автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Разработка керамических и стеклокристаллических материалов с использованием нерудного сырья и отходов промышленности

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ой

/ б 'Л'.Нч На правах рукописи

УДК 666.3.004.8 + 666.11.01. МУХАМЕДЖАНОВА Махмуда Таджибаевна

РАЗРАБОТКА КЕРАМИЧЕСКИХ И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕРУДНОГО СЫРЬЯ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.17.. 11—Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ташкент — 1998

Работа выполнена в лаборатории химии силикатов Института химии Академии наук Республики Узбекистан.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор АБДУВАЛИЕВ Т. А.

Доктор технических наук, профессор ЮНУСОВ М. Ю.

Доктор технических наук, профессор АБДУЛЛАЕВА Р. И.

Ведущая организация:

Ташкентский НИИстромпроект

1 111°°

Защита состоится 1 июля 1998 г. в ' 1__часов на

заседании специализированного Совета Д. 069.24.01 в Ташкентском химико - технологическом институте по адресу: 700007 г. Ташкент, ул. X. Абдуллаева-41 (ауд. 207)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Ташкентского химико-технологического института ул. X. Абдуллаева-41.

Отзывы и замечания, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 700029, г. Ташкент ул. Узбекистан-ская-15.

ТашХТИ, ученому секретарю специализированного Совета Д. 067.24.01

Автореферат разослан «. Ж _1998 р.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор технических наук

ИСКАНДАРОВА М.

омцля x.w л к it ;iMi er in: л p.\i;oru

jKHiytubfim/iih^ Одним из m жш; iíi un \ иаирандении химическом lex полог im, обеспечинаюпюн ускорение паучио-í eMiiriccKOi о iipoipecca и с i poii имд ус i pu и, япдпется широкое псполь ю пан и« пторнчнпх смрт.еных ресурсоп н многочисленных о i л о;ю » г, пром ы lime и нос 11, с I рои i c.'ii.M m X мак'рна.юя '.) i а проблема пера ijiwniio сшшшй с разрабо iKnii 5с чо тходп i.:.\ ¡>e-су peo с Go pe i амш и х i exnojioi п ii с широким испо и, юканпем ито-рнчштх сырьевых ресурсоп и промьнплепних отходов, чю н бчнкантее. прем;' почво.чш решть задачи по ео:)лаии;п ионых и npoiресеиппих (ечмолоти с применением .ieineiioio и дегко-дос i у и moi о местной) сырья, обеспечи паюпк' i о чколо! ma природ но >1 t ре ci

П н i'мпиее нремл в примышлен н их регионах Республики Узбекистан накоплены десятки ил», тонн нрлчмтленимх от-\о ion - химический, i е ил о iiiepi е i ическон, i орпо.мет алл\ ¡л Н'.'е-cifOií и чрмих о i р а с л с i i промышленное ш, ipeôyioianx утилизацию Успешное решение ион проблемы н настоящее крема весьма акiva.i hid. Слсдус г отмени ь, чю рад нро.мшплеппых снхолои до настоящего ирсменн остаются практически не изучены н, eco i ise им ренио, сведения о химических и технологических ciH'iie шах п ли icpjrype о i су re i it\ioi. [i свят с л им н paöoie loiepiii.ie tioc il плена и предпринята попытка изучим. и пеполь io¡>ni i» иелефшш mue вторичные материалы.

IIе. 'Л> P{llbh'!U,LJ..'Jí-J>l''JJJJLÍtl.

•научении процессом спекания и ком полти чх каолнл-I л меж -лессовое ci с к л о, каолин-m а мог-фло roo г"ход м едно-обог a i и i елыюи фабрики ЛГМ1С (MO'¡>>, каолпн-ша.чот- |1)лою-огход v.iiiiuiiicKoii вольфрам-молибденовой фабрики (КВМР) и выявлении области он ihm а л г, шах состапон, на основе которых можно получим, керамические мнссы для плиюк с чаданнымн cnonei нами;

-определении фи школ им нческнх ciiofici». структурных особенное ieii и раныботке соетаиов керамических масс;

-ус i анопденнч ) слонин получения цпетнмх иефрят ч ое.ан-и ы х глачурой и i фдси ooivoíiob меди о- o6oi ai и [едытн фабрики ЛГМК. KaiiianiCKon подкфрам-молибдено пои руды и шлака ан-i р с 11J ii е р г f i н не i м е т а ;

-выявлении влияния красящих оксидов хрома, кобальта и мели на физико-химические и технические снойона нефритго-ванных глазурей, а также кристаллизации, формирования их структуры и фазового состава;

-исследование процессов стеклообразоьания и кристаллизации стекол, синтезированных на основе шлака кадамджан-ского сурьмяного комбината и влиянии сосчава исходных компонентов на плавление шихт и кристаллизаци-о стекол, их структуру и свойства;

-разработке оптимальных составов и условии получения строительных материалов: керамических и стеклоьристалличе-ских плиток, цветных иефри гтованных глазурей для (фаянсовых изделии с улучшенными физико-химическими свойствами. Но\чиая попа та

Ьнерьые методами рент|енофазового анализ, оптической и электрон нон микроскопии изучены процессы спекания, твердофазные реакции в различных композициях: аолин-глнеж-лессовое стекло; каолин-шамот-МОФ; каолин-шамс1-!СНМ1';

-впервые получены данные о процессах фазовых превращений обожженных образцов на основе нзучешшх композиций, протекающих в широком диапазоне температур, доказано, чю при высоких температурах образуются стабильные фазовые структуры типа: муллита -3 АЬСЦ^ЯШг, волластонита-СаО'БЮг, анортита -СаО Л120(»28)02, тема гита -Ре.-О.).

-установлены физико-химические свойства нефрнттован-пых цветных глазурных покрытии и выявлены закономерности изменения свойств » зависимости ог состава и режима их термической обработки;

-научно обоснованы возможности практическою использования результатов настоящего исследования в керамической промышленности для освоения новых составов нефрнттовин-ных цветных глазурей из исдефицитного сырья;

-исследованы процессы стеклообразования, свойства и структуры стекол, синтезированных на основе шлака кадамд-жайского сурьмяною комбината;

-выявлены закономерности изменения физико-химических и технологических свойств стекол, от их состава и режимов обжига.

Практи Iеск ! т _31<лРазр.1 ботамы оптнмаль-ныс соетпчм ке,ммнчески.ч, сгеклокрнста.тлическнх плиток и цветных ие^рт юплнпых глазурей для фаянсовых изделий с использованием недефн ни I ных ci.ipi.ciu.ix материалов и отходов ¡'роммшлеппос гн, без изменения существующей техиолотиче-скч'!.' е.\е\!ы щчииволпвз ке р ям ичес к их материалов.

Г3пер1>м; .ючазана нозможносгь получения керамических облицовочных плиток и плиток для полов из глиежа Ангрен-ского месторождения. флотоот ходов- мед и о -обо гати телыюи фабрик» и вольфрам-молибденовых руд.

Результаты экспериментальных исследований подтвердили возможность и экономическую целесообразность использования флот оо I ходов и шлаков в производстве керамических материалов и позволили разработать и внедрить па ангрепском керамическом комбинате технологию новых составов керамических масс низкотемпературного обжига с экономическим эффектом 1 млн. сум п год.

Полученные результаты комплексного исследования составов стекол на основе шлака кадам.шайского сурьмяного комбината представляют практически« интерес для широкого использоп;.н:1я промышленных отходов химических- горпоме-таллургичсскнх производств. Рекомендованные составы стекол испытаны в полупромышленных условиях в НПО «Силикат».

Установлено, что результаты испытания закристаллизованных стекол соответствуют требованиям ГОСТ 19246-82. Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемых составов ссставпт около 547 тыс. суиов в год.

Впервые "разработаны новые составы лтетных нефритто-ванных глазурей для фаянсовых изделий, содержащих флотоот-ходы кайташской вольфрам-молибденовой руды, медно-обогатигелмюй фаборнки АГМК н шлака ангрепского хнмико -металлуригнческого завода, а также выявлены особенности процесса кристаллизации и изменения свойств глазурей при введении красящих оксидов хрома, кобальта, меди н железа.

Разработанная цветная тгефрттттвангтая глаззтзь па основе флотоотхода кайпинских' вольфрам-молнбденовых руд внедрена на ташкентском экспериментально-творческом комбинате прикладного искусства с экономическим эффектом 1 млн. 474 тысяч сум в год.

На ангренском керамическом комбинат в next «Ширпотреб» выпущена они шо-ггромыиглепная партия изделии (пиал 200 шт., крулек 10(1 ни., ил 2(10 ш., и др.). Резулыати испытании фаянсонмч изделий, покрьпмч цветной глазурью, соответствуют требованиям ГОСТ 2 1-52-82. Ожидаемый экономически» эффект от применения предлагаемого соегава по иеху с антех керам и ¡си состав»i 550 шс. сумой п гол.

Аппоорциц paopntu Основные результаты, докладывали н обсуждались на Международных и Всесою mux совещаниях и конференциях (I ага ксиг- I ОКО-! 9h5 гг., Ллма-а га-1 9ij 5т., Са-у. арка ид -1 988 г., Ci.iktu и к ар-1 V!>9, Ч имкеп i • ! 9891Deii мар-1991 т , х! им ice hi -I997i.), XIV Me н лелесиском. сьоле ( Т:ппксп i -1984), Нтром ci.ei.ic керамически!о общества (Мчокиа-¡9^1 г ); ¡'ее пу блика неких совещаниях (Тпшкент-1978.19ЯЗ, ¡985 и.) Самарканд- 197S, I "89г.); Научно-теоре 1 ичееких и технических, конференциях профеесбреко-прс/юдака ic.ii.cKOtо соаанп и научних работников ТашИМ (197!-IVHSn .) 1'аооты но низкотемпературной керамике н пеф-ри I тованпой глазури ь I'.'St» и 1989гг. удостоены opoinouux медалей НДИХ СССР.

Пуо in ко и ич. Основное содержание диссертации изложено в опубликованных 55 нау чных с i ai ьяч, докладах, те зисах и (0 авторских свидетельствах.

Структура и об кем диссертации Дисесрщциокния paooia изложена на 310 страниппх дгатгппгописиого текста и состоит из: введения, 9 глав, выводов, списка нитрованной литературы 191 наименовании, и том числе 21 иностранных источников, приложений на 15 счрашшах, 61 таблиц н 104 рисунков.

Автор выражает счкии искреннюю б:и1?аОариость а признательность заслуженному деятелю науки /'еспуРлики Узбекистан, ооктору химических паук, профессору С.ирижиооино-«у H.A. и доктору технических наук, профессору Иркахоожае-вои А.П. за ценные советы и научную консультацию кчк ч постановке, так и в выполнении данной диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИИ ГЛЬО'ГЫ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОД! ¡Ы X МАТЕРИАЛОВ

Объектами исследования и длиной работе послужили тли-сж и каолин (обогащенный) Аш ренского месторождения и шамот на их основе, а также промышленные отходы: шлаки ан-греносого химико-металлургического запила (АХМЗ) и ка-дамджайского сурьмяного комбината 11ССК); флотоотходьг-меднообогатптельпон фабрики (МОФ) алмаликско! о горнометаллургического комбината (АГМК) и кап га шс коп вольфрам -молибденовой фабрики (КВМР) (табл.П.

¡'.тим- Ангрепско! о .меиI «рождения представляет собой плотное камнепидное всшссгво розового пел а.

Химико-технологические нсследовлнил показали, что ан-тренскнй глнеж представлен основным легнлратнзированным глинистым минера,том п кварцем, а также в небольшом количестве трНдимит, мулдит и калиевым полевым шпатом.

При термограинметрическом анализе на кривых нагревания проб отмечен эндогермическин эффект при 575°С для кварца. Отсутствие термических эффектов на кривых ДТА показывает, что исследуемые глиежн обжигались в естественных условиях при температуре выше !000"С.

Ф.чотоотхад мсОнооСю,'атитулыюи фабрики (МОФ) а л м а -лыкского горнометаллургического комбината (АГМК)-темио-серого цвета, образуется при обогащении медьсодержащей руды, представляет собой алюможслезнстос силикатное соединение. Результаты анализов показали, что химический состав проб отхода МОФ, полученного в разное время года,практически одинаков. Пробы характеризуются относительно высоким содержанием 5Юг, достающего до 62,91%. Флотоотходы МОФ имеют тонкодисперсный гранулометрический состав. Температура плавления флотоотхода 1220-I230°С.

Основными минеральными компонентами исследованных отходов являются кварц (до 44%), полевой шпат (до 9%), гидрослюда (до22%), а также содержится около 3% гипса, карбонатов кальция и магния.

На рентгенограммах флотоотхода МОФ, обожженного при различных температурах обнаруживается характерные макси-

мумы кварца и гематита. С повышением температуры линии кристаллических фаз увеличиваются. При 1100°С уменьшается интенсивность рентгеновских рефлексов гематита и при 1200°С остаются только линии кварка, что связано с растворением его в образовавшейся жидкой фазе благодаря присутствию примесных иоиов.

Каиташскис ф.ютчотхогЫ /\liAfl' представляют собой тонкоднеперсное пескообразное вещество, темно-серого цвета. Флотоотход имеет топкую дисперсную фракцию, которая исключает грубый помол и заметно сокращает время и затраты на измельчение и помол в производственных условиях, т.е. упрощает технологию изготовления керамической массы по сравнению с существующей.

Основным минералогическим составом кайташского фло-тоотхода. является -каолинит, волластонит, кварц, гематит, кальцит и гидрослюда, который подтверждается рентгено-н термографическими анализами.

Шлак АХМЗ представляет собой стекловидное вещество в виде гранул серовато-черного цвета. Содержит в основном оксиды кремния и кальция, а также включая оксиды железа. Температура плавления -1160°С.

Результаты исследования фазового состава образцов шлака АХМЗ показали, что он состоит в основном из кварца и вол-ластонита. В спеченных шлаках при температурах 800-1100°С имеются кристаллы волластонита и анортита. С дальнейшим повышением температуры выше 1130"С наблюдается уменьшение интенсивности их рентгеновских рефлексов.

Шлак КС К, образующийся при переработке сурьмяных руд представляет собой блестящий камнеподобный продукт. Образцы представляют собой крупные куски от 3 см. в поперечнике до значительно более крупных размеров. Цвет -черный. На рентгенограмме дифракционные максимумы кристаллических соединений слабо выражены и представлены в основном анортитом и волластоннгом. Температура плавления 1120-1140°С.

Рентгенографическое исследование фазового состава тер-мообработанных образцов показывает, что при температуре около • 950°С кристаллизуется волластонит. При достижении

температуры 1000-1050"С происходит образование высокотемпературных фаз, в частности, анортита.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ СЫРЬ-ВЫХ РЕСУРСОВ И ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Поиск оптимальных составов керамических материалов со стабильными свойствами на основе новых видов сырьевых компонентов представляет актуальную задачу, особенно для Узбекистана в связи с резким сокращением привозного высокосортного сырья.

С целью изучения процессов спекания и возможности получения керамических облицовочных плиток на основе композиции из природных сырьевых магериалов-каолип-глиеж-лессовое стекло изготовлены серии опытных масс (рис.1), охватывающие область составов 10-50% глисжа, 10-10% лессового стекла и 1 0-50% .каолиновой глины.

,00ДЛесс.стекло (расплав^

Каолин

Га и еж

1оо 2 о

6о Во юо

Рис.1. Состав исследуемых масс в композиции као.чин-глиеж-лессовое стекло.

Таблица 1.

Химический состав исходных материалов, масс.%

Исходные материалы А1;03 СаО мго ИезОз Ка20 К,0 Т102 БОз п.п.п. I

1 г ъ 4 6 1 V. ? 'Д' и 1Г

Аагревсквй каолвк обогащенный «2,30 23,40 1,28 0,20 1.84 0,10 0,60 0,4 6 9,96 100.14

Глнеж акгреясквй 68.10 20.79 1.50 0,80 3.56 0.30 2.60 - 0.4 0 2.30 100,35

Лесс ташкентский 52.36 11.46 16,04 2.71 3.91 2.12 1.96 - - 16,66 100.0

Флотоотход МОФ 63.88 13,22 5,81 1,44 2,81 1,56 5,80 - 1,88 4,21 100,40

Шлак АХМЗ 51,89 17,16 25,66 - 2.36 1,11 1,80 - • - 99,98

Шлак (кадаиджанс-гого сурьияного ко м бв вата) 60,95 9,30 8,55 2,15 2,67 15,35 0,58 0,45 - - 100,0

Флотоотход КВМР . 42,25 8,62 19,0 4,5 13,45 0,44 0.21 0,42 0.02 11.35 100.2

Обжиг керамических образцов проводили в лабораторных силигопых печах по режиму, принятому для обжига облицовочных плиток (со скоростью подъема температуры 200°С, в течении 150 мнн.) п до конечных температур 850,900, 950, 1000°С с выдержкой-1ч.

При определении основных свойств керамических образцов оказалось, что наилучшими физико-механическими и технологическими свойствами имели образцы из состава М-3, М-4, М-13. Установлено, что с увеличением содержания лессового стекла при постоянном содержании каолиновой глины и уменьшением глиежа механическая прочность и огневая усадка образцов увеличивается

Аналогичная зависимость указанных свойств наблюдается и при постоянном количестве глиежа. Необходимо отметить, что различное содержание компонентов в составах отражается на свойствах спеченных образцов.

Исследование химической стойкости образцов воздействием концентрированной Н; БО.) и 20% НаОН выявлено, что по мерс увеличения лессового стекла наблюдается снижение кн-слотостойкосги от 98,38 до 96,0% и щелочестойкости от 96,10 до 95,35%. Что же касается результатов измерения термического коэффициента линейного расширения (ГКЛР) образцов, то значительное влияние оказывает количество глиежа, а именно с уменьшением последнего (от 40 до 10%) и, соответственно, повышением лессового стекла (от 10 до 40%) отмечается снижение ТКЛР от 56,4x10'7 град'1 до 50,4 х 10'7 град."1

Исследование процессов спекания и формирования структуры керамических образцов

Результаты исследования процессов спекания керамических масс электропроводности методом потерн массы показали, что в опытных составах происходит следующее:

1-й период- 500-600"С соответствует термическому расширению массы, в которой еще на происходит существенных структурных изменений. На комплексных кривых нагревания составов М-3, М-4 и М-13 -наблюдаются эндотермические эффекты, связанные с дегидратацией глинистых минералов. Эф-

фект сопровождается значительными потерями массы и составляет 10,6% у М-3,9, 78%-М-4, 5,63%-М-13. '

2-й период - 600-1000"С происходит значительная усадка образцов. На кривых нагревания в интервале 900-990">С зафиксирован экзотермический эффект, характерный для начала образования муллита, подтверждающийся изменением кривой электропроводности. Следует отметить, что при уменьшении содержания лессового стекла М-4 кривая электропроводности сдвигается в область более высоких температур по сравнению с составами М-3 и М-13.

3-п период - 1000-1 200"С отмечается значительная усадка образцов, связанная с твердо фазовыми превращениями. Интенсивный рост потерь начинается при 750"С и продолжается до1 100 "С, величина которых достигает у состава М-3 -13,21%. В интервале температур 1050-1150°С появляется второй экзотермический эффект, который в зависимости от состава образцов связан с образованием волластонита и анортига. При обжиге керамических образцов из М-4 и М-13 интенсивная потеря массы начинается при 900 "С и продолжается до 1150 °С, величина которой достигает для М-4 12,8%, а у М-3 - 7,1%. Установлено, что при повышении температуры до 1150 °С происходит незначительное снижение электропроводности. Постепенному уменьшению электропроводности разработанных составов соответствует аналогичное изменение плотности. Изменение электропроводности опытных масс в изотермических условиях обусловлено кристаллизационными процессами. На рентгенограммах образцов из М-3 и М-4, обожженных прн 1000 °С, наблюдали максимумы муллита, анортита, волластонита и кварца.

Петрографические исследования образцов, обожженных при температуре 1100 °С, показали, что микроструктура их М-3, М-4 и М-13 неоднородная и содержат значительное количество кварца, кристаллы которого слабооплавленные. Основная масса состоит из стекла и значительного количества муллита (зерна не более 1 мкм).

Электронно-микроскопическим исследованием опытных образцов, спеченных при 1000 "С, установили, что структура М-3 состоит из многочисленных хаотично расположенных игольчатых кристаллов муллита (0,71-3,14 мкм), таблетпатых

кристаллов волластоиита (0,86-1,71 мкм) и призматических кристаллов анортита (2,85-3,71 мкм), скрепленных стеклом.

Микроструктура керамических 'материален из М-4и М-13, спеченных при 1000 °С, состоит из кристаллических фаз в них представленных муллитом, кварцем, нристобалитом, анортитом н волластонитом. Доказано, что но мере увеличения лессового сгекла в керамическом материале возрастает количество анортита и волластоиита.

На основании результатов исследования можно заключить, что глиежи и глины Ангренского месторождения и лессовое стекло в оптимальных сочетаниях возможно эффективно, использовать в производстве керамических облицовочных плиток с температурой обжига 950-1000 "С.

Введение в состав глинистых минералов лессового стекла ускоряет процесс спекания и приводит к значительному снижению пористости и повышению механической прочности. Это свидетельствует о том, что лессовое стекло в исследуемых массах, играл роль плавня, ускоряет процесс образования стеклофазы, которая в свою очередь, заполняя меж границы зерен кристаллических фаз, прочно связывает их друг с другом.

Основные технологические и фпзнко - механические • свойства керамических масс в композициях каолин-шамот-фдотоотходы KDMP, МОФ

Для изучения процессов спекания и разработки новых составов керамических, облицовочных плиток и пли ток для поло» на основе композиций природных сырьевых материалов и промышленных отходов изготовлены серии опытных масс, которые охватывают области составов 10-70% каолиновой глины, 3-20% шамота и 30-80% флотоот.ходы (КВМР, МОФ) в композиции каолин-шамот-флоюотходы (рис.2).

На основании химического анализа исходных сырьевых материалов (табл.1) рассчитаны минералогические составы опытных масс. Обжиг керамических образцоп проводили в лабораторных муфельных и силнтоны.х нечах, по режиму, принятому для обжига керамических плиток (со скоростью попьема температур 200 "С/ч), до заданных температур 800, 850, 900, 950, 1000, 1050 и I100"С с выдержкой -1ч.

Результаты определения основных свойств полученных керамических образцов показывают, что оптимальными составами являются массы ЗФ, М-5 и М-6, содержащие ангренскнй обогащенный каолин Зф (50%), М-5- (11%), М-6 (20%), шамот ЗФ -(4%), (М-5)-( 15%), М-6-(4%) и флотоотходы -КВМР -ЗФ(46%) и МОФ в М-5(74%), М-6(76%).

Анализы полученных данных показывают, что исследование физико-механических свойств, спеченных образцов, в значительной стененн зависит от состава и температуры обжига.

В результате определения основных свойств керамических образцов оптимальных составов установлено, что увеличение содержания флотоот.ходов КВМР и МОФ при одновременном изменении всех компонентов в составах исследуемых масс наблюдается неравномерное изменение свойств спеченных образцов.

1оо.

2о/—Ъ— Во

Каолин

флотоотходы МОф,К&МР

Уоо 2 о Ао во 1о о

И]АЛ\ОЩ

Рис.2. Составы исследуемых масс в композиции каолин-шамот- флотоотходы (КВМР, МОФ)

П результате определения химическом стойкости образцов при воздействии кони. 1ЬН()| и 20% МаОП выявлено, что но мере парасглкия кол и чес г на флотоотхода КИМР наблюдается значительное повышение кислотостойкое ти от 97,72 до 98,36% и почти постоянной щедочссгойкости 99,22-99,52%. Что касается резулматов измерения термического коэффициентов линейного расширения (ЮР) образно», ю значительное влияние оказывает количество ф.тото.отходов -КВМР (от 55 до 25%) при соответственном изменении содержания каолина и шамота отмечается снижение ТКЛР от 56,7 до 50,<х10"7 град.'1, а при повышении количества флотоотходл МОФ (от 40 до 80%) наблюдается увеличение ТКЛР 01 50.1 до 60,2 х 10"7 трал.*1

Исследование процессов спекания и формирования структур керамических образцов

Результаты исследования процесса спекания получены путем термообработки образков при заданных температурах обжига в интервале 800-11 50*С. полученные эксисриментальные данные показывают, что спекание разработанных масс протекает периодам;

1-й период - соответствует термическому расширению обратной в области невысоких температур, при которых не происходит существенных структурных изменений. На комплексных кривых нагревания при 500-600 "С составы 3-Ф, М-5 и М-6 показали эндотермические эффекты, характерные для дегидратации глинистых мпдералов, связанных со значительными потерями масс ЗФ-5,22%, М-5-3,10% и М-6-2,03%.

2-й период- в интервале 600-1000 °С характеризуется значительной усадкой образцов, вследствие интенсивного взаимодействия и уплотнения контактирующих зерен компонентов. На кривых нагревания ДТА в интервале 950-960 °С зафиксирован экзотермический эффект, обусловленный образованием кристаллических фаз муллита, волластошгга, анортита, гематита и кварца."

Петрографические исследования образцов, обожженных при температуре 1000"С, показали, что микроструктура составов ЗФ, М-5, М-6 неоднородная, отдельные области микроструктуры содержат значительное количество оплавленного

кварца . В структуре состава ЗФ в микро областях наблюдается вол ластов 1гт Nq-1,63 Np-1,616 и анортит Nq-1,58, Nq-1,57, отличающиеся изотермической формой, листоватые, бесцветные и прозрачные. Исследование процесса формирования структуры керамических масс, синтезированных на основе МО'Ф (М-5.М-6) и обожженных при температуре 1100-1150"С показало, что основная масса представлена стеклом н микрокристаллами муллита (зерна не более 0,003 мм). Электронно-микросконическим-изучением микроструктуры опытных образцов из М-5 и М-6 установлено, что структура их с флотоотхо-дами КВМР и МОФ состоит из многочисленных, хаотично расположенных игольчатых кристаллов муллита (0,1-3 ммн), гексагонально* скалсноэдрического гематита (2-0,65 ммк), а масса ЗФ -призматических кристаллов анортита (1,71-0,7] ымх) и таблетчатых -волластонита (1,14-0,85 ммк).

На основании полученных результатов можно заключить, что флотоотходы КВМР н МОФ в оптимальных сочетаниях могут эффективно использоваться в производстве керамических облицовочных плиток и плиток для полов с температурой обжига 950-1100°С. Введение в керамические массы флотоогхо-дов позволяет управлять процессами спекания, приводящими к значительному снижению пористости и повышению механической прочности снеченных образцов. Таким образом, на основе полученных экспериментальных данных можно обобщить, что флотоотходы в изученных массах, выполняя роль плавня, ускоряют процесс образования стеклофазы, которая в свою очередь, заполняет межзерновые границы кристаллических фаз, прочно связывает их друг с другом и, соответственно, оказывают эффект упрочнения структуры изделий.

Исследование влияния стехлообразуюших промышленных

отходов на физико-химические свойства нефригтованных цветных глазурей

Развитие производства товаров народного потребления, расширение их ассортимента, улучшение качества и эстетических характеристик - основные задачи керамической промышленности. Их решению способствуют разработка новых видов

эффективных глазурных покрытий широкой цветовой гаммы, а также использование местных дешевых сырьевых материалов.

Для нанесения глазури на керамические изделия изготавливают многокомпонентную шихту. И ряде случаен применяют дорогостоящие и дефицитные сырьевые ма|ериалы, что значительно усложняет технологический процесс и повышает стоимость продукции.

В связи с этим в данной работе приводятся результаты получения нефриттованных прозрачных глазурных покрытий различных цветов с использованием отходов горно-рудных предприятии обрап'юншхея при обогащении кайгашскнх вольфрам-молибденовых руд (КИМР) и медных руд алмалык-ckoíí медно-оСога ппельной фабрики (МОФ), а также шлака аи-грепского химико-металлургического завода (АХМЗ) для саи-фаянсовых изделий.

При составлении ишхт всех нефрипопапных цветных глазурей, с введением флотоотходов КИМР н МОФ, а также шлака ангренэпергоцветмета, за осцову взял» прозрачную коричневую глазурь следующего химического состава (моль.%): 59,86 Si 0>; 9,23 А120,; 6,74 Ге20,; 6,21 СаО; 5,35 ПаО; 1,77 MgO; 1,42 Na20; 2,74 К20; 6,68 ZnO.

■ Для нанесения цветных глазурей применяли черепок сан-фаянсового изделия ангренского керамического комбината, обожженный при 700-750°С.

. Опытные нефрнттоватше цветные глазури приготавливали ио существующей технологии. Глазурную суспензию, тщетностью 1,56-1,57 г/с»'1 наносили на фаянсовые изделия ангренского керамического комбината и обжигали при температурах 1220-1230 "С. А затем определяли свойства глазурных покрытий: термостойкость,• химическую стойкость, TKJIP, блеск и другие.

Результаты исследований показали, что глазурованные образцы отличались хорошим блеском (от 63,0 до 67,3) при введении флогоотхода КВМР о г 27 до 40%. Все образцы термо и химически стойкие, выдержав действие кислоты (20% HCl) н щелочи (5% NaOH), а следовательно удовлетворяют требования ГОСТ 13449-82. Значения TKJ1P глазурей, в зависимости от состава, колеблются в пределах 5,97-6,38 х 10'7 град.'1

Рентгенографический и термографический методы ана-

лиза показали, что в образцах, закристаллизованных в интервале температур (900-1200 "С), наблюдаются кристаллические фазы -волласюнит, апорт ит и гематит.

С иелыо создания нефриггованных глазурных покрытии для сапфаяисовых изделий с использованием флотоотхода ме'д-но-обогатнтельной фабрики алмалыкското горнометаллургического комбината (АГМК) были изучены 4 серии составов, которые показали склонность к стеклообразованию при обычном режиме обжига, а полученные стекла оказались прозрачными н коричневого цвета. Характер кристаллизации и физико-химические свойства глазурных покрытий в значительной степени зависят от содержания флотоотхода медно-обогатительнон фабрики -МОФ. Сравнительные исследования показали, что наилучшими свойствами обладает (лазурь состава Г-4. Образцы, покрытые глазурью Г-4 и обожженные при 1200-1230 °С с выдержкой 1ч., получились коричневого цвета с ровной поверхностью и хорошим разливом, высокой степенью блеска 63,0%; термостойкостью более 200 "С.

Рентгенографическими и микроскопическими исследованиями установлено, что основной кристаллической фазой является кварн, гематит и крисюбалнт.

Для разработки оптимальных составов нефрнттованных глазурных покрытий на основе шлака аитренского химико-металлургического завода (АХМЗ) изучали серию глазурных шихт с введением красящих оксидов (Cr20j, С02О3, FeîOj, СнО) в количестве от I до 2%. Исходными компонентами при приготовлении опытных и опытно-промышленных составов послужили: песок ташлинский, каолин ангренский, полевой шпат лян-гарский, углекислый барий, мел, шлаковый отхо.д ангренэнер-гоцветмста, тальк, циркониевый концентрат и бура.

Глазурованные образцы с хорошим блеском (от 56 до 63%) получаются при введении красящих оксидов Co;0j, Cr20j, РегОз, и СнО в количестве, соответственно, от 1 до 2%. При определении термостойкости глазурованных покрытий по ГОСТ 13449-82 установили, что все образцы изделия являются термо^ стойкими. Исследование химической стойкости нефрнттованных глазурей по отношению к кислоте (20% HCl) и к щелочи (5% КОИ) показало хорошую стойкость. Коэффициент термического линейного расширения в зависимости от состава изме-

ияется от 53,34 х 10"7 С'1 ло 56,7 х КГ7 С 1 и совпадает с ТКЛР черепка.

Спектральные характеристики цветных глазурных покрытий определены на спектрофотометре Spekol-Ю. При этом использовали образны, обожженные при температуре 1200-1230°С. Полученное данные доказали, что каждый красящий оксид своеобразно влияет на цвет глазурных покрытий. Измерением количественных характеристик цвета установлена высокая его интенсивность, особенно у образцов, окрашенных оксидами железа, кобальта и мели.

, Наибольшая интенсивность окраски у железосодержащей глазури (р=39,5%), где цветовой тон Х=576 нм, а наименьшая интенсивность окраски у медьсодержащей глазури (р=9%), у которой цветовой тон Х=580 нм. Оксиды меди, железа и хрома придают цвета от бежевого ло коричневого с изменением цветового тона от 569 до 581 нм. и чистоты цвета от 9 до 39,5%. Цветовой тон у кобальтсодержашей глазури равен А=472 нм, а чистота цвета 19%.. 13 зависимости ог природы красителя изменяется и цветовая характеристика глазурей от 5,3 до 36,7%.

Исследование условий стеклооСразования, синтеза

н свойств стекол на основе шлака кадамджанского сурьмяного комбината

С целью изучения стеклообразоваиня, возможностей получения стеклообразных материалов па основе шлокоотхода кадамджанского сурьмяного комбината приготовлена серия опытных шихт. При изготовлении опытных масс использованы: шлак кадамджанского сурьмяного производства, песок кургап-чинский, бура, селитра и AbOj.

Особенности химического состава технологических свойств и термического поведения шлака показали основание полагать, что он может служить в качестве основного компонента исходной стекольной шпхты взамен песка н соды.

Стекла варили в шамотных тиглях в силитовой печи при температуре 1 350-1 400"С. После 2-х часовой выдержки при конечной температуре расплав слипали на стальную плиту. Сваренные стекла отжнгалн при 550-600 "С.

По мере увеличения шлака в стекольной шихте сурьмяного производства (выше 50%) наблюдается понижение температуры варки и улучшение ее, т.к. это связано с содержанием легкоплавких оксидов в составе исходных шихт. Известно, что в шлаке содержится значительное количество Naj0(13,56-18,87%), способствующий понижению температуры при варке стекла. Кроме того, из-за оксида натрия в исследуемых опытных составах стекольных шихт полностью исключена кальцинированная сода. Цвет стекол темно-коричневый. Визуально установлено, что с увеличением содержания шлака вязкость стекол при варке значительно уменьшается.

Составы , содержащие 50-55% шлака, сливали легко, образуя длинную тонкую нить стекла без узлов, прозрачного темно-коричневого цвета.

Результаты определения физико-химических свойств полученных стекол показали, что коэффициент термического линейного расширения и температура размягчения с увеличением содержания шлака разномерно повышается.

Химическая стойкость стекол против Iii NaOH, 1н NajCCb и 1н HCl с увеличением количества шлака улучшаются.

Проведенные исследования зависимости свойств от состава показали, чго с увеличением содержания шлака повысились плотность и микрогвердость исследуемых образцов. Для выяснения характера кристаллизации стекол после охлаждения визуально рассматривали поверхность поперечного излома образца.

Из полученных результатов кристаллизации видно, что все исследованные стекла имеют значительную склонность к кристаллизации в интервале температур 900-1100"С в зависимости от состава стекол.

Исследование процессов "кристаллизации и формирование структур стекол на основе шлака кадамджайского сурьмяного производства

Исследование физико-химических процессов, происходящих при кристаллизации образцов из опытных стекол, проводили методом рентгенофазового, комплексного термогравимет-

рического, петрографического и ИК-спектроскопического анализов.

Идентификация рентгенограмм образцов закристаллизованных стекол С-2 и С-3 при различных температурах показала, что основной кристаллической фазой является анортит. С повышением температуры кристаллизации интенсивность линий анортита увеличивается и при температуре 950-1000°С появляются линии волластонита.

На кривых нагревания ДТА отмечен экзотермический эффект в составах С-2 лрн ] 120 °С; С-3 при 1 100 °С характерный для кристаллизации анортита и волластонита.

Изучение процесса формирования структуры закристаллизованных стекол при температуре 1100 "С проводили петрографическим анализом. Установлено, что структура неоднородная, основная масса представлена кристаллами анортита с показателем ^-1,589; Ир-1,576 и среди основной массы встречаются отдельные зерна волластонита с показателями преломления N(1-1,65; Ир-1,63.

Электронно-микроскопические исследования микроструктуры образцов показали, что основные элементы структуры -это многочисленные, хаотично расположенные кристаллы: призматические -анортита (0,6-3 мм к), таблетчагые волластонита (1-3 ммк), скрепленные стеклом.

В результате петрографического, рентгенографического и электронно-микроскопическою исследований структуры закристаллизованных стекол установлено, что конечными продуктами являются анортит, и волластоннт, обусловливающие высокие показатели физнко-механнческих свойств стеклокристалличе-ских материалов.

Рекомендации и результаты производственных испытаний

1. Производственное опробование керамических масс для облицовочных плиток

С целью определения основных физико-механических и. технологических свойств керамических материалов рекомен-., дуемые опытные массы опробованы в производственных уело-

виях на аигреиском керамическом комбинате. Промышленный выпуск облицовочных плиток осуществляли из состава М-3, масс.%:

Лнгрснскнй каолин - 50 Глиеж -30

Лессовое стекло -20 Результаты физико-механических и технологических испытании промышленных партии керамических облицовочных плиток приведены в таблице 2. .

Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемая керамическая масса позволяет широко использовать природные минеральные сырьевые материалы •каолин, глиеж и лессового стекла, позволяющие получить керамические плитки с повышенной механической прочностью, термической стойкостью, сниженной усадкой и водопоглощением.

Таблица 2.

Показатели свойств М-3 ГОСТ 6141-82

Температура обжига, °С 1080-1100 1080-1100

Предел прочности при изгибе,

МПа 22,02 15,0

Предел прочности при сжатии,

МПа 46,82 -

Водопоглощенне,% 11,50 до 16

Общая усадка,% 4,52 5-5,6

Термическая стойкость, °С 300 125-150

Таким образом, по всем физико-механическим характеристикам, полученные керамические изделия, отвечают' требованиям ГОСТ 6141-82. Данный состав внедрен на'аигреиском керамическом комбинате без существенных изменений действующей технологической схемы. Экономический эффект от внедрения разработанной малокомпонентнон керамической массы • для облицовочных керамических плиток составил I млн.сум. при объеме производства 50 тыс. т. в год.

2. Апробирование и внедрение результатов лабораторных ■исследований в производство наетнмх глазурей для фаянсовых. изделий

I). Опробование цветной глазури проводили и условиях Ташкентского экспериментально-творческого комбината прикладного искусства. Варку разработанной цветной ¡лазури производили в ванных печах емкостью !,8м', при температурах 1250-1280°С. Затем фритту измельчали в шаровой мелынше, емкостью 100л. по мокрому способу до остатка на сите 10000 отв/см2 не более 3%. Глазурь, плотностью 1,521,55 г/см', наносили на изделия ширпотреба. В таблице 3 приведен материальный состав испытуемой глазури.

Таблица 3.

Материальный состав разработанной иве гной глазури, масс.%

Наименование сырья Опытная Прнзполст-

глазурь венкая глазурь

Флотоотход каЛташской вольфрам- 4 5 -

молибденовой руды (КВМР)

Сурик свинцовый . - 40

Пегматит - 25

Каолни ангренский 3,0 -

Песок кварцевый 21 15

Оксид цинка 5 -

Мел 10 6

Тальк 5 -

Глина ангренская 4 ' -

Сода кальцинированная 7 3

Глина дружковская 1

Бентоиит 2 - (сверх 100%)

(сверх 100%) -

Нанесенная глазурь на керамические изделия (блюдца, тарелки, вазы и др.) обжигали в заводских камерных печах в течение 12-1 4ч. При конечной температуре 980°С.

Полученные изделия коричневого цвета с удовлетворительным блеском без введения красящего оксида по термо- ки-

choto - и щелочестойкости отвечают требованиям ГОСТ 21-52-82.

Экономическая эффективность полученная от внедрения цветной глазури с использованием флотоотхода КВМР в производстве с годовой потребностью Ют. составляла 1 млн. 474

тыс.сум п год.

2) В условиях Ангренского керамического комбината проведены испытания глазурей, разработанных в лабораторных условиях. Подготовка оптимального состава цветной нефритто-ванной глазури (суспензию) получали в шаровой мельнице, емкостью Зм5 до остатка на сите 10000 отв/см: не более 5%. Объектом для нанесения цветных глазурей применили черепок санфаянсовых изделий. Глазурь, плотностью .1,56-1,57 г/см1,наносили на изделия. В таблице 4 приведен материальный состав испытуемой глазури.

Нанесенная глазурь на санфаяисовые изделия (пналы., кружки., стаканы и др.) обжигали в заводской горновой печи в течении 24 часов при конечной температуре 1200-1220 °С.

Произволе!венные опыты подтвердили данные, полученные в лабораторных условиях.

Таблица 4.

Оптимальный, состав, иефритованной глазури, масс.%

Сырье Опытная гла- Производ-

зурь ственная глазурь

Флотоотход кайташскон вольф- 33,0 -

рам молибденовой руды (КВМР)

Полевой шпат - ■ 31,6

Каолин обогащенный 3,0 3,1

Песок дарбазинский 30,0 30,3

Оксид цинка 6,7 6,7

Мел 10,4 10,8

ВаСОз 6,3 6,9

Тальк 5,2 5,2

Глица ангрснская 5,4 5,4

Ре203 - 6,0

Бентонит 2,0 2,0

Изделия коричневого цвета при удовлетворительном блеске, по термостойкости и кислото-щелочестонкостн отвечают требованиям ГОСТ 21-52-82.

Экономическая эффективность, полученных нефрнттован-ных цветных глазурей на основе флогоотхода кайтлшскон вольфрам-молибденовых руд с заменой сырьевых материалов глазури, составила 550 тыс.сум. в год .три объеме производства 27 тыс.т. в год.

3. Производственное .опробование стеклокристаллн-ческих плиток на основе шлака кадамджайского сурьмяного комбината

Разработанные составы стекол (табл.5) спарены » лабораторной силитовой печи в количестве 10кг,, после чего отбирали образцы для изучения кристаллизации стекол п производстве. Гранулы стекол кристаллизовались при 870-900 °С, соопю-шенне песка: стекла =1:4. В форму засыпали 5-ти мм. гранулы стекла, смешенные с 20% песка и сверху остальная часть гранул стекла.

Таблица 5.

Материальный состав опытных стекол (масс.%)

Сырьевые материалы С-2 С-3 Производственный состав

Шлак кадамджайского 49,79 52,12 -

сурьмяного комбината

песок 31,96 29,31 19,14

Бура ' 5,74 5,39 2

Селитра 4,53 5,98 16,69

А120, 7,98 8,2 -

Сода - - 14,29

Мел - 0,26

Лесс - - 47,0

Таблица 6.

Физико-химические свойства закристаллизованных стекол

Свойства С-3 ТУ 21704-90

Плотность, кг/м3 2701,9 -

Мнкротвердость, МПа 69,43

Морозостойкость, цикл 95 80-100

Термостойкость, "С 180 80

ТКЛР, х 10"7 трал."' 88,9 80-100

Истираемость, г/см2 0,03 до 0,08

Некоторые физико-химические свойства закристаллизованных стекол, полученных в производственных условиях приведены в таблице 6, из которой видно, что разработанный состав стекла С-3 по своим физико-химическим свойствам отвечает требованиям ГОСТ 19846-82.

В результате производственного опробования в условиях ташкентского 1ШО-«Снликат», выявлено, что технология производства закристаллизованных стекол (плиток) не требует изменений в технологической схеме. Полученная стеклокристал-литовая плитка кристаллизуется при температуре 900 °С, повышается морозостойкость, термостойкость и снижается истираемость. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 547 тыс.400 сум в год.

ВЫВОДЫ

1.Изучены химико-минералогический состав и свойства ангренского глнежа, и промышленных отходов - шлаки ангрен-ского химико-металлургического завода (АХМЗ) и кадамджай-ского сурьмяного комбината (КСМ); флотоотходы-медно-обогатительной фабрики (МОФ) алмалыкского горнометаллургического комбината (АГ'МК) и кайташской вольфрам-молибденовой фабрики (КВМР). Проведено физико-химическое исследование процессов термического превращения этих отходов и продуктов их термообработки на различных стадиях обжига.

По результатам исследований изучены различные составы керамических и стеклокрисгаллических материалов, а также цветных глазурных накрытии на основе промышленных отходов.

.2.Методами ДТА, рентгенофазового и микроскопического анализов, ИК-епекгросконии изучены твердофазный взаимодействия в композициях (саолнн-глие;.с-лессовое стекло, као-лин-шамот-МОФ, каолии-шамот-КБМР. Изучены процессы кристаллизации стекол синтезированных из шлака кадамджан-ского сурьмяного комбината. Установлены условия получения цветных нефритгованиых глазурей из фдотоотходов медио-обогатительиой фабрики МОФ, вольфрам-молибденовой руди и шлака ангренэнергоцветмета -АХМЗ.

. 3.Разработаны оп тимальные составы керамических масс для облицовочных плиток и технологические параметры полу-' чения' спеченных материалов из композиции кзолин-глнеж-лессовое стекло. С использованием ДТА, рентгенофазового, микроскопического анализов, ИК-спектроскопии и электропроводности изучены особенности процесса спекания керамических масс » рассматриваемых композициях и определены температурные режимы спекания и взаимосвязь физико-химических свойств спеченных образцов, в частности, ударной вязкости, плотности, термостойкости, коэффициента термического линейного расширения и химической стойкости, от их фазового состава и микроструктуры. Полученные данные свидетельствуют о сложном характере твердофазных реакций, сопровождающихся образованием в продуктах обжига муллита, анортита, кварца, крнстобалита и волластоннта.

4.Изучены особенности процесса спекания керамических масс на основе флотоотходов МОФ и КВМР и показаны различия в характере их спекания, обусловленные видом и количеством отходов. Определены температурные интервалы спекания и взаимосвязь физико-химических свойств спеченных образцов. В результате определения фазовых превращений в широком диапазоне температур керамических масс на основе флотоот-хода вольфрам-молибденовых руд установлено образование прнзмат'ического анортита и таблетчатого волластоннта.

В керамической массе плиток для полов, содержащей 7476% флогоотхода медно-обогатительной фабрики, спеченной

при температуре 1100-1150 "С. выявлено образование кристаллический фазы игольчатого муллита, скаленоэдрического гематита и чешуйчатого кристобалита.

5.На основании результатов исследования процессов стек-' «»образования и кристаллизации, а также физико-химических свойств, полученных стеклокрнсталлпческих материалов из шлака кадамджанского сурьмяного комбината определено, что процессы кристаллизации сопровождаются образованием в закристаллизованных стеклах анортита и волластонита, а также наличием оста точной сгеклофазы, заполняющей норы между кристаллами указанных соединений. Доказано, что изменением условии термообработки можно получить стеклокристаллнче-скне материалы с высокой химической и термической стойкостью, а также и механической прочностью.

6.Приведен комплекс исследований свойств и структуры глазурей для изделий ширпотреба, содержащих фдотоотходы кайташской вольфрам-молибденовой рулы, медно-обогагнгелыюй фабрики АГМК и шлака ангренского химико-металлургического завода. Выявлены особенности процесса кристаллизации и изменения свойств глазурей при введении красящих оксидов хрома, кобальта, меди и железа.

7. Термографическим, рентгенографическим, ИК- спектроскопическим и физике- химическим методами изучены и установлены условия образования и природа кристаллических фаз в разработанных глазурях. Снектрофотометрнческими исследованиями . определено, что при повышении температуры обжига в глазурях происходит изменение валентности и координационных состояний красящих катионов Сг3*, Со3+, Си2*, Ре34, приводящих к изменению цветовых характеристик и физико-технических свойств. Каждый красящий оксид своеобразно влияет на цвет глазурных покрытий. Измерение количест-. венных, характеристик цвета показало высокую его интенсивность у образцов, окрашенных оксидами железа, кобальта п меди. При одном и том же фазовом составе в зависимости от природы красителя можно получить глазури салатового (СиО), коричневого (Ре^Оз) и темно-синего цветов (СогОз).

8.Результаты проведенных исследований показали, что практическая реализация разработанных составов на основе композиции каолнн-глиеж-лессовое стекло и технология полу-

чения керамических материалов, нонизна которых защищена авторский свидетельством (а.с. СССР №1006413), значительно расширяет сырьевую базу керамического произволе!на, одновременно улучшает качество изделий и экономический эффект от внедрения' на ангреиском керамическом комбинате составит 1 млн. сум в i од.

9.Проведено опытно-промышленное испытание в условиях НПО «Силикат» оптнмалыюго состава разработанных стекол для стеклокрнсгаллнческих материалов. Показана возможность получения стеклокрисгаллическнх материалом из шлака калам джааского сурьмяного комбината (а.с. СССР № 1621 (13), технология которых рекомендована для практического использования. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 547 тис, 400 сум в год.

10.Составы цветных нефритюванных глазурных покрытий для фаянсовых изделии с температурой обжига 1 150-1200"С, обладающих высокой химической стойкостью и термос топкостью, защищены авторскими свидетельствами ( а с. }ï> 1393839, №1599353, № 1691356). Ожидаемый экономический эффект от использования составов цветных нефриттовашшх глазурей в цехе ширпотреб ДКК составит 550 тыс. сум в юд.

11. Разработанная цветная глазурь для изделий ширпотреба на основе флотоотхода кайташских. вольфрам-молибденовых руд внедрена на Ташкентском экснеримеигаль-но-творческом комбинате прикладного искусства с экономическим эффектом 1 млн.474 тыс.сум в год.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях.

1 .Мухамеджаиова М.Г., Иркахолжаева А П., Сиражидди-нов H.A. Физико-механические свойства спеченных материалов lia рснове каолина, глнежа и лессовою расплава //Узб.хнм. журнал,- 1982,-№4,-С.3-5.

2. Мухамеджанова М.Т, Иркахолжаева А.П., Сиражнддн-нов H.A. Исследование спеченных образцов из смеси каолина, глнежа и лессового расплава. //Уэб.хим. журнал,-!984, -№4, -С.9-12.

3. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражиддн-нов П.Л. Свойсша спеченных материалов на основе каолина и лессового расплава //Известия АН СССР, серия «Неорганические материалы», -1985, -№6, -С. 1066-1068.

4. Мухамелжанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражидди-нов И.А. Фазовый состав керамических масс с лессовым расплавом //Узб.хим.журнал. - 1986, -№3, -С.12-14.

5. Мухамелжанова М.Т, Иркаходжаева А.11., Сиражидди-нов Н А. Исследование спекания керамических масс На основе каолина, гянежа и лессового расплава методом электропроводности. //ДАН УзССР-198.6, -№7, -С.7-8.

6. Мухамелжанова М.Т, Иркаходжаева А.Н. Керамические фасадные плитки на основе местных сырьевых материалов. //Архитектура н строительство Узбекистана. -1987. -№1.-С9-10.

7. Мухамедл:;шопа М.Т, Иркаходжаева Л.П., Сиражнддн-иов Н А. Железосодержащие отходы - сырье для получения, нефрит говаиных глазурей.//Стекло и керамика. -1989. -№1. -С.3-5.

8. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.Г1. Керамическая плитка с использованием глнежа. //Архитектура н строительство Узбекистана. -1989. -№2. -С.29.

9. Мухамелжанова М.Т, Иркаходжаева А.Г1. Некоторые физико-химические свойства хвостокерамнческих масс.-//Узб.хим.журнал. -1990. -№4. -с! 51-54

10. Мухамеджанова М.Т,Иркаходжаева А.П..Таирова М.Х. Горнорудные отвальные, породы - сырье для производства керамических плиток, //Архитектура и строительство Узбекистана. -1991 . -№б. -С.1 5..

11 .Мухамеджанова М.Т., Палванов В.П., Крнавалова З.П., Иркаходжаева Д.П..Фролова П.В. Отходы цветной металлургии в составах масс для производства керамической облицовочной ' плитки и глазури. Л Комплексное использование минерального • сырья. -1989. -№10. -С.74.

12. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Синтез цветных нефрнттованных глазурей иа основе отходов горнорудных предприятий. /1Стекдо н керамика. -1991. -№7, -С. 14.

13. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Палванов В.П., Таирова М.Х. Использование горнорудных отвальных

пород в производстве керамических плиток. //Комплексное использование минерального сырья. -1990. -№И. -С.82-84.

14. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Палва-нов В.П. Расчет физико-химических свойств керамических материалов методом математического моделирования, //комплексное использование минерального сырья. -1991. -№5. -С.56-58.

15. Мухамеджанова. М.Т, Иркаходжаева А.И. Керамическая масса на основе рудообработкн. //Узб.хнм.журнал. -1993. -№6. -С. 80-81. . . '

!6 Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Керамические массы с отходами цветной' металлургии. //Стекло и керамика. -1994. -№5-6. -С.41-43.

!7. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Керамические плитки с применением отхода мелно-обогатнтслыюП фабрики. //Стекло и керамика. -1994. -№9-10. -С.37-38.

18 Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Отход шлака в производстве стеклокристаллитовых плиток. //Стекло н керамика. -1995: -№5. -С.25-26.

19. Мухамеджанова М.Т. Стеклокристаллнт с применением отхода сурьмяно-обогзтителышн фабрики. // Узб. хим. журнал. -1997. -Л1-5. -С.61-62.

Авторские свидетельства и патенты

20. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Снраисид-динов H.A. Патент № 4518, 08.07.1997г.

21. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражидди-нов H.A. Авторское свидетельство № 1006413 (СССР). Керамическая масса. Опубликовало в Б.И. -1983. -№1 1.'

22. Авторское свидетельство -№ 13662731 (СССР). Неф-риттованлая глазурь. Мухамеджанова М.Т..Иркаходжаева А.П., Снражиддинов H.A., Ан Р.Ы., Лаврова Н.Я., Гафарова Л.А. Опубликовано в Б.И.-1987. -Ж>48.

23.Авторское свидетельство -№1393829 (СССР). Нефрт-тованная зеленая глазурь. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Снражиддинов H.A., Ан Р.Ы., Лаврова II.Я., Гафаро-ва Л.А., Мирахмедова P.M. Опубликовано в Б.И. -1988. -№17,

24.Авторское свидетельство -№1460915 (СССР). Керамическая масса со скоростным режимом обжига. Мухамеджано-

ва М.Т, Иркаходжаева Л П., Сиражнддннов H.A., Ан Р.Ы., Ху-даярова Х.Х., Азизходжасва М.М. Опубликовано в Б.И. -1988--№5.

25.Авторское свидетельство -№ 1512031 (СССР). Кергми-ческая масса для изготовления облицовочных плиток. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражиддинов I1.A. Опубликовано о Б.И. -1989 - №36.

26.Авторское свидетельство -№1518319 (СССР). Керамическая масса.Мухамеджанова М.Т., Иркаходжаева А.П., Сиражиддинов H.A., Лалнаиов H.H., Таирова М.Х., Фролова И.О., Нестеров В. Г. Опубликовано в Б.И. -1989 -№40.

27.Авторское свидетельство -№1599353 (СССР) Нефрит-тованная глазурь. Мухамеджанова М.Т., Налванов В.П., Таирова М.Х., Фролова Н.В., Бугаенко Л. Опубликовано в Б.И. -1990. -№38.

28.Авторское свидетельство -№ 1621413 (СССР). Стекло для стеклокрнсхаллического материала. Мухамеджанова М.Т., Иркаходжаева А.II., Сиражиддинов H.A. Опубликовано в Б.И. -1991 - № 3.

29.Авторское свидетельство -№ 1634653 (СССР). Керамическая масса. Мухамеджанова М.Т., Палванов В.П., Иркаходжаева A.U., Таирова М.Х., Фролова 11.В. Опубликовано в Б.И. -1991. -№10.

30.Авторское свидетельство -№ 1655093 (СССР). Стекло для стеклокристаллнческого материала. Мухамеджанова М.Т., Иркаходжаева А П., Сиражиддинов H.A., Палванов В.Г1., Фролова Н.В. Опубликовано в Б.И. -1991. -№ 40.

31.Авторское свидетельство -№1691356 (СССР) Нефрит-тованная глазурь Мухамеджанова М.Т., Палванов В.П., Иркаходжаева А.П., Таирова М.Х., Фролова II.В., Искандеров С., Зарецкий А.Т. Опубликовано в Б.И. -1991. -№42.

Тезисы докладов и материалы конференции, конгрессов, симпозиумов и съездов

. 32. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Разработка и исследование физико-химических свойств керамической массы на базе местных сырьевых материалов. Тез.докл.Респ.научи.

техн.конф.молодых ученых н специал. поев, к 50 Л1:ТИЮ ТашПИ Ташкент-1980.

33. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражндди-нов H.A. Исследование процессов спекания и свойств спеченных материалов в композициях каолина, глиежа и лессового стекла. Тез.докл. Обл. конф. поев. 150 ЛЕТИЮ Д.И.Менделеева, Ташкент-1985.

34. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражндди-нов H.A. Исследование каолиновых и лессовых глин для получения керамических материалов. Тез.докл. ХШ Всесо-юзн.совет, по «Исследован.глин и глинистых минералов и их примен. в нар.хоз. Алма-Ата. -1985.

35. Мухамеджанова М.Т, Сиражнддииов H.A. Использование промышленных отходов в производстве керамических плиток. Тез. докл. Респ. совещ, «Актуальные проблемы биосферы в Узбекистане. Ташкент -1985.

36.Мухамеджанова М.Т., Таирова М.Х., Палванов В.П. Обогащение металлов и использование их отходов для получения строительных материалов. Тез,докл.Всгсоюзн.научи.пронз. конф. «Утилизация отходов гориорудн. предпрпят. н использование их в нар.хоз. • Нальчик- 1988. 1-3 сентябрь.

37. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Керамические материалы на основе отходов. Тез.докл. 11 Всесо-юзн. симпозиум. «Биотехнолог, и хим.методы охраны ок-руж.среды». Самарканд. -1988 1-3 ноябрь.

38. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаеаа А.П., Сира-жидди-нов H.A. Ресурсосберегающая технология получения керамических материалов на основе вторичных сырьевых ресурсов и отходов производства. Тез.докл. XIV Менделеевского съезда по общей и прикл. химии. Ташкент,1989.

39. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. синтез неф-риттованных глазурей на основе гидромезаллургических железосодержащих отходов. Тез.докл.Всесоюзн.конф. «Физико-химические основы переработки бедного сырья и отх. пр/ти при получ.жаростойк. материалов. Сыктывкар-1989.

40. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П. Керамическая масса для облицовочных плит. Информационное сообщение № 474. Изд. «ФАН» УзССР. Ташкент -1989.

•И. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Снражндди-пов H.A. Нефриггованная глазурь. Госплан УзССР Информационный листок Ташкент-¡989.

42.Мухамеджанова М.Т. Исследование возможности использования каигашского хвоста в производстве керамических плиток. Тез.докл. Семинара ТашОПВХО им. Д.И.Менделеева «Внедрение безотх.техн. пр-иа стр-х матер, расшир.сырьевой базы для псыен.пробл.увел.товаров народн.нотр. -Ташкент. -1989 2-С.72.

43. Мухамеджанова М.Т. Отходы промышленности в производстве керамических материалов. Тез.докл.Сем.ТашОПВХО им.Д.И.Менделеева -Ташкент -1989. -С.73.

44.Мухамеджанова М.Т., Иркаходжаева А.П. Опыт использования вторичных ресурсов при изготовлении облицовочных плиток. Тез.докл. всссоюзннаучн.прак.совещ.» Эколог, проблемы тор.ресурсов в строительстве матер, и им. Чимкент.-1990. 15-17 октябрь. '. . ..

4 5. Мухамсджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражидди-нов H.A. Твердофазные превращения в составах керамических материалов. Тез.докл.XI Международного конгресса по строит.мат. и силикату. ВЕЙМАР. -1991. 6-10 мая.

46. Мухамсджанова М.Т, Сиражнддинов H.A. Иркаходжаева А.П. Строительная керамика с использованием отходов производства. Тез.докл. Второго съезда Керамического общества «КЕРАМИКЛ-91>1 -1991 25-29 марта;

47. Мухамеджанова М.Т, Сиражиддинов H.A. Иркаходжаева А.П., Тучстов Б.Ш. Покрытия для полуфарфоровых изделий. Тез.докл. Второго съезда Керамическ.общ! «Керамика-91»-1991 -Москва.

. 48. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Сиражиддинов H.A. Керамическая плитка на основе флотоотхода АГМК Тез.докл.Междуресп.научн.техн.конф.. «Интенсификация про-. цессов химической и пищевой техн.» «Процессы-93». Ташкент.-1993. 22-23 нюня. -

49. Мухамеджанова М.Т., Туйметов Б.Ш., Иркаходжаева А.П. Применение флотоотходов рудообработки в производстве керамических плиток. Тез, докл. Меж. респ.'научн.конф. «ПРОЦЕССЫ -93» Ташкент-1993.

50.Мухамеджанова М.Т. Получение керамических плиток путем утилизации горнометаллургнческих отходов. Тез.докл. Международн. сими. «Архитектурная и строительная наука ß развитии экономики Респ.Узбекистан. Ташкент. -1994. 10-12 октября.

51 .Мухамеджанова М.Т., Сидикова Т.Д., Азизходжае-ва A.M. Отход шлака - сырье для стеклокристаллических плиг. Тез.докл. Процессы -95. Бухара-1995.

52. Мухамеджанова М.Т, Иркаходжаева А.П., Снражилди-нов H.A. Тог-кон металлургия корхонасннннг чикннднси аед>-сида керамик кошинлар олшп. Тез,докл. Самарканд. -I995-C.10

53.Иркаходжаева А.П., мухамеджанова М.Т. Облицовочные строительные материалы на основе промышленных отходов. Тез.докл.Респ. н/т. конф. «Проблемы разработки нмпорт-замещактщеи продукции в Узбекистане. Ташкент-1995 - 18-19 октября -С.89

54.Мухамеджанова М.Т.,Сидиков Т.Д ..Азнзходжаева М М. Отходы шлака - сырье для стеклокристаллитовых нлнт. Тез.докл.Межг осударст. семинара по новым процессам и аппаратам промышл. технологии «Процессы-95».

55.Мухамеджанова М.Т. Промышленные отходи в производстве керамических материалов. Тез.докл. н/т. конф. «Новые неорганические материалы, получение, св-ва и прим.», посвященной 5-летию независимости Ресл.Узбекистан с участием иностранных ученых. -Ташкент-1996. 18- сентября. -С.46.

М.'Г.МУХ АМЕДЖАНОВАНИНГ «ТАРКИБИДА МЕТАЛЛ ЖИНСЛАРИ БУЛМЛГАИ ХОМ -ЛШЕЛАР ПА САНОАТ ЧИЦИНДИЛАРИДАН КЕРАМИК ПА ШИША КРИСТАЛЛ МЛТИРИАЛЛАР ОЛИШ» МАВЗУИДАГИ ТЕХНИКА ФАНААРИ ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИГА ТАКДИМ ЭТИЛГАИ ДИССЕРТАЦИЯ ИШИ ТУГРИСИДА

АННОТАЦИЯ

Ангрен каолинн, глиежи, тулро^ шншаси, вольфрам—молибден ва мне бойитиш комбинатларининг флоточнниндидарини ва 1\адамжоц сурьма комбннати — иннг, Ангрен кнме—металлургия заводинннг тош^олларинн замонавий физик — кнмёвнй усуллар асоснда урганилиб, цурилиш материалларн учун зарур булган му^им керамнк хом ашёлар эканлиги анн^ландн. Шу билан бирга урганнлаётган хом— ашё ва чт$индилар ва уларнинг турли бос^ичларда куйдирнлганда ^осил буладиган махсулотларда юн°ри ^ароратда руй.бера — дигап узгарнш жараёнларннинг фнзиковин ва кимёвий тад^и^отлар натижаларн келтнрнлган.

Санаб утилган хом — ашёлардан па саноат чн^индиларидан фойдаланиб, юкори енфатли ^урилиш матерналлари учун керамик масса, сопол буюмларн учун рангли сирлар ва кристаллаиган шиша плиталар тар — кн.блари ва танёрлаш технологияен ишлаб чикилди.

Олинган иатижалар асоснда каолин — глиеж — тупрок шишаси, каолин - шамот—мне бойитиш фабрикасининг флоточш$индисн, каолин— шамот— вольфрам— молибден бойитиш комбннатишшг флоточнцннднен композиция — лари асоснда олинган керамик коришмаларнинг турли хил ннсбатлари тузилди ва уларнинг каттик фаза реак — цнялари ва пишиш жараёнлари урганилди. Шунннгдек бу намуналарнниг ма^бул таркиблари ани^ланнб, бу таркиблар муллит, анортит, волластоннт, гематит ва кварц фазаларндан нборат эканлиги келтирилган.

Изланпш натижаларн шуни курсатднки, вольфрам-молибден ва мне маъданларинн боннтншда хосил буладиган флоточн^инднлардан, хамда Ангрен кимё— металлургия корхонаси тош^олидан фойдаланнб, улар асоснда рангли фритталанмаган на фрнтталаиган сирлар олиш мумкинлигн нсботланадн.

Замонавнй физик —кнмёпнй тад^н^от усулларидан фойдаланган холда керамик ^оришмалар, кристаллангеш шиша плиталар ва ранглн сирларнннг асоснй хоссаларн, туэилишн, ю^орц хароратдл руй берадиган фаза уэга — ришлар уларнинг таркибларига боглик экаклнгн ани^ланга п.

Иатнжаларнинг нурсатншича, каолин —глнеж — тупрок шиша с н компознциясн асосида яратилган керамик цорншмадан кошинлар олиш -гехнологнясн саноатда АКК да сииовдан утказиллб, бу торкиб йнлнга 1 млн, сум самара беринш хнсоблаб чнкилдп.

Худдн шунннгдек «Силикат» »шла б чн^арнш бнр — лашмасида яратилган янги таркиблн нппиашшг тажриби намуналарн олннди па уларни саноатда тадбиц ^нлшн 547 мннг 400 сум соф фонда келтнринш хнсобландн.

Сопол буюмлари учун яратилган ранглн фритталаи — маган сирлар кнмёвпн ва термин таъснрлдрга чидамли булнб, Ашрен керамика комбинатининг сопол цохнда синовдаи утказилди ва йнлнга 550 мннг сум самара бе— риши а никла иди.

Тошкент амалнй саиъат ижодпй — тажрнба комбинат таронгида Куйтош вольфрам — молибден жинсн — нинг флаточи^ннднсн асосида олинган ранглн снрлар йнлнга 1млн. 474 мннг сум самара беради.

Шундай килнб, олдин фойдалаиилмаган яигн хома — шёлардан уиумли фойдаланиш, керамика саноатинннг хомашё захираснни кенгайтириш, чн^инднсиз технология яратнш па экологик муаммоларни ха\ этишда янги нмкониятлар очиб боради.

Elaboration of ceramic and glass crystal materials using non-ore raw material and wastes of industry ANNOTATION

Chemical and tnincoioluvncal composition and features of the following objccts have been studied: Angren's clay, together with industtial shlaks of Angren's Chemical Metallurgical Plant (ACMP) . and Kadanidjay's Sr Works (KSW); floto-vvasics of Copper Hunched Factory (CEF) in the struclute of Almalyk's Mining Metallurgical Works (AMMW), KLayush Volfram and Molibdcn Factory (KVMl'l. Physical and chemical îese.ricli woiks of the processes when tcrnio transformation of these wastes and theit products altet tctnto ptocessmgon dilTcrcnt stages of bunting were also canicJ out.

In accordance with the tcsults of leseareltes various compositions of the ceramic and glass crystal materials, simultaneously nefritted colorful glass covers on the basis of industiial wastes were studied.

Through diffeicniial-iechnicul analysis iDl'Ai microscopic analysis, ultra-red (UE )-speuroscopy lihn pluza interrelations in such systems as caolin-bumt clay (sliamotl-KVMF. The ptocesscs of crystallization of glasses which were shared out front shlalcs of K.SW. wcie investigated as well. Conditions of colorful nefnted glasses from ploto-wastcs of copper enriched factory (CEF), volfram and molibdcn ore and shlaks of Angren's energetic colored metal plant-AC VIP were found out.

Optimal compositions for tiles, gravestone for a floor and technological paramètres of yetting burnt materials from the compositions such as caolin-clay-melt: caolin-bumt clay (shaniot )-MBF; caolin-burnt clay (sliamot)-KVMF. Using DTA, X-ray phaza and microscopic analyses, also UlC-spectroscopy and electroconductor particularities of ceramic masses in the considered compositions are studied, and regimes of temperature of uniting and correlationship of physical and chemical united specimen, in particular, shock viscosity, density, termoresistansc, termocoefficient of linear expansion and chemical fineness from their phaza composition and microstiucture are determined too. Data resulted testily all complicated nature of firm pluza réactions, being accompanied with formation niuUite. anortite, vallostonite, quartz, crystabullite and hematite in the products of burn.

The results of fulfilled investigations showed that practical realization of the compositions elaborated on the basis of system caolin-clav-inelt and also technology of getting of the ceramic materials whose novelty is protected with copyright certificate considerably expands raw materials' base of ceramic production, simultaneously improves quality of goods and economic affect of embedding at the Angicn's Ceramic Works will form 2 mln. 720 thousand souiiis annually (in prices of 1990).

Culoiexl uefritttd glass which was elaborated oil ihc basis ol llotu-wjmi(.s >>i i'auaf.h voifram ami niolibden oies is instilled at die Tashkent Hxpcimienul Crcifiivc* V/oiki of Applied Arts with economic tllc. i v,hich amounts to 1 >iilii.-)71 thousand sotima per a year.

Hxperiiurntyl itidiiMnal lesl w.is lielil in terms ol .SViciiuiit. and Production Aahoiiutiiiu "Silicate"' of the optimal composition of worked-oni ¡jl.ises foi glass ciysudl iilKcimU from slil.iks of Kadamdj.iy's Sr W'oik» ft:opyui;hi ti-iufmaie, USSR № 1621413), whose technology is inomniemled for practical uiiliiy. Expected economic affect fiom its embtddijig lonim 541 thousand 100 sonms annually.