Способ получения пористых материалов Советский патент 1978 года по МПК C04B21/00 C04B31/02 

1

Изобретение относится к способам получения пористых материалов, испол зуемых в промышленности строительных материалов и в строительстве.

Известен способ получения пористых материалов путем ускоренного обжига перлита или гранулированной глины в высокотемпературной газовой среде с использованием печей различного типа: вращающихся горизонтальных, шахтных вертикальных, наклонныз трубчатых-стационарных и печей кипящего слоя . Пористые материада, . полученные этим способом, имеют недостаточную механическую прочность. в процессе производства выделяется много пыли, загрязняКвдей окружающую среду l.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения пористых материалов из вулканических пород типа перлита, путем погружения кусков породы в жидкий теплоноситель, нагревания их до пиропластического состояния и вспучивания 2 .

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет регулировать свойства пористого материала.

Прочность вспученного перлита остается низкой, так как процесс вспучивания осуществляется в основном на поверхности жидкого теплоносителя и режим тепловой обработки по сравнени с обжигом в газовой среде при атмосферном давлении практически не меняется: быстрый нагрев перлита сопроврдается температурными деформациями, вызванными выделением газов в хрупком материале. Погружение кусков перлита затруднено, так как этому препятствует слой вспученного перлита, скапливающийся на поверхнсх:ти жидкого теплоносителя. Кроме того, известный способ не содержит данных об оптимальных технологических режимах.

Цель изобретения - повышение прочности материала.

Это достигается тем, что в способе получения пористыхматериалов из вулканических пород типа, перлита путем погружения кусков породы в жидкий теплоноситель, наГр евания их до пиропластического состояния и вспучивания, куски породы загружают в нижние слои жидкого теплоносителя под давлением 0,5-15, атм. и нагревают в течение 0, мин при температуре теплоносителя, равной 1000-1800 С. Способ заключается в следующем. В нижние слой жидкого тегшоноси толя, в качестве которого может быть |использован расплав металла или стек ла, близкого по составу вспучиваемом , Материалу, под давлением загружают |куски перлита. При загрузке может происходить нагревание перлита, кото рое при атмосферном давлении привопит к обезвоживанию перлита/ и, всле ствие этого, к потере им способности вспучиваться. Давление, оказываемое а нагреваемый перлит средой, способ ствует сохранению в нем связанной воды (газообразной составляющей), поэтс 1у А моменту загрузки в жидкий теплоноситель он не утрачивает способности вспучиваться. Под действием высокой температуры жидкого теплоносителя перлит нагревается и размягчается, входящая в его состав вода освобождается от свя зей и выделяется в виде пара, образующего в перлите зародьшш пор. Развитию процесса порообразования препятствуюет давление, оказываемое на перлит слоем жидкого теплоносителя. Начало образования пористости приводит к уменьшению плотности кусков перлита, они всплывают, причем по мере всплывания давление, оказываемо на них жидким теплоносителем, уменьшается. Это способствует увеличению объема пор. Поскольку к началу бурна го выделения паров куски перлита под действием высокой TeteiepaTyi /успевают достаточно размягчиться (приобрести пиропластнческое состояние), при порообразовании в нем не происходят хрупкие деформации, приво джище к образованию дефектов струк:туры. При нагревании на пбьерхности кусков перлита неизбежно появляются трещины, вызванные температурными деформациями. 11еремев аясь в распла- аз жидкого тепловрсителя, имеющего аналогичный с перлитом хиАшческий состав, куски перлита обволакиваются ргюплавсмл, который проникает в поверхностные трещины. При остывании кусков вспученного застывший расплав эамонопичивает трещи ны и образует поверхностную остеклоч ванную корочку. Бездефектное порообразование, залечивание поверхностнах трещин и образование остеклованной корочки на поверхности кусков вспученного перлита способствует повышению его прочности. Улучшенный теплообмен между жидким теплоносителем и перлитом обеспечивает снижение стоимости пористого материала - вспученного перлита. На чертеже изображена принципиальная схема установки для осуществления способа. В ванне 1, заполненной жидким теплоносителем 2, с помощью нагревателя 3 нагревают-жидкий теплоноситель 2 до температуры 1000-1800 С. В загружателе 4 через устройство 5 создают заданное давление 0,5-15 атм. Опустив конус 6, в шлюзовую камеру 7 подают порцию исходного материала. Затем конус 6 поднимают и в шлюзовой камере 7 создают давление 0,5-15 атм, подавая пар или воздух через устройство 8. Уравновесив давление в шлюзовой камере 5 Ь давлением в загружателе 4, опускают конус 9, подают исходный материал в загружатель 4 и,перемещая его :вниз, загружают в жидкий .теплоноситель 2. Здесь перлит нагревают в те Чение 0,5-15 (лин, он вспучивается и всплывает на поверхность жидкого теплоносителя;, р1ткуда его выгружашзт И охлаждают. KoHKpeTHbie примеры осуществления предлагаемого способа и свойства полученного пористого материала представлены в таблице. Высокие прочностные показатели пористых материалов,полученных предлагаем л способом, объясняются безефектным преооразованием и наличием остеклованной корочки на кусках вспученного перлита. Теплообмен между жидким теплоносителем и кускаАШ перлита осуществляется эффективнее, чем между газообразным теплоносителем и перлитом, что также способствует повышению прочности пористых материалов и снижению их стоимости.

Технологические параметры и свойства пористого материала

Температура жидкого теплоносителя, t

1000 10 15

Время выдержки, мин.

Давление при Загрузке,

Об.ъемная масса пористого материала в куске, кг/Мэ

450 25

Прочность пористого материала при сжатии в цилиндре, кгс/смЭ Формула изобретения , Способ получения пористых мате риалов из вулканических пород типа перли та f путем погружения кусков Ъор ды в жидкий теплоноситель, наг еВания их до пиропластического состояния и вспучивания, о т л и ч а rani и и с я тем, что, с целью повышения прочности материала, куски породы загружают в нижние слои жидПерлит Мухорталинскего месторождения

1100 1200 1300 1500

2 0,5

15

15 12 0,5

400 300 700 850

30 20 50 70 кого теплоносителя под давление 0,5-15 атм и нагревают в течение 0,5-15 мин при температуре, равной 1000-1800 0. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Материалы и изделия на основе вспученного перлита , М., Стройиздат, 1972, с. 14-26. 2.Авторское свидет«шьство 7ССР 132981, кл. С 04 В 21/00, 195|9.