5. Промышленные огнеупорные отходы: состав, свойства, области их применения.

В процессе добычи и переработки руд получаются про­мышленные отходы, объемы которых исчисляются миллиардами тонн. Многие из этих материалов, частью в состоянии пос­тавки, частью после предварительной обработки, могут яв­ляться сырьем для литейного производства. За основной критерий принимается главным образом их минералогический и химический составы.

Например, такие емкие по выходу побочные продукты, как нефелиновый шлам глиноземных комбинатов, отходы фло­тационного обогащения золотосодержащих руд, сланецсодер-жащих руд могут использоваться в качестве зерновых и дис­персных наполнителей в смесях и красках..

Нефелиновый шлам обладает устойчивым химическим составом, фазовый состав его представлен на 50-60 * двухкальциевым силикатом, гидросиликатом кальция, гидроалюминатом натрия. Зерновая основа представлена на 90 % фракциями от 0,4 до 0, 063 мм.

Отходы золотодобывающей про­мышленности представляют собой хвосты обога­щения соответствующих руд. Фазовый состав таких хвостов представлен следующими соединениями: 40 % карбонатов, 10-15 I кианита, 5-10 I кварца и другие примеси. Зерновая основа хвостов в состоянии поставки может быть представлена фракциями от 20,0 до 0,063 мм.

Отходы горелой сланцесодержащей породы представляют собой материал, термически обработанный методом естественного самовозго­рания горелых глинистых пород отвалов сланцевых шахт. В минералогическом составе горелой породы преобладают полу-гидраты кальция, кварца, полевых щпатов.

Отходы периклазового производства в виде тонкодисперсных порошков представлены практически чистым оксидом магния с огнеупорностью 2800 С и могут без специальной подготовки использоваться в качестве огнеупорного материала.

Возможности повышения качества отходов и доведения их до уровня свойств формовочных материалов, взамен которых отходы предполагается использовать будут зависеть от способа предварительной их подготовки.

Отдельными предприятиями используются и другие отходы взамен природных огнеупорных наполнителей в смесях и кра­сках. В качестве зернового наполнителя смесей для чугун­ного и цветного литья применяются металлургические шлаки, которые предварительно классифицируются. Вскрышные породы железорудных месторождений могут быть использованы после обогащения, т.к. содержат в своем составе до 6 % легко­плавких примесей. .

6. Дисперсные огнеупорные наполнители формовочных красок. Области их применения.

Для стального литья противопригарный красочный слой создается на основе огнеупорных тонкодисперсных материалов (циркона, дистен-силлиманита и др.)

Циркон – природный минерал, химическая формула ZrO2⋅SiO2. В природных цирконовых песках кроме циркона содержатся и другие минералы: кварц, рутил, дистен, ильменит, оксиды железа.

С целью увеличения содержания циркона цирконовые пески обогащают до получения так называемого цирконового (обезжелезенного) концентрата, в котором содержится не менее 65% ZrО2 и не более 0,5% ТiО2, 0,1% Fe2О3, 0,1% Al2О3, 0,15% P2О5. Циркон имеет высокую огнеупорность – не ниже 1600°С (при допустимом содержании примесей), малый температурный коэффициент объемного расширения (0,003), высокие плотность (4600–4700 кг/м3) и теплопроводность. Он применяется в основном для приготовления противопригарных красок для стального литья, иногда для изготовления форм при литье по выплавляемым моделям и в оболочковые формы..

Дистен-силлиманит содержит дистен и силлиманит, являющиеся модификациями одного и того же вещества (формула Аl2O3·SiO2), но имеющие различную кристаллическую структуру. Структура дистена не претерпевает изменений при нагреве до 1300°С, а силлиманита – до 1545°С. Плотность дистен-силлиманита 3200–3500 кг/м3. Химический состав дистен-силлиманитового концентрата следующий, %: не менее 57 Аl2O3, не менее 39 SiO2, не более 1,0 TiO2, не более 0,8 Fe2О3, не более 0,2 СаО, не более 0,2 Na2О + К2О, 0,4 MgО и 1– 2 ZrО2. Дистен-силлиманит применяется в противопригарных красках для стального литья.