Способ получения высокотемпературного -кристобалита

О Л И С А Н И Е927748ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз . СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свил-ву -с присеелинением заявки М -С 01 В 33/26 3 Ьаударствекь 1 х квинтет СССР ао делам изабретеннк и открытий(088.8) Дата опубликования описания 15.05.82 П.В. Кичас, А.А. Шпокаускас, С.- Г. С, юс, А. К. Шулюненеи К,.И. ЯрушявичусВсесоюзный научно-исследовательский:институт тейлоизоляцнонныхи акустических строительных материалов и изделий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО Я - КРИСТО БАЛ ИТА Изобретение относится к способам получения термостойкого огнеупорного материала.Известен способ получения динасовых огнеупоров путем обжига кремнеземистыхпород, содержащих, %:,8 с С 90-97;5 АГг 05 1,5-6 и СаО 1-3 при 1400 С втечение 20 ч. 11.Недостатком динасовых огнеупоров является их низкая термостойкость, выз.10 ванная изменением объема огйеупора в температурном интервале 180-270 С на, 2,8 % вследствие превращений кристобалита из д - .модификации в о(.Ф15Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ф-криотобалитовой стеклокерамики для производства огнеупоров путем сплавления при 1760 С в течение 100 ч сырьевой шихты, содержащей кремнезем, окиси алюми. ння и кальция или окиси алюминия, кальция и металлов 1, И и 1 т групп, обес,печивающей получение стекла состава МО Ав ОП ЙО, где МО являются окисью кальция или смесь окиси кальция с окисями металлов 1,0 и 1 У групп, а 11 имеет значение от 8 до 37, и последующей перекристаллизацией полученного стекла при 1050 С в течение 48 ч (2 ,Недостатки известного способа заключаются в,том, что процесс является энергоемким, протекает при высоких температурах и имеет большую длительность, все это делает его дорогим.Бель изобретения - упрощение прс цесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения высокотемпературного У -кристобалитя путем термообработки аморфного кремнезема в смеси с соединениями содержащими алюминий, щелочной или щелочноземель ный металл,. причем в качестве соединений 1 содержащих алюминий, щелочноземельный металл и металл 1 група используют их соли, расплавлякчннеся црцПредложенный способ более прост, посравнению с известными способами,позволяет получить высокотемпературныйР -кристобалит в сравнительно низкомтемпературном интервале и небольшойдлительности термообработки благодаряобразованию жидкой фазы в сырьевойсмеси за счет расплавляюшихся солейметаллов и использования аморфного кремнезема, отпичаюшегося большой удельнойповерхностью, Суммарно оба эти фактораспособствуют быстрому протеканию процессов кристаллизации высокотемпературйогоУ -кристобалита и взаимодействию окисей с образованием алюмосиликатов, стабилизирующих кристобалит в высокотемпературной Я -модификации и препятствующих его перекристаллизаъии в низко температурную ,-модификацию при охлаждениии.Технология изготовления высокотемпературного .Р -кристобалита, осуществляется следующим образом,П р и м е р 1. В шаровую мельницу загружают 94 вес. ч, силикагеля техтермообработке и разлагающиеся .насоответствуюшие окиси и газообразныйпродукт, термообработку проводят притемпературе 1100-1200 С в течение4-5 ч, 5Прйчем термообработке подвергаютсмесь, содержащую в пересчете на окислы77;94% ЬО, 4-15% окиси АО и2-8% окиси щелочного или шелочноземельного металла,1 ОНаиболее приемлемыми для указаннойцели являются расплавляюшиеся соли типанитратов или аъетатов, а также карбонатыщелочных металлов, Неъелесообразно вданном спучае применение карбонатов 15шелочноземельных металлов или меди, таккак они оазлагаются еше в твердой фазе,а температуры плавления их окисей значительно выше предлагаемой температурытермообработки смеси. 2 ОУменьшение содержа 1 пи в реакционнойсмеси. кремнезема за счет увеличениясодержания в нем окисей шелочных илишелочноземельных металлов ведет к резкому сокращеншо содержания в полученномупродукте Ф -кристобалита за счет увеличения содержания в нем других соединений, Содержание Р -кристобалита в продукте становится не преобладающим ивесь продукт вряд ли можно назвать вы- Зосокотемпературным кристобалитом. Так,уменьшение в сырьевой смеси содер-жания кремнезема лишь на 1% за счетувеличения содержания окисей алюминия,шелочцоземельных ипи щелочных металлов Зприводит к уменьшению содержания в полученном продукте .Ф -кристобалита на 2%.Например, при уменьшении содержаниякремнезема в сырьевой смеси по примеру 2 описания до 76% за счет увеличе ония содержания окиси алюминия до 16%;полученный материал по" данным рентгенографического анализа содержит 64% высокотемпературного /3 -кристобалита, 12%муллита и 24% полевого шпата стронция.При уменьшении содержания кремнеземадо 76% в этом же примере (за счетувеличения содержания окиси стронциядо 8,5%), полученный продукт имееттакже 64% .Р -кристобалита, 9% муллита и 27% полевого шпата стронцияУвеличение содержания кремнеземапо сравнению с приведенными в описанииза счет уменьшения содержания окисиалюминия 1 шелочноземельных металловили щелочных металлов приводит к уменьшению содержания алюмосиликатов (анортита, муллита, полевых шпатов и др.),стабилизирующих образовавшийся кристобалит в его высокотемпературной .О -модификации, при охлаждении кристобалит переходит в низкотемпературную А -модификацию. Минимальное количество алюмосиликатов для стабилизации кристобалита в Р -модификации составляет 10%. Это и обуславливает максимальный предел содержания кремнезема в смеси (не более 94 о )Понижение температуры обработки сырьевой смеси по сравнению с указанной в формуле изобретения минимальной температурой термообработки ведет к резкому увепичению длительности процесса, Например, при понижении температурыотермообработки до 1050 С длительность термообработки составляет 8-10 ч, т. е. увепичивается в 2 раза, что ведет к резкому увеличению энергоемкости процесса и делает его нецелесообразным, Повышение температуры термообработки по сравнению с указанной в формуле изобретения максимальной температурой лишь незначительно сокращает длительность процесса. Например, при термообработке смеси в температурном интервале 1250-1300 С длительность процес;.- оса составляет 3,5-4 ч, т. е. при повышении температуры термообработки на 50- 100 С длительность термообработки сокращается только на 0,5 ч, что также увеличивает энергоемкость процесса и фделает его невыгодным.48 бпомещают в печь, нагревают до 1150 С и выдерживают при этой температуре 4 ч, Полученный материал по рентгеиографическим данным имеет следующий минералогический состав: 83% высокотемпературного / -кристобалита, 15% .анортита и 2% эвкриптита.Возможность получения термостойкого огнеупорного материала на основе высокотемпературного Р-кристобалита, .стабилизированного алюмосиликатами из сырьевых смесей при,сравнительно низких температурах и небольшой продолжительности, процесса, позволяет значительно снизить энергоемкость технологических процессов получения огнеупорных материалов, а тем самым снизить их себестоимость. 1. Способ получения высокотемпературного .Р -кристобалита путел термообработки кремнезема в смеси с соединениями, содержащими алюминий, щелочноземельный металл и металл 1 грутйы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения способа, кремнезем используютв аморфном виде, в качестве соединений,содержащих алюминий, щелочноземельныйметалл и металл 1 группы используютих соли, расплавляющиеся при термообра-,ботке и разлагающиеся на соответствующие окиси и газообразный продукт, а термообработку проводят при температуре,1100-1200 С в течение 4-5 ч.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что термообработке подвергают смесь, содержащую в пересчетена окислы 77-94/о аморфного кремнезема, 4-15 оокиси алюминия и 2-8% окисищелочноземельного металла и металла1 группы,Источники информации,принятые во внимание цри экспертизе1. Будников П. П. Химия и технологиясиликатов, Киев, Наукова думка, 1964,с, 228-234.2. Патент США % 40-73655,кл. 106-52, 1978.К. Ягуновель Корректор М. Демчик Заказ 31 53/31 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государствейного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035" Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 9277нического безводного и измельчают егов течение 1-.2 ч до достижения тониныпомола, при которой не менее 70 осиликагеля составляют частицы размером неболее 10 мкм, Затем в шаровую мельницу добавляют 29 вес, ч, азотнокислого алюминия, 8 вес. ч, аэотнокислогокальция и йеремешивают 20 мин. Полученную смесь, содержащую в пересчетена окиси 94802, 4% АО и 2% 1 ОСаО, выгружают из мельницы, помещаютв печь, нагревают до 1200 С и выдержи-,вают при этой температуре 4 ч, Полученный материал по рентгенографическимданным имеет следующий минералогический состав: 90% высокотемпературного./З -кристобалита и 10% анортита.П р и м е р 2. В шаровую мельницузагружают 77 вес. ч. силикагеля технического безводного и измельчают в те-20чение 1-2 ч, до достижения тонины помолы, при которой не менее 70% силикагеля составляют частицы размером не оолее 10 мкм, Затем в шаровую мельницудобавляют 110 вес, ч. азотнокислого алю миния, 2 вес. ч, азотнокислой меди,16 вес, ч. азотнокислого стронция и перемешивают 20 мин. Полученную смесь,содержащую в пересчете на окиси 77%Яс 02, 15% АО, 0,5% СцО, 7,5 ЬО, 30выгружают из мельницы, помещают в печь,нагревают до 1100 С и выдерживаютпри этой температуре 5 ч. Полученныйматериал по рентгейографическим даннымимеет следующий минералогический состав:З 566% высокотемпературного,/ -кристобалита, 24% полевого шпата стронция и10% мулл ита,П р и м е р 3. В шаровую мельницузагружают 100 вес, ч, блоки, содержащей, % .,%089, АО 6,5, СаО 1,8,и измельчают в течение 1-2 ч до достижения тонины помола, при которой не менее 70% опоки составляют частицы размерами не более 10 мкм. Затем в шаровую мельницу добавляют 1 вес. ч. уксуснокислого лития, 4 вес. ч, азотнокислогокальция и перемешивают 20 мин. Полученную смесь, содержащую в пересчете наокиси 90,1/о 8(0, 6,6% А 05, 0,3%АО, 0,3% Са 0, выгружают из мельницы,СоставительРедактор М, Бандура Техред М.Герг Формула и э о б р е т е н и я