Способ приготовления шихты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 03 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3824788/29-33 (22) 11.12.84 (46) 07,07.86. Бюл. Р 25 (72) Л.А. Суздальцева и А.К. Мальцева (53) 666. 1. 022(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 698928, кл. С 03 В 1/00, 1978.

Патент США 1Ф 4074990, кл.65-27, опублик. 1978, (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ щелочных алюмоборосиликатных стекол путем смешивания компонентов, увлажнения шихты, гранулирования и сушки, отличающийся тем, что, ср целью повышения прочности и однородЛ0„„1242480 A 1 ности гранул, смешивание, увлажнение и гранулирование проводят в одном объеме при 20-60 С, а требуео мое количество воды определяют по уравнению

+ КгС где А — влажйость, 7 от массы сухой шихты;

 — содержание борной кислоты, 7., С вЂ” содержание щелочесодержащего компонента,%, К К вЂ” коэФфициенты пропорциог нальности, зависящие от температуры процесса, причем К <= 0,61-1,38, K = (-0,05)-0,07.

42480 2

+ К С .Перемешивание, увлажнение и грайулирование шихты проводится в щие реакции

Ма СО +10Н,О- Na<00> 10Н О гСО +7НгО Иа.СОз 7НгО

Na гСОз +Н О Ыаг СОз Нг Π— 10-32 С о

1. = 32-35 С

35- 115,0 С

ИавОг+ 2Н О ИавОг ° 2НгО

ИавО + 4Н ОЫавОг 4Н О

NaH О +4Н 0 Иа. В О, 4НгО

54 С вЂ” 58-60 С

ЫагВ,О,+10Н О-ИагВ 0 10Н О всему объему шихты. Равномерное образование по всему объему гранулируемой массы ведет к высокой прочности гранул 3 — 4 NIIa, Наиболее полное протекание хими50 ческих реакций требует введение опре1 12

Изобретение относится к промышлен" ности стройматериалов, в частности к гранулированию сыпучей порошкообразной шихты мапощелочных и щелочных алюмоборосиликатных стекол оптического качества.

Цель изобретения — повышение прочности и однородности гранул.

Согласно изобретению смешивание сухих компонентов шихты, увлажнение и гранулирование проводят при непрео рывном перемешивании при 20-60 С в одном объеме, причем требуемое количество воды определяют по уравнению

A = к,в + к,с, -де А — влажность,Е от массы сухой шихты

 — содержание борной кислоты в сухой шихте, С вЂ” содержание солей щелочных металлов, К К вЂ” коэффициенты пропорциональг ности, зависящие от температуры ведения процесса гранулирования, причем К, =

0,61-1,38, и К = (-0„50)-0,070.

Способ осуществляется следующим образом.

Сухие компоненты шихты в заданных по составу стекла соотношениях подаются в смеситель любой конструкции, где перемешиваются, увлажняютр ся количеством воды, равнымА = К„в +

Связывание свободной воды в кристаллогидраты вызывает охватывание гранулируемой дисперсной массы, которая при непрекращающемся перемешивании по законам термодинамики стремится к уменьшению своей энергии за счет понижения дисперсности в результате сцепления частичек и за счет понижения поверхностного натяжения, что вызывает стремление частиц при" нять форму шара, т,е. создаются усло вия, при которых дисперсная масса стремится N окомкованию, к самопроизвольному образованию гранул по одном аппарате — смесителе, это упрощает аппаратурное оформление способа и сокращает время гранулирования, так: как исключает операции транспортировки шихты от смесителя к гранулятору. При увлажнении и непрерывном перемешивании достигается равномерное по всему обьему протекание реакций, образование боратов щелочных металлов, имеющихся в шихте с выделением воды

2Н ВО +Ма. СО 2ИаВО +ЗН О+СО 1 (4Н.-,BO +Na СО Иа В О, +6H 0+C0

Выделепие в результате реакций воды ведет к разжижению гранулируемой массы„ Перемешивание разжиженной гранулируемой массы позволяет достичь высокой химической однородности массы, так как исключае- ее расслоение. и унос отдельных летучих компо:cHToB при перемепивании. Отклонение содержания борной кислоты и соды от теоретического составляет 0,1Х (табл., 4}. Образующиеся в результате реакций (i) тетрабораты и метабораты начинакт вступать в реакцию со свободной водой и образовывать кристаллогидраты. При этом в зависимости от температуры протекания процес са гранулирсвания возможнь1 слецуюделенпои дозы воды для увлажнения

{1 и 2), которая зависит от температуры протекания процесса гранулирования и от содержания таких компонентов, как борная кислота и солей щелочных металлов в шихте. Наиболее полное протекание химических реакций (1 и 2) обеспечивает получение оптимальных технологических и качественных показателей процесса самопроизвольного образования гранул.

На чертеже приведены значения коэффициентов пропорциональности К,К, найденные расчетным путем из уравнений химических реакций (1 и 2) при различных температурах.

Экспериментальные значения увлажнений шихты (табл, 1) при различных температурах имеют хорошее совпадение с теоретическими значениями увлажнений, найденных через уравнение А = ВК + СК

Гранулирование проводят при 2060 С. Проводить гранулирование масо сы выше 60 и ниже 20 С нежелательно, о так как при температурах выше 60 С начинается разложение борной кислоты, что ведет к изменению состава о шихты, а при температурах ниже 20 С необходимо дополнительное охлаждение смесителя, так как реакции протекающие в шихте, носят экзотермический характер. Изменение температурных условий в пределах 20-60 С ведет к о изменению длительности проведения этого процесса в пределах 18-45 мин, а коэффициенты пропорциональности

К<, К, определяющие увлажнение при гранулировании, соответственно изменяются в пределах для К,=0,61-1,38 и для К = (-0,050)-0,070.

Пример 1. Состав 1, содержащий,Е:

Песок 41,66

Глинозем 16,07

Борная кислота 14,22(В)

Сода 4,22(С)

Цинковые белила 9,70

Магний углекислый 15,86

Сухие компоненты в указанной пропорции подаются в смеситель, перемешиваются, затем увлажняются количе ством воды, найденным из уравнения

А = К,В + К С ;:20X, если температура о процесса гранулирования равна 20 С.

Перемешивание ведут в течение

45 мин (табл, 1). Полученные гранулы сушат при 32 С до влажности грао нул, равной 1Х, Гранулы обладают прочностью 4 МПа, Качество гранул по однородности указано в табл.2, П р и и е р 2. Состав 2, содержащий,X:

Песок 64,78

Глинозем 2,04

1242480 4

Борная кислота 17,59(В)

Сода 9,55 1 24

Натрий хлористый 1,69 J

Белила цинковые 4,45

5 Сухие компоненты в указанной пропорции подаются в смеситель, перемешиваются, затем увлажняются количеством воды, равным А - 10X, если температура проведения процесса 60 С (табл. 1).

Перемешивание ведут 18 мин. Готовые гранулы обладают прочностью

3 KIa. Качество гранул по однородности представлено в табл. 2.

Из табл.1 следует, что наиболее оптимальным технологическим процессом с точки зрения производительности является процесс гранулирования, проведенный при 50-60 С, при этом сокращается время перемешивания увлажненной IIIHxTbl для получения гранул и уменьшаетсявлажность гранул,чтосокращает времяих сушки. Проведение процесса гранулированияпри 20-32 Сне ухудшает качествагранул,но понижаетпроиз— водительность способа (табл.1).

Пример 3 ° Состав шихты 3, содержащий,X:

Песок 38,90

Глинозем 15, 10

Борная кислота 13,40(В)

Кальций углекислый 13,40

Магний углекислый 15, t0

Сода 4,10(С)

Все компоненты перемешиваются, подаются в смеситель., затем увлажняются А 17Е, если температура проо ведения опыта 30 С. Увлажненную массу перемешивают в течение 40 мин (табл.1). Готовые гранулы обладают прочностью 3 МПа.

Качество гранул по однородности представлено в табл. 2.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс гранулирования путем устранения необходимости тща тельного перемешивания компонентов шихты в отдельном смесителе, подачи сухой перемешанной шихты на дисковый гранулятор и ее точной дозировки, постепенной подачи связующего в виде капель за счет того, что отдельные компоненты шихты перемешивают, затем увлажняют и гранулируют в одной емкости-смесителе любой конструкции, а связующее подают одноразово полной порцией, улучшить качество гранул вследствие повышения химической однородности и прочности (табл.2), 1242480

Т а б л и ц а 1

Время

Пример

Унлажнение,7. переменое

1,38

20

1,32

18,9

30

1,25

18,1

16 l6,О5

1,0 1

14,4

0,90

12,7

50

0,78

11,0

0,71

9,84

0,61

1,38

8,5

8,45

24,9

0,05

0,070 l8

23,9

0,060

0,045

0,030

1,32

40

22,5

22,52

1,25

35

35

0,0!5

О, 000

17,8 c

i5,7

1,01

0,90

13,4

12,02

0,020

0,78

20

0,035

0,71

18

10,1

24,95

0ü05

0,070

0,61

1,38

1,32

25

22,5

1,25

20

1,12 l 01

30

45

0,90

13,45

0,78

12,01

9,95

0,035

О 05

0,71

0,61

Температура гранулирова о,ния, С

Коэффициент

0,070

0,060

0,045

0Ä030

0,015

0,000

0,020

0,035

0,060

0,045

0,030

О,ОI5

0,000

0,020 экспериментальтеоретическое

23,94

22,53

19,86

17,85

15 86 шивания мин

1242480

Таблица 2

Способ гранулирования

Содержание гранул,Х, за время теоретическое теоретическое

40-45 мин

18 мин

Предлагаемый

3-4

14,1

140 31 32

Составитель О. Самохина

Техред М.Ходанич

Корректор Л. Патай

Редактор Н. Рогулич

Заказ 3663/24 Тираж . 457

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная

Прочность гранул, МПа в гранулированной шихте в гранулированной