СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТ-ГЛЫБЫ Российский патент 2019 года по МПК C01B33/32 C03B5/00 

Изобретение относится к области синтеза щелочных силикатных стекол (силикат-глыбы) и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Из уровня техники известны аналогичные. способы получения силикат-глыбы, недостатком которых является высокая длительность технологического процесса синтеза силикат-глыбы.

Наиболее близким решением к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения силикат-глыбы (Корнеев В.И., Данилов В.В. Растворимое и жидкое стекла: Стройиздат: СПб, 1996. - 216 с.), включающий следующие операции: дозирование и усреднение компонентов шихты, гранулирование шихты, периодическую подачу шихты в загрузочный карман стекловаренной печи, плавление шихты в стекловаренной печи, подачу расплава. из печи в воду, транспортирование силикат-глыбы конвейером в загрузочный бункер.

Недостатком. прототипа является высокая длительность технологического процесса, синтеза, силикат-глыбы.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении длительности технологического процесса синтеза силикат-глыбы.

Технический результат достигается тем, что способ получения силикат-глыбы включает дозирование, усреднение, гранулирование компонентов шихты, подачу и плавление гранулированной шихты, транспортирование диспергированного расплава и силикат-глыбы, причем подача гранулированной шихты из порошкового питателя в плазменный реактор осуществляется непрерывно, плавление гранулированной шихты проводится в плазменном реакторе, кроме того, для транспортирования диспергированного расплава в резервуар с водой используются плазмообразующие газы, а для извлечения и транспортирования силикат-глыбы из резервуара с водой применяется барабанное колесо с перфорированными лотками, которое вращается со скоростью вращения, равной 30-35 об/мин.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что подача гранулированной шихты из порошкового питателя в плазменный реактор осуществляется непрерывно, плавление гранулированной шихты проводится в плазменном реакторе, а для транспортирования диспергированного расплава в резервуар с водой используются плазмообразующие газы. Для извлечения и транспортирования силикат-глыбы из резервуара с водой применяется барабанное колесо с перфорированными лотками, которое вращается со скоростью вращения, равной 30-35 об/мин.

Сопоставительных анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1. Проведенный анализ известных способов получения силикат-глыбы позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Экспериментально установлены оптимальные условия гранулирования силикат-глыбы (таблица 2). Как видно из таблицы 2, для гранулирования силикат-глыбы оптимальными являются следующие параметры: давление плазмообразующих газов составляет 1,0-1,5 МПа при скорости вращения барабанного колеса с перфорированными лотками 30-35 об/мин., кроме того, отверстия в перфорированных лотках равны 0,05-3 мм.

Пример получения силикат-глыбы. Для получения силикат-глыбы использовали кварцевый песок (ГОСТ 22551-77) и соду кальцинированную (ГОСТ 5100-85Е), которые взвешивали в пропорциях в пересчете на чистые оксиды: SiO₂-79%, Na₂O-21%, усредняли в лабораторном смесителе в течение 30 минут и гранулировали на тарельчатом грануляторе. Подготовленную шихту подавали в питатель плазменного реактора УПУ-8М с плазменной горелкой ГН–5р. После зажигания дуги из питателя подавали гранулированную шихту в плазменную горелку ГН-5р, где происходили плавление шихты и транспортирование расплава в резервуар с водой. При получении силикат-глыбы плазмообразующим газом служил аргон марки А (ГОСТ 19157-62), давление которого составило 0,15 МПа. Под действием динамического напора отходящих плазмообразующих газов расплавленные частицы шихты транспортировались в ванну с водой, в которой расплав остывал. Под действием динамического напора отходящих плазмообразующих газов и при вращении барабанного колеса в лотки собирались из ванны гранулы силикат-глыбы, а затем они выгружались на печку и поступали в грузовой контейнер.

Таблица 1

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов

Известный способ Предлагаемый способ Дозирование компонентов шихты
↓
Усреднение компонентов шихты
↓
Гранулирование компонентов шихты
↓
Периодическая подача гранулированной шихты в загрузочный карман стекловаренной печи
↓
Плавление шихты в стекловаренной печи
↓
Подача расплава из печи в воду
↓
Транспортирование силикат- глыбы конвейером в загрузочный бункер Дозирование компонентов шихты
↓
Усреднение компонентов шихты
↓
Гранулирование компонентов шихты
↓
Непрерывная подача гранулированной шихты из порошкового питателя в плазменный реактор
↓
Плавление шихты в плазменном реакторе
↓
Транспортировка плазмообразующими газами диспергированного расплава в резервуар с водой
↓
Сбор силикат-глыбы и транспортирование вращающимся колесом под действием отходящего потока плазмообразующего газа

Таблица 2

Оптимальные условия гранулирования силикат-глыбы

№ п/п Давление плазмообразующих газов, МПа Скорость вращения барабанного колеса, об/мин Отверстия в перфорированном лотке, мм Степень извлечения из ванны силикат-глыбы 1 0,5 25 0,05 За время движения колеса вода не успевает вылиться из лотка 1,0 Барабанное колесо не успевает извлечь из воды все гранулы силикат-глыбы 2,0 3,0 Часть гранул просыпается из лотка 2 1,0* 30* 0,05 За время движения колеса вода не успевает вылиться из лотка 1,0 Лоток заполняется силикат-глыбой более чем на 50% 2,0 3,0 Часть гранул просыпается из лотка 3 1,5* 35* 0,05 За время движения колеса вода не успевает вылиться из лотка 1,0 Лоток заполняется силикат-глыбой более чем на 50% 2,0 3,0 Часть гранул просыпается из лотка 4,0 Часть гранул просыпается из лотка 4 2,0 40 0,05 За время движения колеса вода не успевает вылиться из лотка 1,0 Лоток заполняется силикат-глыбой менее чем на 30% 2,0 3,0 Часть гранул просыпается из лотка 4,0 Часть гранул просыпается из лотка

*Оптимальные условия

Изобретение относится к области синтеза щелочных силикатных стекол (силикат-глыбы) и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении длительности технологического процесса синтеза силикат-глыбы. Технический результат достигается тем, что способ получения силикат-глыбы включает дозирование, усреднение, гранулирование компонентов шихты, подачу и плавление гранулированной шихты, транспортирование диспергированного расплава и силикат-глыбы, причем подача гранулированной шихты из порошкового питателя в плазменный реактор осуществляется непрерывно, плавление гранулированной шихты проводится в плазменном реакторе, кроме того, для транспортирования диспергированного расплава в резервуар c водой используются плазмообразующие газы при давлении 1,0–1,5 МПа, а для извлечения и транспортирования силикат-глыбы из резервуара с водой применяется барабанное колесо с перфорированными лотками, которое вращается со скоростью вращения, равной 30-35 об/мин. 2 табл.

Способ получения силикат-глыбы, включающий дозирование, усреднение, гранулирование компонентов шихты, подачу и плавление гранулированной шихты, транспортирование диспергированного расплава и силикат-глыбы, отличающийся тем, что подача гранулированной шихты из порошкового питателя в плазменный реактор осуществляется непрерывно, плавление гранулированной шихты проводится в плазменном реакторе, кроме того, для транспортирования диспергированного расплава в резервуар c водой используются плазмообразующие газы при давлении 1.0–1,5 МПа, а для извлечения и транспортирования силикат-глыбы из резервуара с водой применяется барабанное колесо с перфорированными лотками, которое вращается со скоростью вращения, равной 30-35 об/мин.