и облицовки каминов.The technical result of the invention is to increase the mechanical strength in bending and increase the heat resistance of ceramic tiles for interior decoration and facing of fireplaces.
Это достигается тем, что в известной керамической массе для изготовления облицовочной плитки, включающей легкоплавкую гидрослюдистую глину и отходы тальковых карьеров, она согласно изобретению в качестве отходов тальковых карьеров содержит отходы карьеров талькового камня, содержащие (в мас.%): карбонат - 1-9, тремолит - 1-70, тальк - 5-47, хлорит - 33-55, рудные примеси 1-3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина легкоплавкая гидрослюдистая - 60-75, отходы карьера талькового камня - 25-40.This is achieved by the fact that in the known ceramic mass for the manufacture of facing tiles, including fusible hydromica mica and waste from talc quarries, it according to the invention contains waste from talc quarries containing (in wt.%): Carbonate - 1-9 , tremolite - 1-70, talc - 5-47, chlorite - 33-55, ore impurities 1-3, in the following ratio of components, wt.%: low-melting hydromica clay - 60-75, talc stone quarry waste - 25-40 .
Технический результат достигается также тем, что отходы карьеров талькового камня имеют следующий химический состав (мас.%): SiO2 - 39,06-44,76; TiO2 - 0,25-0,39; Al2O3 - 4,37-8,29; Fe2O3 - 1,82-5,25; FeO - 5,63-9,34; MnO - 0,108-0,142; MgO - 24,50-28,16; CaO - 3,38-6,37; Na2O - 0,02-0,18; K2O - 0,01; H2O - 0,02-0,49; CO2 - 0,1-9,7; п.п.п. - 7,5-14,54.The technical result is also achieved by the fact that the waste of talc stone quarries has the following chemical composition (wt.%): SiO 2 - 39.06-44.76; TiO 2 0.25-0.39; Al 2 O 3 - 4.37-8.29; Fe 2 O 3 - 1.82-5.25; FeO - 5.63-9.34; MnO 0.108-0.142; MgO - 24.50-28.16; CaO 3.38-6.37; Na 2 O - 0.02-0.18; K 2 O - 0.01; H 2 O - 0.02-0.49; CO 2 0.1-1.7.7; p.p.p. - 7.5-14.54.
Тальковым камнем называется мягкая горная порода, в состав которой входит тальк наряду с другими минералами (карбонатами кальция и магния с хлоритом, тремолитом). Он легко царапается ногтем, пилится и обрабатывается. При разработке карьеров скапливается до 50% отходов талькового камня, требующих утилизации.Talc stone is a soft rock whose composition includes talc along with other minerals (calcium and magnesium carbonates with chlorite, tremolite). It is easily scratched with a fingernail, sawn and processed. During quarrying, up to 50% of talc stone waste is collected that needs to be disposed of.
Для изготовления предлагаемой керамической массы использовали отходы карьеров талькового камня месторождений Карелии (готовящиеся к освоению участки: Озерки и Зеленая горка Костомукшского рудного района, Сегозерской группы месторождений).For the manufacture of the proposed ceramic mass, waste from the talc stone quarries of the deposits of Karelia was used (the areas preparing for development: Ozerki and Zelenaya Gorka of the Kostomuksha ore district, Segozero group of deposits).
Изготовление керамической плитки из предлагаемой керамической массы, включающей легкоплавкую гидрослюдистую глину и отходы карьеров талькового камня, осуществляется при температуре обжига 950-980°С. При этой температуре обжига происходят процессы дегидратации гидрослюд, распад решетки хлорита, карбоната, талька, тремолита с образованием новых кристаллических фаз и стеклофазы.The manufacture of ceramic tiles from the proposed ceramic mass, including fusible hydromicaceous clay and waste from talc stone quarries, is carried out at a firing temperature of 950-980 ° C. At this firing temperature, hydromica dehydration processes occur, the lattice of chlorite, carbonate, talc, tremolite decomposes with the formation of new crystalline phases and glass phase.
Данная температура обжига обеспечивает образование энстатита при 960°С; субкальциевого авгита и кремнезема при 980°С, проявляющих армирующее влияние на глинистые ингредиенты, что повышает механическую прочность и термостойкость облицовочной плитки.This firing temperature provides the formation of enstatite at 960 ° C; subcalcium augite and silica at 980 ° C, exhibiting a reinforcing effect on clay ingredients, which increases the mechanical strength and heat resistance of the tiles.
Керамическую массу предлагаемого состава готовят по общепринятой технологии, включающей: измельчение, просеивание, взвешивание в необходимых соотношениях и перемешивание компонентов в шаровой мельнице до остатка на сите с размером ячейки 0,063 мм - 1,5%. Полученную смесь увлажняют водой до влажности 7-9% и формуют изделия методом прессования при давлении 20-35 МПа. Плитки подвергаются предварительной сушке при 105°С, а затем обжигаются при 950-980°С. Средняя скорость подъема температуры составляла 2-3 град/мин, выдержка образцов в печи при достижении конечной температуры - 30 мин.The ceramic mass of the proposed composition is prepared according to generally accepted technology, including: grinding, sieving, weighing in the required proportions and mixing the components in a ball mill to a residue on a sieve with a mesh size of 0.063 mm - 1.5%. The resulting mixture is moistened with water to a moisture content of 7-9% and molded products by pressing at a pressure of 20-35 MPa. The tiles are pre-dried at 105 ° C, and then fired at 950-980 ° C. The average rate of temperature rise was 2-3 deg / min, the exposure of the samples in the furnace when reaching the final temperature of 30 minutes
Физико-механические свойства образцов (механическую прочность при изгибе, водопоглощение) определяли в соответствии с ГОСТ 6141-91 «Плитки керамические облицовочные для внутренней облицовки стен», термическую стойкость - по ГОСТ 473.5-81 «Изделия химически стойкие и термостойкие керамические».The physicomechanical properties of the samples (mechanical bending strength, water absorption) were determined in accordance with GOST 6141-91 “Ceramic facing tiles for wall cladding”, thermal resistance - in accordance with GOST 473.5-81 “Chemically resistant and heat-resistant ceramic products”.
В таблице представлены составы предлагаемой керамической массы и свойства плиток, изготовленных на ее основе (примеры 1, 2, 3). В таблице также приведены примеры 4 и 5 с запредельными значениями компонентов массы. Содержание в массе 20% и менее отходов карьеров талькового камня (пример 4) не обеспечивает образования необходимого количества стеклофазы, что ухудшает механическую прочность плитки. Увеличение количества отходов карьеров талькового камня в керамической массе до 55% (пример 5) способствует повышению пористости плитки, и, как следствие, увеличивается водопоглощение и уменьшается прочность.The table shows the compositions of the proposed ceramic mass and the properties of tiles made on its basis (examples 1, 2, 3). The table also shows examples 4 and 5 with prohibitive values of the components of the mass. The content in the mass of 20% or less of waste from the quarries of talc stone (Example 4) does not ensure the formation of the required amount of glass phase, which impairs the mechanical strength of the tile. An increase in the amount of waste from talc stone quarries in the ceramic mass up to 55% (Example 5) increases the porosity of the tile, and, as a result, water absorption increases and strength decreases.
В качестве эталона сравнения использован прототип (пример 6).As a reference standard used prototype (example 6).
Из таблицы следует, что изготовленные на основе предлагаемой массы керамические облицовочные плитки позволяют повысить их механическую прочность при изгибе при более низкой, чем у прототипа, температуре обжига 950°С в 1,45-1,79 раза и термическую стойкость в 3 раза, а при аналогичной с прототипом температуре обжига 980°С механическая прочность при изгибе повышается в 2,46-2,60 раза и термическая стойкость увеличивается в 9 раз. Водопоглощение изготовленных плиток при температуре обжига 980°С по сравнению с прототипом ниже на 0,5-6,4%.The table shows that made on the basis of the proposed mass of ceramic tiles allows to increase their mechanical strength in bending at a lower temperature than the prototype, the firing temperature of 950 ° C by 1.45-1.79 times and thermal resistance by 3 times, and at a firing temperature of 980 ° C similar to the prototype, the mechanical bending strength increases 2.46-2.60 times and the thermal resistance increases 9 times. The water absorption of the manufactured tiles at a firing temperature of 980 ° C compared with the prototype is lower by 0.5-6.4%.
Высокие показатели механической прочности при изгибе и термостойкости позволяют использовать предлагаемую керамическую плитку неглазурованную для облицовки каминов и глазурованную для внутренних отделочных работ.High rates of mechanical strength in bending and heat resistance allow the use of the proposed ceramic tile unglazed for facing fireplaces and glazed for interior decoration.
Керамическая масса не содержит токсичных компонентов. Экономическая эффективность и технологичность заявляемой керамической массы обусловлена ее малокомпонентностью, использованием доступного природного сырья, снижением энергозатрат и упрощением технологии получения облицовочного материала при обеспечении экологической безопасности.Ceramic mass does not contain toxic components. The economic efficiency and manufacturability of the claimed ceramic mass is due to its low content, the use of available natural raw materials, reduced energy consumption and simplified technology for producing facing material while ensuring environmental safety.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125297/03A RU2446130C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Ceramic mixture for making facing tiles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125297/03A RU2446130C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Ceramic mixture for making facing tiles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010125297A RU2010125297A (en) | 2011-12-27 |
| RU2446130C2 true RU2446130C2 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=45782221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125297/03A RU2446130C2 (en) | 2010-06-18 | 2010-06-18 | Ceramic mixture for making facing tiles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446130C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU617433A1 (en) * | 1976-06-29 | 1978-07-30 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Ceramic mass |
| SU1211241A1 (en) * | 1983-04-04 | 1986-02-15 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт строительных материалов им.С.А.Дадашева | Ceracmic compound for producing facing tiles |
| RU2004517C1 (en) * | 1991-03-12 | 1993-12-15 | Институт геологии Карельского научного центра РАН | Ceramic mass for manufacture of building bricks |
| RU2278089C1 (en) * | 2005-05-19 | 2006-06-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Ceramic mass for facing slab production |
-
2010
- 2010-06-18 RU RU2010125297/03A patent/RU2446130C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU617433A1 (en) * | 1976-06-29 | 1978-07-30 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Ceramic mass |
| SU1211241A1 (en) * | 1983-04-04 | 1986-02-15 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт строительных материалов им.С.А.Дадашева | Ceracmic compound for producing facing tiles |
| RU2004517C1 (en) * | 1991-03-12 | 1993-12-15 | Институт геологии Карельского научного центра РАН | Ceramic mass for manufacture of building bricks |
| RU2278089C1 (en) * | 2005-05-19 | 2006-06-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Ceramic mass for facing slab production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010125297A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Celik et al. | High-volume natural volcanic pozzolan and limestone powder as partial replacements for portland cement in self-compacting and sustainable concrete | |
| US4066471A (en) | Constructional cement | |
| TWI760829B (en) | Method for obtaining powdered sodium silicate from sandy tailings produced in iron ore beneficiation process | |
| CA2964671A1 (en) | Aluminosilicate | |
| Souza et al. | Processing of floor tiles bearing ornamental rock-cutting waste | |
| Hashim et al. | Mechanical properties, corrosion resistance and microstructural analysis of recycled aggregate concrete made with ceramic wall waste and ultrafine ceria | |
| CN104513034A (en) | Binder materials for forming concrete-type materials | |
| Kummoonin et al. | Fabrication of ceramic floor tiles from industrial wastes | |
| Bhasin et al. | Effect of pyrophyllite additions on sintering characteristics of fly ash based ceramic wall tiles | |
| RU2446130C2 (en) | Ceramic mixture for making facing tiles | |
| KR102535232B1 (en) | High-strength bonding materials and steam curing concrete structures equipped with them | |
| KR101658887B1 (en) | Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail | |
| JP6131459B2 (en) | Mortar or concrete composition and molded product obtained by molding the same | |
| KR20050104936A (en) | A manufacturing method for gentleness cement | |
| CN102712537A (en) | Production method for a lightweight construction material using asbestos waste | |
| RU2638596C1 (en) | Charge for producing acid-resistant ceramics | |
| KR101771677B1 (en) | Refractory bricks for fireplaces emitting negative ions and far infrared rays | |
| ES2592953B1 (en) | CEMENTING MATERIAL FROM MIXTURES OF WASTE AND / OR INDUSTRIAL SUBPRODUCTS AND MANUFACTURING PROCEDURE | |
| RU2497774C1 (en) | Raw amaterial mixture for production of porous heat insulating material | |
| Kumar et al. | Management of industrial waste: the case of effective utilization of red mud and fly ash at Vedanta Aluminium Limited-Lanjigarh | |
| RU2580536C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
| RU2635690C2 (en) | Ceramic mixture for facing tile manufacture | |
| Kamarudin et al. | Enhancement of Singgora roof tile using chemical modification method | |
| KR102144170B1 (en) | Slag cement composition | |
| Nurlybayev et al. | Investigation of the effect of diatomite and bentonite clays on the properties of local loam-based products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160619 |