Технологический процесс утилизации стекольного боя и других промышленных отходов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
изобретения: Изобретение относится к утилизации и вторичному использованию отходов производства и бытовых отходов, в частности, боя стекла и керамики, и может быть использовано преимущественно при изготовлении изделий типа строительной керамики, плитки, майолики, смальты и т.п, а также изделий, подверженных при эксплуатации повышенному химическому, термическому и т.п. воздействию, в частности, изделий типа труб, втулок и т.п.
Известны различные способы изготовления изделий из отходов стекла и керамики по керамической технологии полусухого формования.
Известен способ изготовления изделий типа отделочной плитки путем механического измельчения боя стекла и керамики, их смешивания, приготовления пресс-порошка, прессования в пресс-форме и обжига с использованием состава пресс-порошка, мас. отходов стекла до 35, отходов керамики до 65, глины до 8 [1].
Вместо глины могут вводиться отходы сухих необработанных абразивных изделий с содержанием стекла 15-20% в количестве до 30 мас.
Обжиг производят при температуре 960-1050oC.
Известен также аналогичный способ изготовления изделий из отходов стекла и керамики с содержанием стекла до 30 мас. и температурой обжига в зависимости от состава стекла 950-1060oC [2].
Общим для известных способов такого вида является введение в состав пресс-порошка в качестве основной массы керамики и малое содержание стекла, связанное с тем, что повышение боя стекла до 40 мас. приводит к опасным деформациям при температурах, обжиг при которых не позволяет достичь необходимых физико-механических показателей изделий [2]
В условиях, когда основную массу композиции составляет керамика, а стекло является лишь связующим или цементирующим компонентом и не происходит закристаллизирования или другой реструктуризации стекла, обеспечивающих эффективное изменение качественных показателей материала, как, например, у ситаллов, изделия обладают низкими физико-химическими свойствами, в частности, устойчивостью к разрушению при динамических нагрузках и колебаниях температур, прочностью на изгиб, устойчивостью к агрессивным средам и др.
Известен способ изготовления изделий из отходов стекла и керамики с усилением стеклокерамической матрицы волокном SiC [3] игольчатыми кристаллами [4] в частности, за счет смешивания порошка натриево-кальциевого силикатного стекла с промотором образования игольчатых кристаллов, выбранным из карбонатов, гидроксидов и нитридов щелочных и щелочноземельных металлов.
Известные способы [3,4] позволяют лишь незначительно улучшить некоторые физико-механические свойства изделия и при этом связаны со значительным усложнением и удорожанием технологического процесса.
Известны наиболее близкие к заявляемому техническому решению, выбранные в качестве ближайшего аналога способ и композиция для получения декоративно-облицовочного материала из отходов стекольного и керамического производства, включающие в себя механическое измельчение отходов стекла и керамики до фракции 0,1-5 мм, их смешивание с добавлением песка и получение пресс-порошка, засыпку порошка в формы с нанесением верхнего декоративного слоя в виде гранул фракции 5-10 мм из отходов прозрачного стекла, например оконного, и термообработку в туннельной печи с последующим постепенным охлаждением [5]
При этом порошковая композиция имеет состав, мас. песок 2-5, стеклобой 75-93, измельченная керамика остальное, и термообработку проводят при температуре 880-940oC.
При термообработке в печи при указанном диапазоне температур происходит спекание стеклофазы без расплавления компонентов песка и керамики основного слоя, которая играет роль стеклоцементного связующего для песка и керамики, и расплавление стекла верхнего слоя, которое при постепенном охлаждении частично кристаллизуется.
Несмотря на преимущественное содержание в составе композиции стеклофазы (75-93 мас.), в используемом диапазоне температур снижение вязкости материала до опасного, вызывающего деформацию изделия уровня не происходит. Достигается некоторое улучшение физико-механических свойств (прочность на изгиб ?изг 120-129 кг/см2 и прочность сжатия ?сж 130-177 кг/см2. Частично кристаллизованный прозрачный слой образует покрытие, повышающее качество декоративной плитки.
Недостатком известного способа изготовления изделий из отходов стекла и керамики является практическое сохранение керамической технологии полусухого формования основного слоя, которая не обеспечивает достаточно высоких физико-механических и химических свойств изделиям, необходимых, например, для изделий типа втулок, труб и т.п. для агрессивных средств химических производств.
Задачей изобретения является разработка способа изготовления изделий из отходов стекла и керамики, который за счет реструктурирования компонентов, преимущественно стекла, обеспечивал бы изделиям повышенные физико-механические и химические показатели.
Задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков известного способа изготовления изделий из отходов стекла и керамики, включающего механическое измельчение этих отходов, их смешивание и приготовление композиции пресс-порошка или литьевого шликера, формование заготовки прессованием порошка в пресс-форме или литьем шликера, термообработку и охлаждение заготовки, в соответствии с изобретением порошковая композиция включает, мас. отходы стекла 90-92, отходы керамики 8-10 и в качестве добавки в мас. к массе порошка поливиниловый спирт - 8-10, а термообработку в