Главная страница
Сведения об авторах

ОТХОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ КАОЛИНА В ФАРФОРОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Коледа В. В., Шевченко Т. А., Михайлюта Е. С., Украинский государственный химико-технологический университет, Днепропетровск, Украина

В производстве керамических материалов определяющим является использование качественного природного сырья, позволяющего изготавливать изделия с высокими эксплуатационными характеристиками. В частности, в технологии фарфора санитарного или хозяйственно-бытового назначения обычно применяются глины, каолины, полевые шпаты (пегматиты), кварцевые пески и т. п., причем к данному сырью предъявляются особенно жесткие требования по содержанию красящих оксидов Fe₂O₃, TiO₂ и др.
Известно, что запасы такого сырья в Украине ограничены или иссякают, поэтому требуется постоянный поиск новых месторождений или материалов, способных равноценно их заменить.
В связи с отмеченным перспективными являются кварцевые отходы обогащения каолина, которые могут использоваться в составах масс взамен песка. Однако их введение в керамические массы при приготовлении керамического шликера вызывает некоторые трудности, связанные с неоднородностью гранулометрического состава указанных отходов, поскольку они имеют достаточно крупные частицы и требуют увеличения времени помола для достижения необходимой дисперсности шликерной массы, что соответственно повышает энергозатраты.
Цель данной работы — изучить влияние предварительного помола отходов обогащения каолина на свойства литейных шликеров и готовых изделий из них. В качестве объекта выбрана используемая в производстве санитарно-керамических изделий керамическая масса, содержащая глинистые компоненты (каолин, глину) и отощители (каолин щелочной, полевой шпат, пегматит, кварцевые отходы обогащения каолина и бой обожженных изделий).
Были изучены кварцевые отходы двух видов — крупные и мелкие, основные характеристики которых представлены в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика кварцевых отходов обогащения каолина

Известно, что оптимальная крупность кварцевой составляющей в литейных массах должна находиться в пределах 10—20 мкм. Отходы обогащения предварительно размалывали до остатка на сите № 0063 менее 1%. Необходимо отметить, что оптимальная дисперсность размолотых отходов достигается для обоих видов при одинаковом времени помола с той лишь разницей, что в крупных отходах иногда встречаются частицы со средним диаметром 35—40 мкм.
Керамические шликеры, имеющие одинаковый материальный состав, были приготовлены следующим образом: масса № 1 — по традиционному способу с двухстадийной загрузкой сырьевых материалов. В первую очередь размалывали отощители, включая кварцевые отходы, затем добавляли глинистые составляющие и продолжали размол до остатка на сите № 0063 менее 1%; массы № 2 (с крупными отходами) и № 3 (с мелкими) размалывали аналогично, а заранее приготовленные кварцевые отходы вводили за 5 мин до окончания помола.
Для масс № 2 и 3 отмечено значительное сокращение общего времени приготовления. Это связано, по-видимому, с различной твердостью компонентов и соответственно с их различной размалываемостью: каждый материал при раздельном помоле измельчается и достигает однородной дисперсности быстрее. При совместном же помоле и наличии в системе материалов разной твердости (кварц — 7, череп — 6,5, микроклин — 6 по шкале Мооса) для достижения однородности измельчаемой массы требуется более длительное время.
Опытные образцы в виде плиточек 50 ? 50 мм формовали методом литья в гипсовые формы, высушивали и обжигали при температурах 1180 и 1200°С. Свойства шликеров и обожженных образцов представлены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Свойства опытных шликеров

Таблица 3

Свойства обожженных образцов

Как показали результаты исследований, реологические свойства шликеров практически не зависят от способа подготовки компонентов. Однако после обжига явно прослеживается зависимость свойств изделий как от способа подготовки отощающих компонентов, так и от первоначальной дисперсности кварцевых отходов. При использовании изначально мелких кварцевых отходов (в составе № 3) образцы хорошо спекаются даже при 1180°С, о чем свидетельствует низкое значение водопоглощения. Последнее связано с более однородной дисперсностью кварцевых отходов при раздельном помоле и, как следствие, более равномерным распределением их в литейной массе. Присутствие же крупных зерен кварца в керамической массе, частично оплавляющихся и не успевающих раствориться в полевошпатовом расплаве в интервале температур обжига 1180— 1200°С, ухудшает спекание и создает нежелательные напряжения в готовых изделиях, что снижает механическую прочность и даже может привести к их разрушению. Поэтому во избежание указанного явления при использовании крупных отходов (состав № 2) время их предварительного размола до получения оптимальной дисперсности необходимо увеличить.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что кварцевые отходы обогащения каолина являются хорошим заменителем кварцевого песка в фарфоровых массах. Кроме того, предварительный помол отходов до дисперсности 15 мкм позволяет сократить общее время приготовления массы в среднем на 30% и положительно сказывается на свойствах фарфоровых изделий.

WASTE PRODUCTS OF KAOLIN ENRICHMENT IN THE PORCELAIN PRODUCTION

Koleda V. V., Shevchenko T. A., Mihailuta E. S., Ukrainian State Chemical Technology University, Dnepropetrovsk, Ukraine

The possibility of using quartz waste products of kaolin enrichment in the porcelain production instead of the sand is discussed in the paper. The paper demonstrates that the preliminary grinding of quartz material is needed in order to reduce energy consumption for the preparation of ceramic mass and improve the properties of final products.

Главная страница

Сведения об авторах

Коледа Владимир Васильевич, к. т. н., в. н. с, Украинский государственный химико-технологический университет, просп. Гагарина, 8, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел./факс (0562) 47-35-06

Шевченко Тамара Александровна, к. т. н., с. н. с, Украинский государственный химико-технологический университет, просп. Гагарина, 8, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел. (0562) 47-38-96

Михайлюта Елена Сергеевна, аспирант, м. н. с, Украинский государственный химико-технологический университет, просп. Гагарина, 8, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел./факс (0562) 47-35-06. E-mail: lenamihdogukr.net, lenamihdogfregat.com

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 24.04.07