Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2477712

(19)

RU

(11)

2477712

(13)

C2

(51) МПК C03C10/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.03.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011117711/03, 03.05.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

03.05.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.05.2011

(43) Дата публикации заявки: 10.11.2012

(45) Опубликовано: 20.03.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2034804 С1, 10.05.1995. RU 2033397 С1, 20.04.1995. RU 2093484 С1, 20.10.1997. RU 93046300 А, 10.01.1996. JP 55003367 А, 11.01.1980.

Адрес для переписки:

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ), ОИС

(72) Автор(ы):

Яценко Елена Альфредовна (RU),

Смолий Виктория Александровна (RU),

Земляная Елена Борисовна (RU),

Красникова Оксана Сергеевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

(54) СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ (ТЭС)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и касается стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС. Технический результат изобретения заключается в повышении твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала с пониженной температурой начала кристаллизации. Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС имеет следующий химический состав, мас.%: SiO 2 53,0-55,0; Al 2 O 3 11,0-13,0; Fe 2 O 3 6,5-8,0; СаО 9,0-11,0; MgO 1,0-2,5; TiO 2 4,5-6,0; S - 0,05-0,15; Na 2 O 4,0-5,5; K 2 O 3,0-5,0; P 2 O 5 0,1-0,15; MnO 0,05-0,15. 3 пр.

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и может быть использовано в химической и строительной промышленности.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент 695156), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO 2

46-57

Al 2 O 3

24-30

P 2 O

54-16

Li 2 O

3,5-5

TiO 2

3,5-6

AS 2 O 3

0,5-1

CaO

1,5-3,5

Недостатком данного состава стекла для стеклокристаллического материала является наличие в шихте ядовитого вещества - оксида мышьяка.

Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент 925031), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO 2

55-65

Al 2 O 3

10-15

Li 2 O

10-15

ZnO

1-10

K 2 O

1-5

P 2 O 5

2-3

F

0,5-2

Cs 2 O

0,5-4

ZrO 2

0,2-1

Yb 2 O 3

0,01-0,1

Nd 2 O 3

0,01-0,1

Gd 2 O 3

0,01-0,1

Недостаткам данного состава стекла для стеклокристаллического материала является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Наиболее близким по составу к заявляемому изобретению является золошлакоситалл (патент 1813076), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO 2

36,68-44,52

Al 2 O 3

13,54-16,19

CaO

20,74-27,69

MgO

1,28-3,39

TiO 2

0,64-0,73

S -

0,23-1,50

Fe 2 O 3

0,70-0,84

FeO

0,70-0,84

Na 2 O

60-4,12

K 2 O

1,69-1,93

P 2 O 5

0,98-5,74

F -

0,60-1,26

Недостаткам данного изобретения является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации.

Задачей изобретения является получение нетоксичного стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, имеющего пониженную температуру начала кристаллизации 680-700°С.

Техническим результатом изобретения является повышение твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала.

Достигается это тем, что стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций, включающий SiO 2 ; Al 2 O 3 ; Fe 2 O 3 ; CaO; MgO; Na 2 O; K 2 O; TiO 2 ; S - ; P 2 O 5 , дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO 2

53,0-55,0

Al 2 O 3

11,0-13,0

Fe 2 O 3

6,5-8,0

CaO

9,0-11,0

MgO

1,0-2,5

TiO 2

4,5-6,0

S -

0,05-0,15

Na 2 O

4,0-5,5

K 2 O

3,0-5,0

P 2 O 5

0,1-0,15

MnO

0,05-0,15

Для приготовления шихты сырьевые материалы измельчались, просеивались и смешивались в необходимых соотношениях. Варка составов производилась в шамотных тиглях в электрической печи с выдержкой в течение 30-40 минут при максимальной температуре 1500°С. Термообработку проводили в муфельной печи при температуре 950°С и времени выдержки 60 мин.

Пример 1

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO 2

Al 2 O 3

Fe 2 O 3

CaO

MgO

TiO 2

Na 2 O

K 2 O

MnO

SO 3

P 2 O 5

54,54

12,23

7,32

10,35

1,50

5,67

4,84

3,28

0,07

0,1

0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержка в течение 60 мин, охлаждение. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,8%, а щелочестойкость - 98,87%.

Пример 2

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO 2

Al 2 O 3

Fe 2 O 3

CaO

MgO

TiO 2

Na 2 O

K 2 O

MnO

SO 3

P 2 O 5

53,91

12,83

6,55

9,65

1,93

5,55

5,1

4,18

0,1

0,1

0,1

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,75%, а щелочестойкость - 98,7%.

Пример 3

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют шлак ТЭС, стеклобой, фторид натрия, диоксид титана. Состав стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС в данном случае следующий, мас.%:

SiO 2

Al 2 O 3

Fe 2 O 3

CaO

MgO

TiO 2

Na 2 O

K 2 O

MnO

SO 3

P 2 O 5

53,01

11,83

6,95

9,75

1,53

6,0

5,1

4,53

0,1

0,05

0,15

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешиваются и сплавляются при температуре 1500°С с последующим розливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи - нагрев до 650°С, повышение температуры до 950°С со скоростью нагрева 1,0-2,0°С/мин, выдержкой в течение 60 мин, охлаждением. Полученный стеклокристаллический материал (шлакоситалл) подвергают испытаниям. Твердость по шкале Мооса составляет 6,5. Определение кослото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82 и ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость стеклокристаллического материал на основе шлаковых отходов ТЭС составляет 99,65%, а щелочестойкость - 98,75%.

Формула изобретения

Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС, включающий SiO 2 ; Al 2 O 3 ; Fe 2 O 3 ; CaO; MgO; Na 2 O; K 2 O; TiO 2 ; S - ; P 2 O 5 , отличающийся тем, что дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO 2

53,0-55,0

Al 2 O 3

11,0-13,0

Fe 2 O 3

6,5-8,0

CaO

9,0-11,0

MgO

1,0-2,5

TiO 2

4,5-6,0

S -

0,05-0,15

Na 2 O

4,0-5,5

K 2 O

3,0-5,0

P 2 O 5

0,1-0,15

MnO

0,05-0,15