Спосіб виготовлення метакаоліну

Реферат: Винахід належить до силікатної промисловості, зокрема технології отримання метакаоліну суспендуючої складової керамічних шлікерів та активного комплексного наповнювача, який є основою сухих будівельних сумішей, а також декоративних покриттів для тонкої та будівельної кераміки. Задачею винаходу, що пропонується, є розробка способу одержання метакаоліну з підвищеною модифікуючою активністю шляхом встановлення температурно-часового режиму, який дозволяє одержати частково розупорядковану активну фазу зі збереженням певної кількості недегідратованого каолініту, а також зменшити енергетичні витрати на цей процес за рахунок встановлення найбільш оптимального температурного інтервалу прожарювання вихідної речовини. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі виготовлення метакаоліну, який включає термообробку каоліну, згідно з винаходом, термообробку каоліну здійснюють при UA 98386 C2 (12) UA 98386 C2 температурі 680-720 °С протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 3-5 °С/хв. з наступним помелом прожареного продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Спосіб виготовлення метакаоліну дозволяє знизити температуру прожарювання каоліну з 900 до 680-720 °С, збільшити в середньому питому поверхню на 11-33 % та підвищити активність метакаоліну до 20 %. UA 98386 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до силікатної промисловості, зокрема технології отримання метакаоліну суспендуючої складової керамічних шлікерів та активного комплексного наповнювача, який є основою сухих будівельних сумішей, а також декоративних покриттів для тонкої та будівельної кераміки. Відомий спосіб виготовлення метакаоліну [Пат. № 2036886 Россия, 6 МПК С 04 В 40/00 Способ приготовления смеси для получения композиционного материала и изделия из композиционного материала / Мишель Леру [FR]; Франсуа Тутлемонд [FR]; Жан-Люк Бернар [FR], - № 4831065/33; заявл. 05.09.90; опубл. 09.06.95] з розміром часток 3-20 мкм для використання його в цементних розчинах, що включає термічну обробку каолініту в межах 700900 °С. Недоліками даного способу є дуже широкий інтервал термообробки каоліну, що не дозволяє одержати достатню однорідність фазового складу та стабільність властивостей продукту. Відомий спосіб виготовлення метакаоліну [Пат. № 6290771 США, 7 МПК С 04 В 14/10 Активированный порошкообразный каолин для применения в качестве добавки к цементу и способ его изготовления / Kim М. Н. [USA]; Kwak Y. H. [USA]; Kim M. H. [USA], - № 09/264898; заявл. 09.03.99; опубл. 18.09.01] для використання його в цементних розчинах, нагрівання природного каоліну до 480 °С протягом 1 години, прожарювання в діапазоні 800-950 °С протягом щонайменше 15 хвилин, охолодження одержаного продукту водою або повітрям та розпилення активованого каоліну з розміром часток 2 мкм. Недоліками даного способу є двостадійна термічна обробка, а також підвищені температури кінцевої стадії прожарювання, що обумовлюють високі енергозатрати. Відомий спосіб виготовлення метакаоліну [Пат. № 2138456 Россия, 6 МПК С 04 В 7/32 Огнеупорное вяжущее / Чумаченко Н. Г.; Тюрников В. В. (Россия), - № 98100467/03; заявл. 06.01.98; опубл. 27.09. 99] для використання його у складах вогнетривких бетонів, що включає термічну обробку вогнетривкої каолінітової глини в межах температур 550-600 °С. Недоліком даного способу є низькі температури термообробки каоліну, що у виробничих умовах призводить до неповної дегідратації глинистого мінералу каолініту, а отже й до зниження міцності виробів з цементу. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, за технічною суттю та результатом, який досягається, є спосіб виготовлення метакаоліну [Дворкін, Л. Й. Метакаолін в будівельних розчинах та бетонах [Текст]: Монографія /Л. Й. Дворкін, Н. В. Лушнікова, Р. Ф. Рунова, В. В. 2 Троян – К.: КНУБіА, 2007. - 216с] (прототип) з питомою поверхнею 1380-1800 м /кг та активністю за поглинанням CaO 19-25 мг/г для використання його в будівельних розчинах та бетонах, що включає прожарювання природного каоліну в інтервалі температур 500-900 °С. Недоліком прототипу є дуже широкий інтервал термообробки каоліну, а також низька питома поверхня та невисока активність одержаного продукту. Задачею винаходу, що пропонується, є розробка способу одержання метакаоліну з підвищеною модифікуючою активністю шляхом визначення температурно-часового режиму, який дозволяє одержати частково разупорядковану активну фазу зі збереженням певної кількості недегідратованого каолініту, а також зменшити енергетичні витрати на цей процес за рахунок встановлення найбільш оптимального температурного інтервалу прожарювання вихідної речовини. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі виготовлення метакаоліну, який включає термообробку каоліну, згідно з винаходом, термообробку каоліну здійснюють при температурі 680-720 °С протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 3-5 °С/хв. з наступним помелом прожареного продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Приклад. Виготовлення метакаоліну здійснюють шляхом термічної обробки природного незбагаченого каоліну з витримкою при температурі 700 °С протягом 15-20 хв., при цьому швидкість зростання температури складає 4 °С/хв. Прожарений продукт піддають помелу до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Властивості одержаного метакаоліну приведені в табл. 1 Таблиця 1 Компоненти 1 680 2000 25 Температура прожарювання, °С 2 Питома поверхня, м /кг Активність за поглинанням СаО, мг/г 1 № досліду 2 3 700 720 2150 2400 28 30 Прототип 500-900 1380-1800 19-25 UA 98386 C2 5 10 15 Встановлено, що при термічній обробці каоліну в інтервалі температур 680-720 °С, кристалічна решітка каолініту руйнується за рахунок видалення хімічнопов'язаної води і утворюється метакаолін. Також встановлено, що для одержання метакаоліну комплексної дії необхідний нагрів каоліну до максимальних температур зі швидкістю не більше 5 °С/хв., що сприяє частковій аморфізації матеріалу та залишає певну кількість недегідратованого каолініту. При швидкості піднімання температури, меншій ніж 3 °С/хв., відбувається повільніше видалення кристалічно пов'язаної води із структури каолініту, в меншому ступені руйнуються частки і активність одержаного продукту знижується. Таким чином, спосіб виготовлення метакаоліну дозволяє знизити температуру прожарювання каоліну з 900 до 680-720 °С, збільшити в середньому питому поверхню на 11-33 % та активність метакаоліну до 20 %. Метакаолін може бути використаний як суспендуюча складова керамічних шлікерів, активного наповнювача для сухих будівельних сумішей для внутрішнього обличкування поверхонь, в складі яких сприяє підвищенню їх суспендуючої здатності та пуцоланової активності. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 Спосіб виготовлення метакаоліну, який включає термообробку каоліну, який відрізняється тим, що термообробку каоліну здійснюють при 680-720 °С протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 3-5 °С/хв. з наступним помелом прожареного продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2