Керамическая масса

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов. Технический результат заключается в получении облицовочных керамических материалов с существенно более высокой прочностью при изгибе. Достигается это тем, что керамическая масса, содержащая бентонит, отходы литейного производства и стеклобой, дополнительно содержит пластифицирующую добавку в виде сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита алюминиевого производства с pH 9-10 при следующем соотношении компонентов керамической массы, мас.%: бентонит 10-21; отходы литейного производства 59-63,5; стеклобой 19,5-25,5; сбрасываемые растворы регенерации вторичного криолита алюминиевого производства 0,5-1,0; при этом отходы литейного производства содержат отработанную формовочную смесь литейного производства, шламы газоочистки литейного производства и бой литейных керамических форм в соотношении соответственно (4-3,5) : (1,7-2,0) : (0,3-0,5).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU) Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов. Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, содержащая глину (10-20 мас.%), стеклобой (5-6 мас.%), отработанную формовочную смесь литейного производства (55-65 мас.%), жженую известь (5-6 мас.%), мел (5-6 мас.%), жидкое стекло (5-12 мас.%) (пат.2304125, МПК С 04 В 33/132, от 5.04.2006, опубл. 10.08.2007 г.). Недостатком известного состава является низкая прочность при изгибе (30-35 МПа). Также известна сырьевая смесь для изготовления керамических стеновых материалов, содержащая глину, кварцевый песок и суперпластификатор МБ-1 в количестве 0,8-1,0 мас.% (пат.2389705, МПК С 04 В 33/13, от 29.12.2008, опубл. 20.05.2010 г.) Введение суперпластификатора МБ-1 позволяет в значительной степени снизить внутреннее и внешнее трение и, как следствие, достичь максимальной равноплотности при повышении плотности изделия и улучшения эстетических свойств изделий. Недостатком известной керамической массы является низкие значения прочности, при этом требуется применять в составе масс дорогостоящий пластификатор МБ-1. Наиболее близкой к заявляемому составу является керамическая масса для производства облицовочных плиток. Керамическая масса содержит компоненты в следующих соотношениях, мас.%: бентонит 10-15; отработанная формовочная смесь литейного производства 40-45; шламы газоочистки литейного производства 17-20; бой литейных керамических форм 3-5; стеклобой 20-25;(пат.2422399, МПК С 04 В 33/132, от 05.02.2010, опубл. 27.06.2011 г.). Недостатком наиболее близкой к заявляемому составу известной керамической массы является использование в ней значительного количества непластичного материала (80-85 мас.%) и, как следствие,невозможность дополнительно повысить прочность при изгибе облицовочной керамической плитки. Задачей предлагаемой керамической массы является получение облицовочных керамических материалов с существенно более высокой прочностью при изгибе. Достигается это тем, что керамическая масса, содержащая бентонит, отходы литейного производства и стеклобой, дополнительно содержит пластифицирующую добавку в виде сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита алюминиевого производства с рН 9-10 при следующем соотношении компонентов керамической массы, мас.%: бентонит 10-21; отходы литейного производства 59-63,5; стеклобой 19,5-25,5; сбрасываемые растворы регенерации вторичного криолита алюминиевого производства 0,5-1,0,при этом отходы литейного производства содержат отработанную формовочную смесь литейного производства, шламы газоочистки литейного производства и бой литейных керамических форм в соотношении соответственно (4-3,5) : (1,7-2,0) : (0,3-0,5). Сбрасываемые растворы регенерации вторичного криолита алюминиевого производства характеризуются следующим химическим составом (г/л): NaF 20,40; Na2CO3 29,68; NaHCO3 35,28; Na2SO4 56,80. Данные отходы являются сильными электролитами - рН 1% раствора равен 9-10, что позволило определить воздействие растворов данных добавок на сорбированный комплекс глинистых частиц бентонита,приводя последние к пептизации и, следовательно, к пластификации керамических масс с высоким содержанием непластичного материала. Дополнительная пластификация керамической массы с вводом сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита алюминиевого производства обеспечивает существенное повышение физико-механических свойств, в частности, прочности при изгибе обожженных образцов. Керамическая масса для облицовочной плитки реализуется следующим образом. Компоненты керамической массы в соответствии с заявляемым составом измельчаются в шаровых мельницах мокрого помола до остатка на сите 0063 2-4%. Далее смесь подвергается сушке в распылительных сушилках до остаточной влажности 6-7%. Высушенная смесь прессуется при удельном давлении прессования 30 МПа, подвергается скоростному обжигу при температуре 950-980 С. Составы заявляемой керамической массы для облицовочной плитки при различном содержании сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита, а также показатель прочности при изгибе в сравнении с прототипом представлены в табл. 1. Анализ данных табл. 1 свидетельствует о преимуществе заявляемого состава в сравнении с прототипом в части достижения более высоких значений прочности при изгибе. При этом максимальные показатели прочности соответствуют оптимальному содержанию растворов регенерации 0,5-1,0 мас.%. Превышение содержания растворов регенерации выше заявляемых пределов приводит к излишнему разжижению керамической массы и, как следствие, к снижению прочности при изгибе обожженных образцов. Содержание растворов ниже заявляемых хоть и приводит к некоторому повышению прочности при изгибе в сравнении с прототипом, но в недостаточной степени. В табл. 2 приведены сведения о прочности при изгибе обожженных керамических масс при различном рН по примеру состава 4 из табл. 1. Анализ данных табл. 2 свидетельствует об оптимальности водородного показателя в диапазоне рН 9-10. В табл. 3 приведены показатели прочности при изгибе обожженных керамических масс, по примеру соответствующих составу 3, 4 (из табл. 1) при различном соотношении компонентов отходов литейного производства при содержании сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита в оптимальных пределах 0,5-1,0 мас.%. Анализ данных табл. 3 свидетельствует об оптимальности соотношений компонентов отходов литейного производства в заявляемых пределах (4-3,5) : (1,7-2,0) : (0,3-0,5). Таблица 2 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Керамическая масса, содержащая бентонит, отходы литейного производства и стеклобой, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пластифицирующую добавку в виде сбрасываемых растворов регенерации вторичного криолита алюминиевого производства с рН 9-10 при следующем соотношении компонентов керамической массы, мас.%: бентонит 10-21; отходы литейного производства 59-63,5; стеклобой 19,5-25,5; сбрасываемые растворы регенерации вторичного криолита алюминиевого производства 0,5-1,0. 2. Керамическая масса по п.1, отличающаяся тем, что отходы литейного производства содержат отработанную формовочную смесь литейного производства, шламы газоочистки литейного производства и бой литейных керамических форм в соотношении соответственно (4-3,5):(1,7-2,0):(0,3-0,5). Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2