Способ получения доломитового огнеупора

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОЛОМИТОВОГО ОГНЕУПОРА(71) Заявитель Белорусский государственный технологический университет(73) Патентообладатель Белорусский государственный технологический университет(57) Способ получения доломитового огнеупора, включающий приготовление клинкера обжигом доломита, смешение с кремнегелем и фосфатной связкой, формование смеси и ее термообработку, отличающийся тем, что кремнегель до приготовления клинкера смешивают с доломитом и полученную смесь гранулируют, при этом в качестве кремнегеля используют отход производства фторида алюминия, а смешение ведут при следующем соотношении компонентов, мас. отход производства фторида алюминия 10,0-14,5 доломит 85,5-90,0. Изобретение относятся к огнеупорной промышленности и может быть использовано в производстве огнеупоров. Известен способ получения огнеупоров путем совместного обжига доломитов и природных силикатов магния (серпентина, оливина и др.), причем природные силикаты магния берут в количестве, необходимом для полного связывания кремнеземом в 3 СаОО 2 и одновременном связывании окиси железа и алюминия, также находящихся в шихте 1. Недостатком данного способа является высокая температура обжига и сравнительно невысокая плотность клинкера. Известен способ получения доломитовых огнеупоров, включающий обжиг природного или синтетического доломита, смешивание доломитового клинкера с тонкодисперсным кремнеземом (3-6 вес.) и связующей смолой, обжиг смеси 2. Недостатком этого способа является высокая температура обжига доломита (1790-1825 С) и низкая прочность получаемого огнеупора. Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения доломитового огнеупора, включающий обжиг доломита с кремнеземсодержащей добавкой при соотношении /2 - 2,01-2,31, смешивание доломитового клинкера с фосфатной связкой, формование и обжиг смеси 3. Недостатком данного способа является получение огнеупора с низкой механической прочностью. Задачей предполагаемого изобретения является повышение механической прочности огнеупора. Для решения поставленной задачи предложен способ получения доломитового огнеупора, включающий приготовление клинкера обжигом доломита, смешение с кремнегелем и фосфатной связкой,2403 1 формование смеси и ее термообработку, отличающийся тем, что кремнегель до приготовления клинкера смешивают с доломитом и полученную смесь гранулируют, при этом в качестве кремнегеля используют отход производства фторида алюминия, а смешение ведут при следующем соотношении компонентов, мас. отход производства фторида алюминия 10,0-14,5 доломит 85,5-90,0. В качестве фосфатной связки используется полифосфат натрия 23, где 20-25. Полифосфат натрия(ПФН) представляет собой стеклообразный продукт чешуйчатой формы, растворим в воде, образуя водные растворы до 45-ной концентрации. При увеличении содержания полифосфата натрия в воде образуется вязкая суспенизя. Температура плавления полифосфата натрия 625 С. Благодаря относительно низкой температуре плавления ПФН в расплавленном состоянии начинает взаимодействовать с остаточным количеством СаО, находящимся в составе доломитового клинкера, образуя соединение 4 - ренанит с температурой плавления 1750 С. Именно благодаря этому качеству ПФН выгодно отличается от других известных фосфатных связок. Вводится полифосфат натрия как в виде 45-ного водного раствора в смесь, так и в порошкообразном состоянии. Массовая доля ПФН в составе огнеупорных масс лежит в пределах 3-5. Отпимальное количество 4 использовалось в примере, приведенном в описании. Кремнегель представляет собой отход производства фторида алюминия и имеет удельную поверхность 10000 см 2/г. Химический состав кремнегеля, мас. 2 - 70,98 3 - 20,46 А 1(ОН)3 - 0,56 Н 2 - 8. Известно использование кремнегеля в бумажной промышленности лишь в незначительных количествах, а большая часть отхода сбрасывается в отвалы, загрязняя тем самым окружающую среду. Из литературных источников неизвестно использование кремнегеля-отхода производства фторида алюминия для получения доломитового огнеупора с целью увеличения его механической прочности и нами предлагается впервые. Использование кремнегеля позволяет получить водоустойчивый доломитовый клинкер. Это достигается тем, что доломит и кремнегель смешивает в соотношениях, обеспечивающих полное связывание оксида кальция, образующегося в результате разложения СаСО 3, в двухкальциевый силикат, преимущественно -модификации 2. Наличие в кремнегеле фторида алюминия способствует стабилизации- модификации 2 и снижению температуры обжига смеси, что на практике выльется в энергосберегающую технологию. Задачей предлагаемого технического решения является полное связывание образующейся при обжиге оксида кальция в химически инертное соотношение- 2. Именно благодаря этому в последующем при использовании водных растворов фосфатных связок исключается гидратация двухкальциевого силиката. Полному связыванию СаО с 2, способствует минерализующаяся роль А 3, который присутствует в кремнегеле - отходе производства фтористого алюминия. Положительное влияние на полноту решения оказывает и предварительное гранулирование смеси. Применение ПФН способствует относительно низкотемпературному спеканию огнеупорных изделий благодаря низкой температуре плавления связки и ее высокой реакционной способности по отношению к СаО, что ведет к образованию тугоплавкого соединения - ренанита. Доломитовый клинкер, полученный таким образом имеет сравнительно высокую плотность, а огнеупор на его основе обладает повышенной механической прочностью. Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Берут доломит в количестве 180 г (90), смешивают с кремнегелем в количестве 20 г(10), гранулируют, обжигают при температуре 1525-1550 С в течении 1,5-2,0 часа. В полученный доломитовый клинкер (оптимального фракционного состава) вводят фосфатную связку, прессуют при р 50 МПа, сушат в течении суток и обжигают при 860 С и 1160 С. Доломит, используемый в примерах, имел следующий химический состав, мас.СаО - 29,58- 19,73 2 - 3,89 23 - 0,44 23 - 0,93 2 - 0,15 2 - 0,10 ППП - 45,18. Полученные образцы огнеупоров подвергают испытаниям на прочность согласно типовой методике. Результаты испытаний сведены в таблице. Остальные примеры выполнены аналогично, но отличаются количественным составом компонентов и представлены в таблице. 2403 1 Компоненты доломит кремнегель - отход производства фторида алюминия кремнеземсодержащий компонент С/ Прочность, МПа (при 860 С) Прочность, МПа (при 1160 С) Обозначение / означает отношение оксидов /2. Обозначение С/ означает двухкальциевый силикат 22. Такие обозначения являются общепринятыми в технологии силикатов, в частности технологии вяжущих материалов. Как видно из таблицы, огнеупоры, полученные данным способом, имеют прочность в 1,25 - 1,36 раза выше по сравнению с огнеупорами, полученными известным способом, причем наибольшей прочностью обладают огнеупоры, в которых соотношение / - 1,92- 2,02. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3