Дослідження властивостей та розробка складів мас глинувміщуючих дисперсних систем в тонкокерамічному виробництві - Автореферат

Конкретно була приділена увага пошуку нових ефективних комплексних добавок різної природи, вивченню їх дії на агрегативну стійкість дослідних шлікерів, литтєві властивості і фізико-технологічні характеристики випалених зразків, що і становить науковий і практичний інтерес і додає роботі актуальне значення. Тема дисертаційної роботи відповідає науковому напрямку кафедри хімічної технології кераміки і скла Українського державного хіміко-технологічного університету Міністерства освіти і науки України і виконувалася відповідно до планів проведення науково-дослідних робіт з державної бюджетної теми № 03021690 “Фізико-хімічні основи технології виробництва нових видів скла, кераміки, покриттів і композиційних вяжучих матеріалів” (№Д.Р. Метою роботи є розробка складів і дослідження властивостей тонкокерамічних мас на основі положських глинистих матеріалів з використанням неорганічних і органічних добавок, що сприяють прискоренню помелу мінеральних складових, зниженню вологісті шлікерних мас, поліпшенню литтєвих властивостей суспензій і експлуатаційних характеристик випалених виробів. вивчити вплив ряду електролітів і ПАР різної природи на тонкий помел базової сировинної суміші, реологічні властивості шлікерів, зниження вологості досліджуваної фарфорової маси, скорочення часу набору стінки керамічного зразка на поверхні гіпсової форми, поліпшення спікливості мас санітарно-технічного фарфору і фізико-технологічних показників випалених виробів; на підставі результатів досліджень вперше розроблені комплексні добавки неорганічних і органічних речовин, що значно знижують вязкість фарфорових шлікерів (до 29-63 СП), а саме: триполіфосфату натрію зі стеароксом-920 і триполіфосфату натрію зі стеаратом метациду;Узагальнюючи дані складів шлікерних мас для санітарно-технічного фарфору, наданих у огляді літератури, а також, з урахуванням мети роботи, нами були здійснені дослідження з вивчення можливості застосування для них в якості основної складової тільки положські глинисті матеріали (до 50 мас.%), що і дозволило вибрати базовий склад сировинної суміші, яка містить крім того шевченківський пегматит і кварцовий пісок Авдєєвського родовища. В звязку з вказаним подальші наші дослідження були спрямовані на поліпшення литтєвих властивостей шлікерів і фізико-технологічних характеристик виробів, випалених при знижених температурах. При цьому також встановлено, що рідке скло і триполіфосфат натрію сприяють не тільки інтенсифікації помелу дослідної сировинної суміші, а і викликають добру плинність досліджуваних шлікерних мас при їх вмісту у кількостях 0,1-0,2 мас.ч. введенням у шлікерну масу дибутилфталату (в кількості 0,1-0,2 мас.ч.) або ВІС-15 в інтервалі досліджуваних концентрацій (0,005-0,015 мас.ч.), можна одержати необхідну тонину помелу шлікера, однак, без забезпечення йому доброї плинності. Нами був вивчений вплив комплексних добавок лужновміщуючих реагентів на дослідні фарфорові суспензії (табл.2.): кальцинованої соди з рідким склом, триполіфосфату натрію з кальцинованою содою, триполіфосфату натрію з рідким склом.Аналіз літературних даних показав, що розширення сировинної бази для виготовлення тонкокерамічних виробів, за рахунок вітчизняних, зокрема, нових глинистих матеріалів, в комплексі з електролітами та ПАР, є актуальною задачею, яку необхідно більш детально досліджувати з метою їх впровадження у виробництво. На базі фарфорових мас, що містять глинисті матеріали тільки Положського родовища, які відрізняються структурою та властивостями глинистого мінералу - каолініту, сумісно з комплексними млиновими добавками (електролітів, ПАР і мінералізаторів), одержані вироби при зниженій температурі випалу - 12000С. Встановлено ефективний вплив на тонкий помел та розрідження дослідної фарфорової маси конденсованого фосфату стрічкової будови - триполіфосфату натрію, який виконує в ній функцію коагулятора при вмісті його до 0,1 мас.ч. та розріджувача - при 0,125-0,2 мас.ч. Вперше досліджені і розроблені нові комплексні добавки неорганічних і органічних речовин (мас.ч.

1. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Аналіз літературних даних показав, що розширення сировинної бази для виготовлення тонкокерамічних виробів, за рахунок вітчизняних, зокрема, нових глинистих матеріалів, в комплексі з електролітами та ПАР, є актуальною задачею, яку необхідно більш детально досліджувати з метою їх впровадження у виробництво.

2. На базі фарфорових мас, що містять глинисті матеріали тільки Положського родовища, які відрізняються структурою та властивостями глинистого мінералу - каолініту, сумісно з комплексними млиновими добавками (електролітів, ПАР і мінералізаторів), одержані вироби при зниженій температурі випалу - 12000С.

3. Встановлено ефективний вплив на тонкий помел та розрідження дослідної фарфорової маси конденсованого фосфату стрічкової будови - триполіфосфату натрію, який виконує в ній функцію коагулятора при вмісті його до 0,1 мас.ч. та розріджувача - при 0,125-0,2 мас.ч.

4. Вперше досліджені і запропоновані для використання нові органічні добавки неіоногенних ПАР (дибутилфталату - 1,0-2,0 мас.ч. і ВІС-15 - 0,005-0,015 мас.ч.), які при помелі керамічної маси скорочують час подрібнення на 20-25%.

5. Вперше досліджені і розроблені нові комплексні добавки неорганічних і органічних речовин (мас.ч.), значно знижуючих вязкість шлікерів на основі положських глин і каолінів та поліпшуючих фізико-технологічні показники випалених виробів: - триполіфосфату натрію - 0,125 з стеароксом-920 (0,005-0,01) - знижують вязкість фарфорових шлікерів до 63 СП і стабілізують її на протязі 14-добової витримки; водопоглинання випаленої кераміки при цьому становить 0,28-0,32%;

- триполіфосфату натрію - 0,1 з стеаратом метациду - (0,005-0,1) - знижують вязкість шлікерів до 29-63 СП і зберігають її на протязі тривалого часу вистоювання; водопоглинання фарфору знаходиться в межах 0,18-0,46%.

6. Встановлені оптимальні концентрації комплексних млинових добавок (мас.ч.), що забезпечують одержання литтєвих шлікерів зниженої вологості з добрими фізико-технологічними показниками санітарного фарфору: - триполіфасфату натрію - (0,1) з рідким склом - (0,1-0,175) - знижують вологість шлікерів до 27%; водопоглинання випалених зразків - 0,34-0,42%;

- триполіфасфату натрію - (0,15-0,2) з TIO2 (2) - знижують вологість шлікерів до 26,5-28%; водопоглинання випаленої кераміки - 0,25-0,37%.

7. Вперше розроблені комплексні добавки для дослідних фарфорових суспензій, котрі значно знижують час набору стінок зразків на гіпсовій формі (мас.ч.): - триполіфосфату натрію (0,15-0,2) з дибутилфталатом (0,006-0,012), - з 90 до 20 хвилин з одержанням товщини стінки 8,1-8,7 мм і водопоглинанням випаленої кераміки 0,18-0,25%;

- триполіфосфату натрію (0,15) з метацидом (0,05-0,1), - з 90 до 20 хвилин;

- триполіфосфату натрію (0,1) з стеаратом метациду (0,005-0,1) - з 90 до 45 хвилин з одержанням товщини стінок зразків 7,6-8 мм;

- триполіфосфату натрію (0,125) з технічним глиноземом або гідратом алюмінію (0,1-0,2), скорочуюючих вказаний час з 90 до 40 хвилин.

8. На основі експериментальних і теоретичних досліджень встановлена фізико-хімічна сутність механізмів дії досліджуваних добавок триполіфосфату натрію та ПАР (неіоногенних, аніонних і катіонних) на глинисту складову фарфорових мас та литтєві властивості їх суспензій; вказані комплексні млинові добавки забезпечують одночасне протікання диспергуючих, розріджуючих та коагуляційних процесів, які і призводять до зниження вязкості шлікерів та поліпшують вологовіддачу при литті виробів.

9. Розроблені склади шлікерних фарфорових мас з застосуванням положської глинистої сировини характеризуються зниженою вологістю (28-29%) та вязкістю (29-63 СП), високою стабільністю їх литтєвих властивостей, доброю спікливістю керамічного черепка (з водопоглинанням 0,18-0,32% при зниженій температурі випалу -12000С) і рекомендовані для використання в виробництві.

1. Белый Я.И., Овсиенко О.И., Березовская А.В. Об использовании щелочных электролитов в производстве фарфоровых изделий с применением пологских глинистых материалов // Вопросы химии и химической технологии. - 2002. - № 1. - С. 48-52. Здобувачем проведені дослідження, які направлені на коректування властивостей фарфорових мас за допомогою лужних електролітів та систематизовані одержані експериментальні дані;

2. Белый Я.И., Овсиенко О.И., Березовская А.В. Влияние фторидов натрия на свойства фарфоровых шликеров и изделий //Вопросы химии и химической технологии. - 2003. - №4. - С. 58-59. Здобувачем проведені дослідження в напрямку одержання фарфорових мас підвищеної якості і систематизовані отримані експериментальні дані;

3. Белый Я.И., Овсиенко О.И., Ткаля М.П. Влияние неионогенных ПАВ на свойства фарфоровых шликеров и изделий //Вопросы химии и химической технологии. - 2003. - № 5. - С. 17-20. Здобувачем досліджена можливість отримання фарфорових виробів з використанням поверхнево-активних речовин, а також систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

4. Белый Я.И., Ткаля О.И. К вопросу использования гуминовых веществ в производстве санитарно-технического фарфора // Вопросы химии и химической технологии. - 2004. - № 4. - С. 53-56. Здобувачем досліджена можливість використання гумінових речовин у виробництві санітарно-технічного фарфору, оброблені та систематизовані одержані експериментальні дані;

5.Белый Я.И., Ткаля О.И. Влияние полиэтиленгликолей на свойства шликеров и изделий на их основе //Вестник национального технического университета ”ХПИ”. Сборник научных работ. Тематический выпуск ”Химия, химическая технология и экология”. - Харьков: НТУ ”ХПИ”. - 2004. -№ 33. - С.69-72. Здобувачем досліджений вплив поліетиленгліколей різної молекулярної маси на властивості фарфорових шлікерів та виробів на їх основі, систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

6. Белый Я.И., Овсиенко О.И. К вопросу применения оксиэтилированных спиртов в фарфоровом производстве // Тезисы научных докладов научно-технической конференции ”Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів”. - Дніпропетровськ. -2003. -С.77-78. Здобувачем показана можливість застосування оксиетильованих спиртів для поліпшення властивостей фарфорових виробів, систематизовані отримані експериментальні дані.

7. Овсиенко О.И., Березовская А.В., Белый Я.И. К вопросу использования фторидов натрия в производстве фарфоровых изделий //Хімія та сучасні технології : Тези доп. Міжнар. наук.- техн. конф. студ. та асп., Дніпропетровськ, 2003. - С. 187-188. Здобувачем проведені систематичні дослідження у напрямку вивчення впливу фторидів натрію на властивості мас санітарного фарфору, а також систематизовані експериментальні дані та зроблені висновки;

8. Белый Я.И., Овсиенко О.И. Использование в керамическом производстве гуминовых веществ в комплексе со щелочными электролитами // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции “ Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности” 7-8 апреля 2004. - Харьков : Каравела, 2004. - С.70-72. Здобувачем проведений експеримент, який був спрямований на одержання фарфорових мас з використанням гумінових речовин у комплексі з лужними електролітами, оброблені та систематизовані одержані при цьому дані.

Размещено на .ru