СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛЯТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА И ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК C03C11/00 

Описание патента на изобретение RU2326841C2

Изобретение относится к области технологии пеносиликатных материалов, получаемых вспениванием при температуре выше 800°С - пеностекло, керамзит, петрозиты, в том числе пеноцеолиты, и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов с плотностью 150-350 кг/м3. Перед вспениванием исходной смеси получают гранулят или гранулы, которые в отдельных случаях измельчают до порошка с удельной поверхностью 6000-7000 м2/г.

Известен способ получения гранулята для вспенивания путем формования пластичных масс на шнековых или валковых прессах с последующей сушкой при температуре 100-120°С, при этом вспенивание материала протекает при температурах 1180-1200°С. Недостатком этого способа является ограниченная применимость - только для глиносодержащих шихт при получении гранулированного пористого материала (Онацкий С.П. Производство керамзита. - М.: Стройиздат, 1987). Получение исходной для вспенивания шихты, например, из стеклобоя, данным способом невозможно.

Известен способ получения стеклогранулята путем смешивания компонентов шихты необходимого состава и варки стекломассы при температурах выше 1400°С, охлаждением стекломассы с последующим дроблением и измельчением до удельной поверхности 6000-7000 м2/г (Китайгородский И.И., Кешишян Т.Н. Пеностекло. - М., 1958; Демидович В.К. Пеностекло. - Минск, 1975). Недостатком данного способа является необходимость организации процесса при высоких температурах с большим энергопотреблением.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является способ получения гранулята, включающий подготовку фракции высококремнеземистого сырья, добавление кальцинированной соды, смешивание порошков и обжиг в печах непрерывного действия при температуре 750-850°С (Иваненко В.Н. Строительные материалы и изделия из кремнистых пород. - Киев: Будiвельник, 1978, стр.22-25). Недостатком этого способа является ограниченная применимость - получают термолиты, применяемые в качестве пористых заполнителей для бетонов, которые изготавливают только из кремнистых опаловых пород (диатомит, трепел, опока).

Задачей изобретения является подготовка гранулята на основе термообработки смеси компонентов: а) сырьевых материалов с SiO2 более 60 мас.%, например цеолитовые туфы, маршаллиты, диатомиты, трепелы и т.п. и б) технологических добавок, обеспечивающих процессы силикатообразования без осуществления варки стекла.

Поставленная задача достигается следующим образом:

1. Кремнеземистую породу, содержащую SiO2 более 60 мас.%, дробят, измельчают, просеивают (фракция менее 0,3 мм);

2. Порошок кремнеземистой породы активируют путем прогрева при температуре 200-450°С для удаления т.н. «молекулярной воды»;

3. Для приготовления сырьевой смеси добавляют кальцинированную соду в количестве 12-16 мас.%;

4. Полученную смесь уплотняют в форме из жаропрочной стали и термообрабатывают в печах непрерывного действия при температуре 750-850°С с выдержкой при максимальной температуре 10-20 минут;

5. Полученный спек измельчают до фракции менее 0,15 мм и используют для приготовления шихты с газообразователем и другими добавками для производства пеностекла и пеностеклокристаллических материалов известными технологическими процессами.

Предлагаемый способ получения гранулята иллюстрируется примером:

1. В качестве кремнеземистого сырья был применен цеолитизированный туф Сахаптинского месторождения (Красноярский край) следующего химического состава, мас.%: SiO2 - 66,1; Al2О3 - 12,51; Fe2О3 - 2,36; CaO - 2,27; MgO - 1,66; Na2O - 1,04; K2O - 3,24; TiO2 - 0,34; потери при прокаливании - 10,28.

2. Подготовленная проба - измельченная, просеянная с фракцией менее 0,3 мм активируется путем прогрева в сушильном шкафу при температуре 400°С в течение 10 минут.

3. Расчет количества кальцинированной соды проводится из предпосылок максимального образования Na2SiO3 при твердофазовом взаимодействии SiO2 и Na2СО3 - т.о. на 100 г активированной пробы добавляется 18,62 г кальцинированной соды.

4. Для спекания используют формы из жаропрочной стали. Внутренняя поверхность формы обмазывается каолиновой суспензией для предотвращения прилипания опека к металлу.

5. Подготовленная порошкообразная смесь уплотняется в форме, помещается в муфельную печь и нагревается до температуры 800°С и выдерживается 15 минут.

6. Полученный спек с содержанием стеклофазы 65-85% охлаждается, измельчается и является полуфабрикатом для приготовления шихты для производства пеностекла.

Полученный по данному способу гранулят апробирован в технологическом процессе производства пеностекла:

- гранулят измельчался до фракции менее 0,15 мм;

- в полученную порошкообразную шихту вводился газообразователь - кокс, антрацит, жидкие углеводороды в количестве 1% по весу;

- шихта уплотнялась в формах и термически обрабатывалась в муфельной печи при температуре 820°С с выдержкой 15 минут. После выдержки формы удалялись из печи для охлаждения и стабилизации ячеистой структуры.

Получен пеностеклокристаллический материал с характеристиками, приведенными в таблице.

Таким образом, авторами предлагается способ получения гранулята для производства пеностеклокристаллического материала, позволяющий использовать природной сырье вместо дефицитного стеклобоя. Технологический процесс не требует высоких температур, что делает производство экономически эффективным.

Основные характеристики способа и свойств пеностеклокристаллического материалаВид гранулятаРежим обработки, параметрСвойства пеностеклокристаллитаТемпература обработки, °СРазмер частиц гранулята для подготовки шихтыТемпература получения пеностекла и пеностеклокристаллита, °СТемпература выдержки, минКоличество стекло-фазы, масс.%Плотность кг/м3Прочность на сжатие, МПаСтеклогранулят (расплав смеси цеолит + сода)1480-1500≥6000 см28201510030008,-1,5Твердофазовое спекание смеси цеолит + сода750≤0,15 мм82015653503-4То же800≤0,15 мм82015703002,5-3,5То же850≤0,15 мм82015803002,5-3,5Стеклобой1500≥6000 см2750-85015100150-2000,8-2,0

Похожие патенты RU2326841C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОГРАНУЛИРОВАННОГО ПЕНОСТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 2014
  • Благов Андрей Владимирович
  • Федяева Людмила Григорьевна
  • Федосеев Александр Валерьевич
RU2563861C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОГРАНУЛИРОВАННОЙ ПЕНОСТЕКЛОКЕРАМИКИ 2014
  • Благов Андрей Владимирович
  • Федяева Людмила Григорьевна
  • Федосеев Александр Валерьевич
RU2563866C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ 2010
  • Капустинский Николай Николаевич
  • Кетов Петр Александрович
  • Кетов Юрий Александрович
RU2453510C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛЯТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА И ПЕНОСТЕКЛОКЕРАМИКИ 2014
  • Благов Андрей Владимирович
  • Федяева Людмила Григорьевна
  • Федосеев Александр Валерьевич
RU2563864C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА 2014
  • Благов Андрей Владимирович
  • Федяева Людмила Григорьевна
  • Федосеев Александр Валерьевич
RU2556752C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОГРАНУЛЯТА ДЛЯ ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 2009
  • Казьмина Ольга Викторовна
  • Абияка Анатолий Николаевич
  • Верещагин Владимир Иванович
  • Соколова Светлана Николаевна
RU2415817C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА 2007
  • Архипов Андрей Александрович
  • Лотов Василий Агафонович
  • Власов Василий Васильевич
RU2357933C2
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОГРАНУЛЯТА ДЛЯ ПЕНОСТЕКЛА 2007
  • Верещагин Владимир Иванович
  • Казьмина Ольга Викторовна
  • Абияка Анатолий Николаевич
RU2361829C2
Способ получения пеностекла 2021
  • Бердникова Лилия Кадировна
  • Булгаков Виктор Владимирович
  • Горбунов Федор Константинович
RU2758829C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА 2019
  • Лазарев Евгений Витальевич
RU2701951C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛЯТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА И ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области технологии пеносиликатных материалов. Технический результат изобретения заключается в создании способа получения гранулята для производства пеностеклокристалических материалов без осуществления процесса варки стекла. Подготавливают фракцию высококремнеземистого сырья с содержанием SiO2 более 60 мас.% путем прогрева при температуре 200-450°С. Затем добавляют кальцинированную соду в количестве 12-16 мас.%, полученную смесь уплотняют в форме из жаропрочной стали. Форму помещают в печь непрерывного действия и термообрабатывают с выдержкой при максимальной температуре 10-20 минут, и полученный спек измельчают. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 326 841 C2

Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокристаллических материалов, включающий подготовку фракции высококремнеземистого сырья с содержанием SiO2 более 60 мас.%, добавление кальцинированной соды, смешивание порошков и обжиг в печах непрерывного действия при температуре 750-850°С, отличающийся тем, что полученную фракцию высококремнеземистого сырья активируют путем прогрева при температуре 200-450°С, затем добавляют кальцинированную соду в количестве 12-16 мас.%, полученную смесь уплотняют в форме из жаропрочной стали, помещают форму в печь непрерывного действия, термообрабатывают с выдержкой при максимальной температуре 10-20 мин и полученный спек измельчают.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2326841C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА, СПОСОБ АБРАЗИВНОЙ СТИРКИ ТКАНИ, ПЕНОСТЕКЛО И ПЕНОСТЕКЛО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ СТИРКИ ТКАНИ 1993
  • Оут Генри К.[Us]
RU2087432C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КАТОДНОГО ПЛАЗМЕННОГО ПОТОКА 2013
  • Паперный Виктор Львович
  • Горбунов Сергей Петрович
  • Романов Игорь Владимирович
RU2529879C1
Пеностекло и способ его получения 1985
  • Саакян Эмма Рубеновна
SU1359259A1
RU 2051869 C1, 10.01.1996.

RU 2 326 841 C2

Авторы

Абияка Анатолий Николаевич

Верещагин Владимир Иванович

Казьмина Ольга Викторовна

Даты

2008-06-20Публикация

2006-03-20Подача