Способ производства вспученного вермикулита


 


Владельцы патента RU 2444484:

Федоров Сергей Васильевич (RU)
Мещеряков Юрий Георгиевич (RU)

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам из природного вермикулита. Технический результат изобретения заключается в увеличении объема вермикулита с удалением химически связанной воды. Природный вермикулит обрабатывают электромагнитным полем с частотой колебаний, резонансной для OH групп в кристаллической структуре вермикулита.

 

Предложение относится к области производства сыпучего и монтажных теплоизоляционных материалов из природного вермикулита путем диэлектрического нагрева.

Вермикулит относится к гидрослюдам химический состав, %: SiO2 - 37-42; Al2O3 - 10-13; Fe2O3 - 5-17; FeO - 1-3; MgO - 14-23; H2O - 8-20.

Вермикулит имеет характерное для слюд слоистое строение, он состоит из гексагональных пластинок, образующих силикатные слои. В пространстве между слоями (пакетами) расположены молекулы воды. Способность вермикулита вспучиваться связывают с выделением химически связанной воды при нагревании (А.Я.Ахтямов и др. «Обжиг вермикулита». Изд. Лит. по строительству, Н. 1972).

Известно также, что дегидратация вермикулита протекает в 4 последовательных этапа (ступени), при этом структура каркаса в целом сохраняется, но изменяется количество воды в межслоевом пространстве и расстояние между силикатными слоями в следующей последовательности: 14,4-13,8-11,6-9,90-9,2А0.

В связи с тем, что при дегидратации сохраняется основной структурный мотив, различия в спектрах поглощения (ИКС) вермикулита, обожженного при разных температурах, находятся в области валентных и деформационных колебаний групп ОН и частота поглощения находится в интервале 3400-2900 см-1. Высокочастотная электромагнитная обработка диэлектриков применяется в промышленных условиях в производстве пластмасс, керамики, металлических сплавов и др.

Известно явление резонанса при внешнем воздействии на кристаллическую структуру (колебательную систему), который наступает при совпадении частот колебаний структуры (или ее части) и внешнего контура, при этом амплитуда вынужденных колебаний достигает максимума и возможно разрушение кристалла (в том числе локальное) или удаление атомов или групп атомов из структуры при минимальных затратах энергии.

Целью изобретения является увеличение объема (вспучивание) вермикулита путем его обработки внешним электромагнитным полем. При этом необходимо удалить химически связанную (межслоевую) воду. Поэтому резонатором являются группы OH-1 в кристаллической структуре вермикулита.

В земной коре встречается значительное количество гидрослюд, в зависимости от характера изоморфных замещений, степени гидратации и других факторов, поэтому резонансные частоты следует определять опытным путем для каждого типа гидратированной слюды, однако по данным ИКС они должны находиться в интервале частот 3400-2900 см-1.

Поставленная цель - дегидратация (вспучивание) вермикулита и других гидрослюд и производство вспученного вермикулита и теплоизоляционных материалов на его основе, достигается тем, что по спектрам ИКС вермикулита определяется частота валентных и деформационных колебаний групп ОН в кристаллической структуре гидрослюды и далее с помощью генераторов различных систем производится электромагнитная обработка полем резонансной частоты, которая обеспечивает вспучивание.

В лабораторных условиях проведено вспучивание вермикулитового концентрата Ковдорского месторождения марки КВК-4. Резонансная частота, определенная по спектрам ИКС, составила 2900 см-1. Обработка проведена в лабораторном индукторе в течение 5 с. Получен вспученный вермикулит с насыпной плотностью 210 кг/м3 (марка 200). Коэффициент вспучивания изменялся в пределах от 7 до 12.

Способ производства вспученного вермикулита путем обработки вермикулита-сырья электромагнитным полем, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода энергии, обработку производят полем с частотой колебаний, резонансной для OH групп в кристаллической структуре вермикулита.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может найти применение для высокотемпературной теплоизоляции конструкций различного назначения.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано промышленными и строительными организациями для огнезащиты строительных конструкций.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству легких огнеупорных фибробетонов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных изделий. .
Изобретение относится к обработке путем расщепления легко расслаивающихся слюд, в частности вермикулита, флогопита и др. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве изделий для теплоизоляции печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1100°С.

Изобретение относится к новому фибробетону, позволяющему изготавливать конструктивные элементы, имеющие улучшенные свойства по сравнению со свойствами элементов, известных из уровня техники, в частности, в отношении прочности при растяжении (при изгибе и прямом растяжении).

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий, применяемых для тепловой изоляции строительных конструкций и оборудования.

Изобретение относится к бетонам, усиленным волокнами, особенно к бетонам для изготовления элементов структур для строительной техники, предназначенных для строительства зданий и структур автомобильных магистралей.

Изобретение относится к способам обработки слюды с целью получения нового пластинчатого материала, который может быть использован в радиационной защите в атомной промышленности, а также в качестве тепло-, звуко-, электроизоляционного материала. В способе обработки слюды путем выдержки ее в нагретом растворе кислоты с последующими промыванием и просушиванием в качестве слюды используют тонко расщепленные пластины, в качестве кислоты используют высококонцентрированную муравьиную кислоту, выдержку в последней осуществляют в два этапа, после второго этапа выдержки осуществляют нейтрализацию кислой среды, причем на первом этапе выдержки в муравьиную кислоту дополнительно вводят тонко измельченную траву полыни, либо шалфея, либо ромашки, либо розмарина, либо гингко билоба, после выдерживания не более часа при температуре, не превышающей температуру вспышки кислоты, смесь кислоты с травой и пластинами слюды охлаждают до комнатной температуры и выдерживают в течение 50-150 часов, этот этап повторяют по большей мере 7 раз, после чего обработанные пластины удаляют из смеси, на втором этапе выдержки слюды в свежую муравьиную кислоту той же концентрации дополнительно вводят кварцевый песок, этап осуществляют аналогично режиму первого этапа и в том же количестве, извлеченные после нейтрализации пластины промывают приготовленной суспензией, состоящей из воды, молока, поваренной соли и тонко измельченного силиката группы оливина. В способе нейтрализацию кислой среды осуществляют путем введения в смесь кислоты с пластинами слюды и кварцевым песком гипохлорита натрия. В способе также предусматривают использование оливинита в качестве силиката группы оливина. Технический результат - получение тонкого пластинчатого материала с увеличенной радиационной стойкостью. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Наверх