ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА Российский патент 1997 года по МПК C03C6/10 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности минерального волокна.

Известны составы шихты для производства минерального волокна, включающие доменные шлаки /50 90 мас./ и корректирующие добавки, которые могут включать бой красного или силикатного кирпича и керамических отходов, глинистого песчаника /до 10 11 мас. к массе шлака/, щебня гранита /до 14 мас./, базальта /до 20 мас./, порфирита /до 5 мас./, диабаза /до 50 мас./ и др. [1]
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является шихта для получения расплавов в ванных печах, в которой в качестве сырья используется смесь мергеля с известняком или доменного шлака с горным песком /в соотношении 1:0,33 и 1:0,18 мас./ [2]
Однако получение силикатных расплавов из известных составов шихты требует больших энергетических затрат /так например, удельные затраты теплоты на 1 кг расплава для ванных печей составляет 2600 5000 кДж, а для вагранок 1500
3000 кДж/ и большого расхода исходных сырьевых компонентов, что ведет к удорожанию конечного продукта.

Цель изобретения снижение энергетических затрат при получении силикатных расплавов, снижение расхода исходных сырьевых компонентов при подготовке шихты путем включения отходов минераловатного производства в технологический процесс.

Цель достигается тем, что в состав шихты для получения минерального волокна, включающую щебень доменного шлака и корректирующие добавки, дополнительно входят отходы минераловатного производства при следующем соотношении компонентов, мас.

щебень доменного шлака 40,0 82,0
корректирующие добавки /песок, суглинок, базальтовый щебень/ 8,0 10,0
отходы производства 10,0 50,0
В таблице представлены конкретные составы шихт.

Процесс получения из шихты силикатных расплавов сопровождается сложными физико-химическими превращениями, характер которых определяется составом шихты и температурой. Во всех случаях происходят процессы силикато- и стеклообразования. При этом силикатообразование начинает протекать между материалами, составляющими исходную шихту, уже в твердом состоянии при относительно низких температурах /400 600^oC/. Однако скорость реакций при этом невелика. Существенная интенсификация процессов наступает при появлении жидкой фазы, которая образуется в объеме шихты вследствие плавления легкоплавких компонентов и возникновения эвтектик.

Таким легкоплавким компонентом в предлагаемом составе шихты являются отходы минераловатного производства, в которых уже прошли необходимые физико-химические процессы.

После появления жидкой фазы в результате плавления легкоплавких кусков, включающих отходы производства, в полученном расплаве происходит интенсивное растворение тугоплавких составляющих шихты с последующей гомогенизацией полученного расплава.

Химическое взаимодействие между компонентами шихты в процессе получения силикатного расплава определяется законами химической термодинамики, а также кинетическими факторами, к которым в первую очередь относится поверхность контакта. Чем больше площадь непосредственного контакта зерен компонентов, тем быстрее протекает процесс силикатообразования. При этом площадь поверхности контактов для шихты возрастает с увеличением дисперсности зерен. Следовательно, измельчение компонентов шихты способствует ускорению реакций силикатообразования и гомогенизиции расплава.

Процесс приготовления заявляемого состава шихты включает следующие этапы:
взвешивание в соответствии с заявляемой рецептурой предварительно подготовленных /просушенных и измельченных сырьевых материалов,
смешивание отдозированных материалов до полной однородности,
транспортирование и засыпка полученной шихты в вагранку или ванную печь.

На чертеже показана технологическая схема подготовки шихты с использованием отходов производства.

Составляющие компоненты из накопителей 1 с помощью питателей 2 проходят стадии сепарации 3, дробления 4, сушки 5, после чего с помощью конвейеров /на рис. 1 не показаны/ подаются в соответствующие расходные бункера 6. После взвешивания 7 исходные компоненты транспортируются в смеситель 8, где смешиваются в соответствии с рецептурой в однородную смесь.

Из смесителя 8 шихта поступает в расходный бункер 9, откуда с помощью питателя 10 и ленточного транспортера 11 подается в ванную печь 12 /или вагранку/.

Отходы производства, получаемый в процессе волокнообразования от центрифуги 13 и из камеры волокноосаждения 14 собираются в накопитель отходов 1 откуда возвращаются в технологический процесс.

Предлагаемые состав шихты для производства минерального волокна и технологический процесс ее подготовки позволяют получить безотходную технологию изготовления волокна и снизить энергозатраты при получении силикатного расплава.

Использование: для производства строительных материалов, в частности минерального волокна. Шихта для получения минерального волокна имеет следующий состав, мас. %: щебень доменного шлака 40,0-82,0; корректирующие добавки (песок, суглинок, базальтовый щебень) 9,0-10,0; отходы минераловатного производства 10,0-50,0. 1 табл. 1 ил.

Шихта для изготовления минерального волокна, включающая щебень доменного шлака и корректирующие добавки, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит отходы минераловатного производства при следующем соотношении компонентов, мас.

Щебень доменного шлака 40,0 82,0
Корректирующие добавки (песок, суглинок, базальтовый щебень) 8,0 10,0
Отходы производства 10,0 50,0