ГРАНУЛИРОВАННОЕ ПЕНОШЛАКОСТЕКЛО Российский патент 2014 года по МПК C03C11/00 

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности гранулированного пеношлакостекла, применяемого в качестве эффективного теплоизолирующего материала в различных строительных конструкциях для утепления, например, стен, полов, кровель промышленных и гражданских зданий.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, заявка 2003124103/03 от 31.07.2003, МПК С03С11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ 20,0-21,0 Шлам алюминиевого   производства 1,0-2,0 Растворимое стекло 8,0-10,0 Бой стекла Остальное

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495. 3аявка: 2005109984/03, 06.04.2005, МПК C03C 11/00), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ 21,5-23 Пыль электрофильтров   кремниевого производства 3,0-5,0 Растворимое стекло 7,0-8,0 Бой стекла Остальное

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°C.

Задача изобретения - упрощение технологии получения пеношлакостекла, при сохранении качества продукта.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла, снижении ресурсоемкости технологии пеношлакостекла, за счет расширения сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС.

Технический результат достигается за счет введения в состав гранулированного пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковых отходов ТЭС (шлак ТЭС) при следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС 55-70 Борная кислота 10-20 Мел 1-5 Стеклобой 14-25

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты; формование гранул;

- вспенивание;

- отжиг;

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400-600 м²/кг. Влажность смеси до 1%.

Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором растворимого стекла, сушку гранул производят на ленточно-сетчатой сушилке при температуре 400°C до влажности 2%. Полученные гранулы переносят в разогретую до 500°C электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе гранулированного пеношлакостекла. Время вспенивания - 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°C.

После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранулированного пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

В таблице приведены свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол.

Пример №1.

Для получения шихты гранулированного пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав гранулированного пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 66,6 Борная кислота 14,3 Мел 4,8 Стеклобой 14,3

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Пример №2.

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 57,1 Борная кислота 14,3 Мел 4,8 Стеклобой 23,8

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Пример №3.

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 61,9 Борная кислота 14,3 Мел 4,8 Стеклобой 19,0

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол № состава Водопоглощение, % Плотность, ρ*10^-3 кг Предел прочности R_сж, МПа 1 17,97 0,385 1,13 2 19,38 0,378 1,00 3 37,00 0,365 1,16

Изобретение относится к гранулированному пеношлакостеклу. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 850-870°С. Гранулированное пеношлакостекло получают на основе следующих компонентов, мас.%: шлак ТЭС 55-70; борная кислота 10-20; мел 1-5; стеклобой 14-25. 3 пр., 1 табл.

Гранулированное пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, стеклобой, порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит борную кислоту, а в качестве порообразователя используется мел в следующем соотношении, мас.%:
Шлак ТЭС 55-70 Борная кислота 10-20 Мел 1-5 Стеклобой 14-25