Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла

Изобретение относится к химическому составу стекла, используемого при производстве пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса. Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла содержит кремнеземсодержащую породу, кальцинированную соду и доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнеземсодержащая порода - 60-68; кальцинированная сода - 19-23; доломит - 13-16. В качестве кремнеземсодержащей породы используют кварцевый песок, маршаллит, диатомит, опоку с содержанием оксида кремния не менее 83 мас.% и размером фракции менее 0,1 мм. 1 табл.

 

Изобретение относится к химическим составам для стекла, а именно к составам стеклогранулята для пеностекла, и может найти применение в производстве теплоизоляционных и строительных материалов,

Из патента [RU 2109700, МПК С03С 11/00, 1998] известен состав для изготовления гранулированного пеностекла, включающий отходы производства стекла, газообразователь и связующее вещество. Недостатком данного состава является использование стекольного боя, недостаточные объемы которого объясняются, с одной стороны, отсутствием в России эффективной системы сбора стеклобоя у населения, с другой, - практически 100% возвратом технологического стеклобоя, образующегося непосредственно на стекольных заводах, в производство.

Известен состав шихты для производства пеноцеолита (патент RU 2272007, МПК С03С 11/00, 2006), включающий цеолитсодержащий туф и щелочной компонент в виде раствора NaOH.

Недостатком данного состава шихты является использование дорогостоящего раствора едких щелочей - агрессивного реагента, что требует применения оборудования из коррозионно-стойких материалов. Кроме того, при использовании раствора NaOH необходимо соблюдение специальных требований по технике безопасности. Применение цеолитсодержащего туфа для получения теплоизоляционного материала экономически целесообразно лишь вблизи мест добычи данного природного сырья, месторождения которого ограничены.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является состав шихты, включающий кварцевый песок, известняк, сульфат натрия и соду [Ф.Шилл. Пеностекло. - М.: Стройиздат, 1965, с.9-35]. Традиционная технология производства пеностекла включает варку специального стекла, его помол с газообразователем, формование изделий и их вспенивание при температуре 720-900°С. Недостатком данного состава является необходимость предварительной варки стекла строго определенного химического состава, для чего требуется чистый кварцевый песок.

Поставлена задача - расширить сырьевую базу за счет использования тонкодисперсного кремнеземсодержащего сырья и снизить энергетические затраты при осуществлении технологического процесса.

Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла содержит кремнеземсодержащий материал, кальцинированную соду и доломит. Согласно изобретению в качестве кремнеземсодержащего материала берут кремнийсодержащее сырье с содержанием оксида кремния не менее 83% и размером фракции менее 0,1 мм при следующем соотношении компонентов, в мас.%: кремнеземсодержащий материал - 60-68; кальцинированная сода- 19-23; доломит - 13-16.

Шихту готовят смешением материалов в указанных соотношениях с последующим компактированием на валковом прессе (или на тарельчатом грануляторе, или экструдере). Полученная компактированная шихта обладает повышенной химической активностью на стадии силикатообразования и стеклообразования вследствие тонкодисперсности кремнеземсодержащего материала и достижения его тесного контакта с другими компонентами шихты, в первую очередь с кальцинированной содой.

Термообработка компактированной шихты в интервале температур 900-950°С позволяет получить стеклогранулят, фазовый состав которого по данным рентгенофазового анализа представлен стекловидной фазой и незначительным количеством остаточного кремнезема. Измельченный стеклогранулят заменяет стеклобой в технологии получения пеностекла.

Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты измерений свойств пеностекла, полученного с использованием в качестве кремнеземсодержащего сырья кварцевого песка, маршаллита, диатомита и опоки.

Пример 1.

Кварцевый песок просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм и тщательно перемешивают с содой, доломитом в заданном соотношении 365; 131; 109 г соответственно. Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 850-900°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. Полученный спек измельчают до удельной поверхности 6000-7000 см²/г, смешивают с газообразователем и вспенивают.

Пример 2.

Природный маршаллит просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм и тщательно перемешивают с содой, доломитом в заданном соотношении 380; 137; 82 г соответственно. Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 850-900°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. Полученный спек измельчают до удельной поверхности 6000-7000 см²/г, смешивают с газообразователем и вспенивают.

Пример 3.

Диатомит просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм и тщательно перемешивают с содой, доломитом в заданном соотношении 417; 122; 100 г соответственно. Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 850-900°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. Полученный спек измельчают до удельной поверхности 6000-7000 см²/г, смешивают с газообразователем и вспенивают.

Пример 4.

Опоку просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм и тщательно перемешивают с содой, доломитом в заданном соотношении 434; 122; 82 г соответственно. Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 850-900°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. Полученный спек измельчают до удельной поверхности 6000-7000 см²/г, смешивают с газообразователем и вспенивают.

Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла

Кремнеземсодержащая порода	Свойства пеностекла
Плотность, кг/м3	Водопоглощение, мас.%	Прочность, кг/см2
Песок	350	1,4	2,7
Маршаллит	340	1,4	2,5
Диатомит	300	1,5	2,0
Опока	250	1,5	1,8

Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла, содержащая кремнеземсодержащую породу, кальцинированную соду, доломит, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземсодержащей породы берут кремнийсодержащее сырье с содержанием оксида кремния не менее 83 мас.% и размером фракции менее 0,1 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кремнеземсодержащая порода: кварцевый песок,
маршаллит, диатомит, опока	60-68
кальцинированная сода	19-23
доломит	13-16