Спосіб виготовлення метакаоліну

Реферат: Винахід належить до силікатної промисловості, зокрема отримання метакаоліну - опіснюючого наповнювача керамічних мас при отриманні виробів зі світлим або різнокольоровим забарвленням, а також атмосферостійкого наповнювача для багатофункціональних декоративних покриттів (фарби, шпатлівки, штукатурки) з метою підвищення їх експлуатаційних властивостей. Задачею винаходу, що пропонується, є розробка способу одержання метакаоліну з підвищеною атмосферостійкістю шляхом визначення температурно-часового режиму, який дозволяє одержати стійкі ультрадисперсні кристалічні фази, 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 98388 C2 (12) UA 98388 C2 температурі 780-850 °С протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 10-15 °С/хв. з наступним помелом продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Спосіб виготовлення метакаоліну дозволяє знизити максимальну температуру термообробки каоліну з 900 до 780-850 °С, збільшити в середньому питому поверхню на 28-42 % та підвищити активність метакаоліну на 12-24 %. UA 98388 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до силікатної промисловості, зокрема отримання метакаоліну опіснюючого наповнювача керамічних мас при отриманні виробів зі світлим або різнокольоровим забарвленням, а також атмосферостійкого наповнювача для багатофункціональних декоративних покриттів (фарби, шпатлівки, штукатурки) з метою підвищення їх експлуатаційних властивостей. 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 °C. Недоліками даного способу є дуже широкий інтервал термообробки, 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 °C протягом 1 години, прожарювання в діапазоні 800-950 °C 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 стадій 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 °C. Недоліком даного способу є низькі температури термообробки каоліну, що у виробничих умовах призводить до неповної дегідратації глинистого мінералу каолініту, зниженню його активності, а отже й знижується міцність виробів на цементному в'яжучому. 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 СаО 19-25 мг/г для використання його в будівельних розчинах та цементовмісних бетонах, що включає прожарювання каоліну в інтервалі температур 500-900 °C. Недоліком прототипу є занадто 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 атмосферостійкістю шляхом визначення температурно-часового режиму, який дозволяє одержати стійкі ультрадисперсні кристалічні фази, 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 780-850 °C протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 10-15 °C/хв. з наступним помелом продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Приклад. Виготовлення метакаоліну здійснюють шляхом термічної обробки незбагаченого каоліну з витримкою при температурі 820 °C протягом 20 хв., при цьому темп підйому температури від нормальної до максимальної складає 12 °C/хв. Прожарений продукт піддають помелу до залишку на ситі № 008 не більше 8 %. Властивості одержаного метакаоліну приведені в табл. 1 Таблиця 1 Компоненти 1 780 2550 31 Температура прожарювання, °C 2 Питома поверхня, м /кг Активність за поглинанням СаО, мг/г 1 № досліду 2 3 820 850 2480 2300 30 28 Прототип 500-900 1380-1800 19-25 UA 98388 C2 5 10 15 20 Встановлено, що при термічній обробці каоліну в інтервалі температур 780-850 °C в прожареному продукті спостерігається виділення кристалічних фаз -Аl2О3, Аl2О3SiО2, -SiO2, наявність яких сприяє підвищенню атмосферостійкості. Для одержання високоактивного метакаоліну необхідний прискорений нагрів до максимальних температур зі швидкістю не менше 10 °C/хв., що сприяє інтенсивному руйнуванню агломератів шаруватих каолінітових структур. Таким чином, спосіб виготовлення метакаоліну дозволяє знизити максимальну температуру прожарювання каоліну з 900 до 780-850 °C, збільшити в середньому питому поверхню на 2842 % та підвищити активність метакаоліну на 12-24 %. Метакаолін може бути використаний як наповнювач керамічних мас при отриманні виробів зі світлим або різнокольоровим забарвленням, а також атмосферостійкого наповнювача у складі декоративних покриттів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб виготовлення метакаоліну, який включає термообробку каоліну, який відрізняється тим, що термообробку проводять при температурі 780-850 °С протягом 15-20 хв. зі швидкістю піднімання температури 10-15 °С/хв. з наступним помелом прожареного продукту до залишку на ситі № 008 не більше 8-10 %. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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