Розробка складу матової поливи з використанням фармацевтичних скловідходів для виробництва керамограніту

Abstract

У роботі показано перспективність застосування фармацевтичних скловідходів для часткової заміни високовартісних фрит у складі полив. За результатами рентгенофлуоресцентної спектроскопії визначено склад скловідходів і встановлено їх належність до групи луговмісних алюмоборосилікатних стекол. Результати термомікроскопічних і дилатометричних досліджень показали, що комбінування промислових безборних фрит і скловідходів дозволяє одержувати поливи, які за своїми технологічними характеристиками відповідають параметрам швидкісного випалу керамограніту. Встановлено умови застосування ресурсоцінних скловідходів у складі полив для керамогранітних плиток, що дозволяють максимально ефективно використовувати їх потенціал та здійснювати часткову заміну (в межах 15–30 мас.%) високовартісних фрит. Для одержання знепрозорених матових полив досліджено комбінації скловідходів та промислових безборних фрит, які завдяки підвищеному вмісту лужноземельних оксидів (ΣRO=22–34 мас.%) вирізняються високою кристалізаційною здатністю. Розроблено склади полив, які в умовах швидкісного випалу утворюють матові покриття завдяки спрямованій кристалізації комплексу фаз (ZnAl2O4, Zn2SiO4, CaAl2Si2O8). Одержано керамограніт з покриттям білого кольору (коефіцієнт яскравості 80–83%), що вирізняється «шовковистою» матовістю (коефіцієнт дзеркального відбиття 31–42%), високою термостійкістю (10 і більше теплозмін) і абразивною стійкістю ІІІ–IV класу. Найкращі результати отримані при використанні матової поливи в комплексі з ангобом, до складу якого входять ті ж скловідходи в кількості до 30 мас.%, що в цілому забезпечує високий рівень їх утилізації, суттєву економію високовартісної сировини та скорочення енерговитрат на фритування.

The paper shows the prospects of using pharmaceutical glass waste for partial replacement of high-value frits in the glazes composition. According to the results of X-ray fluorescence spectroscopy, the glass wastes belong to the group of alkali-containing aluminoborosilicate glasses. The results of thermomicroscopic and dilatometry studies showed that the combination of industrial waste frits and glass waste allows obtaining coatings that, according to their technological characteristics, meet the conditions of porcelain stoneware high-speed firing. The conditions for the resource-valued glass waste use as part of porcelain stoneware tiles glazes have been established. This allowed to use their potential as efficiently as possible and to partially replace (within 15–30%) high-value frits. Combinations of waste glass and industrial boron-free frits with high crystallization ability due to the increased content of alkaline earth oxides (ΣRO=22–34 wt.%) were studied to prepare opaque matte coatings. Glazes compositions have been developed, which under conditions of high-speed firing, form matte coatings due to the directed crystallization of phase’s complex (ZnAl2O4, Zn2SiO4 and CaAl2Si2O8). Ceramic granite with white color coating (brightness coefficient of 80–83%) that differs by «silky» mattness (mirror reflection coefficient of 31–42%), high heat resistance (10 or more heat changes) and abrasion resistance of III–IV class was obtained. The best results were observed when using matte glazes in a complex with engobe, which includes the same glass waste in the amount of up to 30 wt.%. This is in general ensures a high level of their utilization, a significant high-value raw materials saving and an energy costs reduction for fritting.