Шихта для получения электроплавленного форстеритового материала

(19 (И) С 04 В 35/6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОЬс;,г 1 и;" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нергетический У.Б.Ашимов, И,А.Некрасов666.97(088,8)Авторское свид1104, кл. С 04егтярева Э.Везиально-силикаогнеупоры. М,: 1 ф69 Болот тельство С 35/62,ий И,С. пинелидгия, 97 аинарсные иеталлу Ма нь А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56)И 39 Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для получения радиотехнических и электротехнических материалов форстеритового состава,1 ель изобретения - ловьпяение содержания чистого форстерита в конечном продукте.Использование в шихте стехиометрической смеси природного магнеэиаль но-силикатного сырья и периклазового порошка, а также магнезиоферрита (или стехиометрической смеси оксидов М 80 и ГеО) приводит к кристаллизации в продуктах плавки фаз оливина (М 8, Ге) Ге 0, монтичеллита СаМ 8810, магномагнетита (МрГе)Ге О шпинели сложного состава (Мв,Ге,Са(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРО- ПЛАВЛЕННОГО ФОРСТЕРИТОВОГО МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для получения радиотех нических и электротехнических матер алов форстеритового состава. Цель- изобретения - повышение содержания чистого форстерита в конечном проду те, Шихта для получения электроплав ленного форстеритового материала со держит слецукнцие компоненты, мас.ь: стехиомет ическая смесь природного магнеэиального сырья и периклазового порошка в соотношении (4-19):1 соответственно 50-90; магнезиоферит10-50. Выход чистого форстерита 98100 ь, 1 табл.(А 1,Ге)04. Периклаз МВО и энстатитМя 810 согласно данным исследованияпри этом не выделяются. При введениив шихту магнезиоферрита осуществляется кристаллизация сложного по химическому составу магнезиоферрита, богатого примесными соединениями -(МВ, Ге, Са) (Ге, А 1)0. Таким образом, происходит "очистка" материала от примесей. Такой магнеэиоферрит обладает магнитными сзойствами ипосле дробления и мокрого поьюлалегко удаляется магнитной сепарациейматериала, Оставшаяся после сепарации часть материала представляет собой порошок форстерита, отдельные частицы которого представлены монокристаллами форстерита и их обломками.Возможность образования твердых растворов замещения на основе магнезиоферрита, обусловлена идентичностью кристаллических структур типа шпинели соединений МГеО, СаА 194, ГеГеО, МА 104, а также значительной прочноКФстью связи между Са и алюмокислородным каркасом СаА 10, играющей важную роль при выделении СаО в сложный магнезиоферрит. Частичное замещение в таком магнеэиоферрите железа алюминием, позволяет связать СаО, препятствуя образованию энергетически более стабильного (при отсутствии А 10) 15 двухкальциевого силиката.Примеси, остающиеся в составе форстеритового материала после магнитной сепарации, не образуют самостоятельных фаэ, а входят в структуру форсте рита, изоморфно замещая Ме, и практически не снижают выход форстерита,Наиболее эффективно выделение таким образом оксида двухналентного железа, образующего наиболее прочное н 25 рассматриваемой системе соединение с Ге О.В том случае, если смесь природного магнезиально-силикатного сырья30и периклазоного порошка отличаетсяот стехиометрии, в кристаллиэующихсяпродуктах плавки присутствуют периклаз (содержащий примеси Ге О, А 1 0и СаО) н случае избытка МВО или энстатит (содержащий примеси ГеО, СаО)35немагнитные материалы, которые немогут быть удалены магнитной сепарацией, что снижает содержание форстерита в конечном продукте и увеличивает содержание в нем примесей,Наличие н составе шихты магнеэиоферрита в количестве менее 10 мас.Яне позволяет провести достаточно полное удаление примесных оксидов из 45форстерита даже при наименьшем суммарном количестве примесей, составляющим 3,87.Введение в шихту более 50 мас.7,магнезиоферрита не приводит к улучшению состава материала. В том случае,если используется нестехиометрическаясмесь оксидов М 80 и Ге 0 в составепредлагаемой шихты взамен магнезиоферрита Ь кристаллиэующихся продук 155тах плавки присутствуют немагнитныепериклаз (при избытке М 80) или энстатит (при избытке ГеОз), снижающие качество материала. Подготовка шихты и дальнейший предел материала осуществляют следующим образом, На основании химического анализа сырья с учетом содержанияпримесных оксидов составляют шихту.Для устранения селективного пылеуносашихту брикетируют, после чего плавят в режиме открытой дуги. Наплавленный "на слив" или "на бок" материал после удаления корки непроплава первичного дробления домалывают мокрымспособом до крупности (0,1 мм, чтообеспечивает разделение материала намонокристаллы, Порошок сушат и под в . вергают магнитной сепарации, выделяя магнезиоферрит сложного состава, Полученный порошок состоит н 99-1007 иэ форстерита с остаточным содержанием примесей менее 0,1/ Плотность частиц такого материала по данным газовой пикнометрии составляет 98- 100 ь. от теоретической,Допускается вместо магнезиоферрита использование стехиометрической смеси оксидон ГеОз и МнО, поскольку н процессе плавки из вышеуказанных оксидон происходит синтез магнезиоферрита.Конкретные примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице (состаны 1-8 на основе серпентиннта, 9-16 на основе олининита, 17-21 на основе дунита).П р и м е р 1, В лаборатории "Электротехнология огнеупорон проведены эксперименты цо получению форстеритоного материала на основе отходов производства асбеста (серпентинитов) с использованием шихты для получения форстеритоного материала по изобретению. Химический состав обожженных отходов следующий, мас.доля, Е: 810 40,94; А 1 О 1,38; Ге О з 9,99; ГеО 4,20; МеО 41,74; СаО 1,81; химический состав периклазоного порошка, мас.7: Бз.О 1,02; ГеЯ з 2,23; СаО 1,83; М 80 94,81. Согласно петрохимическому пересчету стехиометрическая смесь содержит 88,94 ь отходов произнодстна асбеста и 11,517 периклазового порошка. Суммарный состав стехиометрической смеси следующий, мас.ж." 810 36,37; А 10 1,22; ГеО з 9,10; ГеО 3,72; М 80 47,85; СаО 1,82; что требует добавки 13,42-37,75 мас,Ж магнезиоферрита или стехиометрической смеси оксидов МеО и ГеОэ от общеи массы шихты. Подготовленные ших 1567554 6ты брикетировали под давлением 25 МИа, брикеты сушили, после чего плавили в экспериментальной электро- дуговой печи при напряжении 120- 140 В и токе 200-250 А, что соответстнует режиму открытой дуги, Расплан сливали в графитовую форму и после охлаждения дробили до максимальной крупности 5 мм. Затем материал дома. лывали до максимальной крупности частиц 0,1 мм, сушили и проводили магнитную сепарацию.При нестехиометричности смеси магнезиально-силикатцого сырья и периклазового порошка (примеры 1 и 2) сумма примесей значительна, а выход форстерита далек от 00, Предлагаемые состаны (примеры 3-6) обеспечивают выход форстерита 98-007 и содержание примесей 2,8-0,43 Е. Лальцейшее увеличение в шихте содержания магцеэиоферрита не приводит к значительному улучшении материала, а дополнительное увеличение герерабатынаемых объемов усложняет технологический цикл,П р и м е р 2. Аналогичные эксперименты проведены с шиктой на основе обожженного оливицита (примеры 9-16). Химический состав оливинита следующий, мас,доля,7.: 810 40,38; Ге Оэ 8,78; ГеО 2,61; А 1 Оэ 0,39; М 80 47,3; СаО 0,54. Для получения стехиометрцческой смеси необходимо добавить к сырью 7,207 периклаэоного порошка. Химический состав стехиометрической смеси следующий, мас.доля,/.: 810 38,49; Ге Оэ 9,46; ГеО 2,81; А 1 Оз 0,36; МдО 49,15; СаО 0,63, Конечный продукт по качеству н значительной мере зависит от состава шцхты и для составов предлагаемых шихт (примеры 12-15) обладает наилучшими показателями при достаточном количестве магнеэиоферрита. Материал состава 16 обладает также хорошими характеристиками, цо избыточное количество М 8 ГеО+ ц является необходимым. П р и м е р 3, Эксперименты проведены аналогично примерам 1 и 2 с дунитом, Химический состав дунита, мас,доля,7.: 810 40,78; А 1 ОЗ 0,42; ГеО з 5,33; ГеО 8,94; М 80 43,69;СаО 0,84, добавка периклаэового порошка для получения стехиометрической смеси - 5,34 Е. Состав стехиометрической смеси, мас,доля, : 810 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 38,80; А 10 0,40; Ге Оэ 4,96; ГеО7,08; М 80 47,991 СаО 0,84,Как видно из таблицы, достаточноевведение магнеэиоферрцга в шихту позволяет получить качественный материал иэ сырья богатого ГеО (составы19-20). Недостаток магнеэиоферритв(составы 17 и 18) не приводит к желаемому результату, его избыток (состан20) нецелесообразен,Состав 21 демонстрирует сравнительньп эксперимент с использованиемшихты по прототипу. Примеси не удаляются и материал не может быть использован при изготовлении электро- ирадиотехнических изделий,Оптимальным количеством вводимогомагнеэиоферрита является 10-50 мас.3,При наличии такого количества магнезиоферрита в шихте происходит удаление примесей до их остаточного содержания менее 0,1-0,4 и материал может быть использован це только для производства высококачествеццых структур, нои в электро- и радиотехнике, где к наличиюминнмальнога количестваримесей предъявляются повышенные требовацця.Использование предлагаемого изобретения позволяет для изготовлениян широких масштабах нысококачестненных материалов перерабатынать природное сырье, а также осуществлять этупереработку ца стандартном оборудовании огнеупорных заводов и обеспечивает воэможность получения высокочистого форстерита, использование которого возможно при изготовленииэлектро- и радиотехнических иэделий.формула и з о б р е т е ц и яШихта для получения электроплавленного форстеритового материала,включающая стехиометрическую смесьприродного магнеэиально-силикатногосырья и периклаэоного порошка в соотношении (4-19):1 соответстненно,отличающаяся тем, что,с целью повышения содержания чистогофорстерита в конечном продукте, онадополнительно содержит магнеэиоферрит при следующем соотношении компонентов, мас.:Стехиометрическаясмесь природногомагнезиально силикатного сырья ипериклаэового порошка 50-90Магнезиоферрит 10-501567554 Пример Содержание смеДобавочный 1 фТмас.7. Выходчистогофорстерита, Х Состав стехиометрической смеси,мас.дй си в шихте, 7. ИСС ПП П р и м е ч а н и е. Примеры 1, 2, 9, 10 - нестехиометрическая смесь МСС и ПП, примеры 4-6, 2-15 19 - предлагаемый состав.МСС - магнеэиально-силикатное сырье; ПП - периклазо- вЫ порошок; МТ - магнезиоферрит. Составитель В.ТарановаРедактор Т.Лазоренко Техред Л,Олийнык Корректор Т М щец Заказ 1299 Тираж 569 11 одписное ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям ири КНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5