Автор: Д.С. Кутелёва, С.В. Горбатко, Н.И. Беломеря
Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов:
сборник материалов ХVII Международной конференции аспирантов и обучающихся / ДонНТУ, ДонГУ. – Донецк: ФГБОУВО ДОННТУ
, 2023. – 125 – 126 с.
Аннотация: В данной работе рассмотрена возможность получения самоглазурущихся изделий с применением отходов химических и керамических производств. В качестве добавки, активирующей процесс глазурования на поверхности изделий, выбран карбонат натрия и содощелочной отход.
Ключевые слова: КЕРАМИКА, СТЕКЛО, КАРБОНАТ НАТРИЯ, ОТХОД, ГЛАЗУРОВАНИЕ.
Получение самоглазурующихся керамических изделий на основе отходов различных производств позволяет решить ряд проблем, актуальных для нашего региона, таких как расширение сырьевой базы для производства строительной керамики, повышение экологической чистоты производства, снижение себестоимости изделий, сокращение площади земель занятых под отвалы.
В данной работе разработаны составы масс для получения самоглазурующихся керамических изделий. В качестве основного компонента массы использовали перлит, который является главным структурообразующим материалом, приводящим к спеканию черепка. В качестве отощителя применяли отходы керамических производств: бой шамотных огнеупоров, бой плитки облицовочной (после улильного обжига) шамотнокаолиновую пыль (улавливаемою электрофильтром при обжиге каолина на шамот во вращающейся печи) [1, 2]. Целесообразна замена части перлита в массе боем тарного стекла. В качестве добавки, активирующей процесс глазурования на поверхности изделий, выбран карбонат натрия, поскольку он является относительно недорогим и доступным сырьем по сравнению с другими щелочными компонентами и обеспечивает получение качественного глазурного покрытия. Активирующей добавкой может служить содощелочной отход, содержащий свыше 60 % Na2CO3.
В результате проведения исследований предложены следующие составы для получения изделий (% масс.).
Установлен оптимальный интервал температур для обжига образцов (основным критерием выбора было качество глазурного покрытия, которое определялось визуально, и плотность получаемых материалов): состав 1 – 950…1020 °С; состав 2 – 1000…1070 °С; состав 3 – 900…950 °С; состав 4 – 900…955 °С; состав 5 – 925…1000 °С; состав 6 – 1000…1040 °С; состав 7 – 1020…1060 °С.
По стандартным методикам исследованы основные физико–химические свойства лабораторных образцов разработанных составов (усадка, водопоглощение, открытая пористость, коэффициент морозостойкости, придел прочности при изгибе). Увеличение температуры обжига в установленном интервале приводит к улучшению показателей свойств, что связано с уплотнением черепка в результате спекания. Введение в массу стекла вместо части перлита также улучшает свойства образцов (уменьшение пористости, водопоглощения, увеличивается механическая прочность). Свойства изделий соответствуют требованиям стандарта для фасадных плиток и черепицы.
Проведены исследования с целью получения образцов различной цветовой гаммы. Цвет изделия зависит от содержания хромофорных элементов в исходных сырьевых материалах. При использовании боя шамотных изделий цвет образцов светло–серый, плиточного боя – коричневый, шамотно–каолиновой пыли – светло–бежевый. В литературе описаны методы декорирования керамических самоглазурующихся плиток за счет окрашивания массы при использовании различных отощителей. В данной работе получение декорированных изделий проводили путем введения в массу красящих соединений. Изучено использование различных оксидов и солей металлов, железной окалины, феррохромового шлака. Наилучшие результаты показало введение в массу феррохромового шлака (побочный продукт производства феррохрома). В зависимости от соотношения компонентов получены образцы от зеленого до коричневого цвета (содержание феррохромового шлака 13–15 %). Исследованы физико–химические свойства окрашенных образцов, которые не уступают показателям изученных ранее составов.