Химически стойкая футеровочная масса

(51) 04 28/26 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения - улучшение антикоррозионных и прочностных свойств,повышение стойкости в агрессивных средах готовой футеровочной массы. Кроме того, решается проблема утилизации отходов промышленного производства. Технический результат изобретения достигается тем, что в химически стойкой футеровочной массе,включающей жидкое стекло, кремнефтористый натрий и шлак промышленного производства, в качестве шлака промышленного производства используют электрокорунд при следующем соотношении компонентов, мас. жидкое стекло 27,2-26,0 электрокорунд, фракции 0,1-0,5 мм 68,0-70,0 кремнефтористый натрий 4,8-4,0 При этом электрокорунд имеет следующий гранулометрический состав фракции 0,5-0,4-50 фракции 0,2-0,1-50.(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич Мырзалиева Сауле Керчаизовна Аймбетова Эльмира Оразгалиевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 12608, кл. С 04 В 28/26, 2003(54) ХИМИЧЕСКИ СТОЙКАЯ ФУТЕРОВОЧНАЯ МАССА(57) Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении химически стойких композиционных материалов и футеровочных смесей для защиты оборудования и сооружений от воздействия агрессивных сред. 21332 Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении химически стойких композиционных материалов и футеровочных смесей для защиты оборудования и сооружений от воздействия агрессивных сред. Известна антикоррозионная композиция, содержащая мас. жидкое стекло - 25-30, кремнефтористый натрий - 5-10, порфирит - остальное,(предварительный патент РК 10316, С 04 В 14/04,опубл. 15.06.2001, бюл.6). Показатели на прочность при изгибе (10-12 МПа) и сжатии (44-46 МПа) данной композиции не позволяют использовать ее для защиты от эрозионного износа аппаратуры химических производств. Наиболее близкой к заявленному материалу является футеровочная масса для изготовления футеровочных смесей, содержащая мас. жидкое стекло - 32,2-40,7, кислотный золошлак ТЭЦ - 51,064,0, кремнефтористый натрий - 3,8-8,3, (предварительный патент РК 12608, С 04 В 28/26, опубл. 15.01.2003, бюл.1). Недостатком известной футеровочной массы является низкие показатели по щелочестойкости(75,2-76,65), прочность на сжатие (35,8-37,4 МПа) по сравнению с разрабатываемой футеровочной массой. Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава футеровочной массы для защиты оборудования и сооружений от воздействия агрессивных сред на основе промышленных отходов. Технический результат изобретения - улучшение антикоррозионных и прочностных свойств, повышение стойкости в агрессивных средах готовой футеровочной массы. Кроме того, решается проблема утилизации отходов промышленного производства. Технический результат изобретения достигается тем, что в химически стойкой футеровочной массе,включающей жидкое стекло, кремнефтористый натрий и шлак промышленного производства, в качестве шлака промышленного производства используют электрокорунд при следующем соотношении компонентов, мас.,жидкое стекло 27,2-26,0 электрокорунд, фракции 0,1-0,5 мм 68,0-70,0 кремнефтористый натрий 4,8-4,0 При этом электрокорунд имеет следующий гранулометрический состав фракции 0,5 - 0,4-50,фракции 0,2 - 0,1-50). Использование шлака промышленного производства (электрокорунда), содержащего мас. оксиды алюминия - 95,3, кремния - 2,55, ниобия 1,0, железа - 0,3, магния - 0,14 и др. примеси не более 0,01-0,001. Вследствие высокого содержания оксида алюминия в шлаке повышается кислотостойкость футеровочной массы, кроме того, за счет присутствия оксида ниобия повышаются прочностные характеристики конечного продукта. В качестве ускорителя твердения используют кремнефтористый натрий, как наиболее доступный 2 отвердитель, являющийся побочным продуктом при производстве суперфосфата. Использование электрокорунда в количестве 68,0-70,0 (фракции 0,5-0,4-50, фракции 0,2-0,150), жидкого стекла 26,0-27,2 и кремнефтористого натрия 4,0-4,8 позволяет получить химически стойкую футеровочную массу с высокими прочностными показателями. Использование в качестве наполнителя электрокорунда указанной фракции и содержания позволяет улучшить прохождение гидратационных процессов при указанном водотвердом соотношении. Вследствие разницы величин фракций происходит равномерная поризация и формирование мелкопористой структуры, что приводит к повышению прочности и химической стойкости футеровочной массы, обеспечивает снижение энергозатрат на подготовку смеси и упрощает процесс приготовления массы. При использовании электрокорунда содержанием менее 68,0 и жидкого стекла более 27,2 образуется крупнопористая масса с низкой прочностью, химстойкостью и высокими показателями на водопоглощение и истираемость. При использовании электрокорунда фракции 0,50,4 мм в количестве большем 50, фракции 0,2-0,1 меньшем 50 повышается пористость, теплопроводность футеровки, что приводит к уменьшению ее химстойкости и прочности. При использовании электрокорунда содержанием более 70,0 и жидкого стекла менее 26,0 увеличивается плотность массы, что приводит к понижению теплопроводности. При содержании кремнефтористого натрия менее 4,0 мас., а жидкого стекла более 27,2 мас.,непрореагировавшая с кремнефтористым натрием часть жидкого стекла в виде свободной щелочи образует избыточное количество растворимого фторида натрия, понижая тем самым водостойкость и прочность материала. При содержании кремнефтористого натрия более 4,8 мас., а жидкого стекла менее 26,0 мас.,вследствие недостаточного количества жидкого стекла для полного протекания реакции между кремнефтористым натрием и жидким стеклом,образуется избыток кремнефтористого натрия,который вымывается из системы, уменьшая химическую стойкость и прочностные характеристики материала. Рекомендуемое количество кремнефтористого натрия и жидкого стекла для электрокорунда являющегося шлаком ниобиевого производства оптимально для получения кислотостойкого,водостойкого, прочного футеровочного материала. Основой применяемого шлака ниобиевого производства (электрокорунда) является А 12 О 3,который химически устойчив к действиям кислот и труднорастворим, который реагирует с продуктами взаимодействия жидкого стекла и кремнефтористого натрия ( и ), образуя в основном криолит 36, плохо растворимый в воде и используемый в качестве устойчивого и кислотостойкого компонента стекол и эмалей 1. Химически стойкая футеровочная масса,включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий и шлак промышленного производства,отличающаяся тем, что качестве шлака промышленного производства используют электрокорунд при следующем соотношении компонентов, мас. Жидкое стекло 27,2-26,0 Электрокорунд, фракции 0,1-0,5 мм 68,0-70,0 Кремнефтористый натрий 4,8-4,0 2. Масса по п.1. отличающаяся тем, что электрокорунд имеет следующий фракционный состав Фракции количество 0,5-0,4 мм 50 0,2-0,1 мм 50 Таблица добавляют 27,2 г жидкого стекла и дополнительно перемешивают до полной гомогенизации массы. Готовую смесь наносят на подготовленную защищаемую поверхность и отверждают в естественных условиях при температуре не ниже 15 С. Время схватывания составляет 50-60 минут,полное отверждение достигается в течение 3 суток. В таблице приведены составы для получения кислотостойких,прочных материалов и футеровочных масс и результаты испытания. Соотношение компонентов в смеси, а также фракционный состав оптимизированы по показателям прочности и химстойкости, отклонение от них приводит к ухудшению качества готовой футеровочной массы. Таким образом, использование предложенного изобретения позволяет получить химически стойкую футеровочную массу с высокими прочностными свойствами и химстойкостью, обеспечивающую защиту оборудования и сооружений от воздействия агрессивных сред на основе промышленных отходов. А 12 О 3 662363 Н 2 О Кроме того, в смеси образуется альбит 222362, обладающий плохой растворимостью в кислотах и воде. Известно, что чем полнее проходит реакция взаимодействия щелочи с инициатором твердения, в результате которой образуются малорастворимые продукты, тем выше будет стойкость материала при взаимодействии воды и агрессивной среды. Кроме полученных нерастворимых соединений в композиции присутствуют соединения ниобия. Шлак содержит оксид ниобия, доля которого - 1, в перерасчете на чистый ниобий - 0,4, в результате чего количество возможных соединений ниобия образующихся в композиции крайне мало. Известно, что устойчивый к высокой температуре ниобий используется в качестве легирующей добавки в производстве спецсплавов, в изготовлении аппаратуры для химической промышленности,нагревателей и экранов высокотемпературных вакуумных печей и т.д., в нашем случае он придает получаемой композиции дополнительную прочность. Пример 1. Предлагаемую футеровочную массу готовят следующим образом. Взвешивают 70 г электрокорунда 35 г электрокорунда фракции 0,50,4, 35 г электрокорунда фракции 0,2-0,1, добавляют 4 г кремнефтористого натрия и тщательно перемешивают в смесителе, затем добавляют 26 г жидкого стекла и дополнительно перемешивают до полной гомогенизации массы. Готовую смесь наносят на подготовленную защищаемую поверхность и отверждают в естественных условиях при температуре не ниже 15 С. Время схватывания составляет 50-60 минут, полное отверждение достигается в течение 3 суток. Пример 2. Взвешивают 68,0 г электрокорунда 34 г фракции 0,5-0,4 и 34 г фракции 0,2-0,1,добавляют 4,8 г кремнефтористого натрия и тщательно перемешивают в смесителе, затем