Способ изготовления полых стеклосфер, сырьевая шихта для изготовления полых стеклосфер


 


Владельцы патента RU 2465224:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных засыпок и заполнителей для бетонов, теплых штукатурок, керамики и др. Способ заключается в непрерывной подаче гранулированного стеклянного кристаллизованного порошка, молотого совместно с газовой сажей, в факел газовой горелки формователя, охлаждении отформованных частиц в газовоздушном потоке, их отделении от газовоздушного потока в сепараторах, разделении отформованных частиц на фракции. В качестве кристаллизованного стекла используются отходы производства ситаллов, либо пеностекла. В качестве связки гранулированного сырцового материала используется водный раствор жидкого стекла. Технический результат изобретения - получение прочных щелоче- и водостойких стеклянных сфер с низкой насыпной плотностью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных засыпок и заполнителей для бетонов, теплых штукатурок, керамики и др.

Известен способ изготовления полых стеклосфер, включающий варку стекла, получение из него микропорошка стекла с размерами частиц стекла менее 40 мкм, формование полых стеклянных микросфер при термической обработке полученного стеклопорошка. В качестве шихты для изготовления микропорошков стекла предлагается использовать смесь из натрий-силикатных стекол в количестве 5-85 мас.% с оксидом натрия - 20-90 мас.% [а.с. СССР №1451105, кл. C03B 19/10, 1987].

Недостатками этого способа и сырьевой шихты являются: низкая водостойкость и прочность получаемых полых микросфер из-за высокого содержания щелочных оксидов в силикатном стекле, процесс термического формования микросфер чрезвычайно чувствителен к температурным колебаниям параметров сжигания топлива, получаемые микросферы обладают повышенной средней плотностью.

Известен также способ изготовления полых кремнеземных микрошариков из порошка силикатного или кварцевого стекла, путем вдувания порошков стекла с размером частиц менее 5 мкм в индукционную плазму [патент РФ №2401811, кл. C03B 19/10, 2005].

Недостатками этого способа и сырьевой шихты являются: аморфная структура получаемого продукта, низкая прочность получаемых полых микросфер. Контакт аморфного кремнезема с цементом и бетоном, имеющих агрессивную щелочную среду приводит к быстрому растворению аморфного кремнезема, нарушению герметичности полых микросфер и существенному снижению их теплоизолирующих свойств.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полых стеклосфер, включающий получение микропорошка из стекла с размерами частиц стекла менее 40 мкм, формование полых стеклосфер при термической обработке полученного микропорошка, отделения в сепараторе качественных микросфер от дефектных частиц и сфер с высокой плотностью, сепарация конечного продукта по размерам. В качестве шихты для изготовления микропорошков стекла предлагается использовать натрий-силикатный стеклогранулят, т.е. аморфный продукт быстрого охлаждения расплавленного стекла в воде [патент РФ №2059574, кл. C03B 19/10, 1992].

Недостатками прототипа являются: невысокая прочность получаемых стеклосфер (до 1,2 МПа при сдавливании в цилиндре), низкая их щелоче- и водостойкость, нестабильность параметров поризации микросфер при их термическом формовании.

Предлагаемое изобретение решает задачу получения прочных щелоче- и водостойких полых стеклянных сфер с низкой насыпной плотностью, расширения сырьевой базы для производства теплоизоляционных засылок и заполнителей для бетонов, теплых штукатурок, керамики и др.

Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления полых стеклосфер, включающем получение микропорошков силикатного стекла с размерами частиц стекла менее 40 мкм, термическое формование полых стеклосфер, разделение их по размеру, согласно предлагаемому решению, в качестве силикатного стекла используют кристаллизованное стекло, совместно молотое с газовой сажей, полученные микропорошки перед термическим формованием гранулируют.

Результат достигается с помощью сырьевой шихты для изготовления полых стеклосфер, состоящей из микропорошка силикатного стекла, согласно предлагаемому решению, в качестве силикатного компонента используется кристаллизованное силикатное стекло, молотое совместно с газовой сажей и гранулированное при использовании 8-12%-ного водного раствора жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: газовая сажа - 0,05-2,5; 8-12%-ный водный раствор жидкого стекла - 1,0-2,8; кристаллизованное стекло - остальное.

Сравнение предлагаемого способа получения полых стеклосфер с прототипом позволило установить, что предлагаемое решение отличается использованием кристаллизованных силикатных стекол, совместный помол их с газообразователем и последующей грануляцией в присутствии водного раствора жидкого стекла. Введение предлагаемого газообразователя в заявляемых количествах и предварительная грануляция стекольной шихты перед термическим формованием полых стеклянных сфер позволяет получить продукт с заранее заданными геометрическими характеристиками и толщиной стенки, а использование кристаллизованного стекла упрочняет их и повышает стойкость по отношению к воде и цементному раствору в 1,8-2 раза. Таким образом, предлагаемое решение обладает критерием «новизна».

При изучении других технических решений, использование предложенного авторами кристаллизованного стекла, молотого совместно с газообразователем и предварительно гранулированного перед термическим формованием полых стеклянных сфер и аналогичных материалов, не выявлено, таким образом заявляемое решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

На чертеже схематично изображена принципиальная схема установки для реализации предложенного способа получения полых стеклосфер.

В состав установки входят бункера 1, 2 с дозирующими устройствами 3 для хранения и дозировки дробленого кристаллического стекла и сажи, шаровая мельница 4, тарельчатый гранулятор 5, емкость с водным раствором жидкого стекла 6, позволяющая с помощью сжатого воздуха, подаваемого в распылитель 7, дозированно подавать связующее в распыленном состоянии. Полученные гранулы направляются в бункер 8, через дозатор 9 попадают в формователь 10 с газовоздушными горелками 11 и напорным вентилятором высокого давления 12. После формования в формователе 10 полученные стеклосферы поступают в циклон 13, затем в жидкостно-эжекционный аппарат 14, разделительную камеру 15 с поплавковым устройством 16 для поддержания постоянного уровня флотационной жидкости. Неуловленные, наиболее мелкие стеклосферы поступают в вихревую сушилку 17 с мешалкой, питателем влажных микросфер 18, форсункой 19 для ввода и распределения воды. Далее следует второй циклон 20, сборник сухих стеклосфер 21, скруббер 22, вытяжной вентилятор высокого давления 23 и циркуляционный насос 24 с фильтрующим заборным устройством 25. Позиции 8-25 оборудования предлагаемой технологической схемы аналогичны позициям оборудования 1-18 по прототипу [патент РФ №2059574, кл. C03B 19/10, 1992].

Установка работает следующим образом.

С бункеров 1 и 2 через дозирующие устройства 3 подаются в шаровую мельницу 4 дробленое кристаллическое стекло и сажа. Молотый материал из мельницы с размерами частиц менее 40 мкм подается на тарелку гранулятора 5, на которую из емкости с водным раствором жидкого стекла 6 с помощью распылителя 7 и сжатого воздуха дозированно подается связующее. Количество связующего компонента при разных размерах гранул различно и определяется визуально: столько, чтобы сформированные гранулы нужного размера скатывались с наклонной поверхности тарельчатого гранулятора. Размер гранул регулируется в широком диапазоне величиной распыляемых частиц связующего и углом наклона тарелки. Получающиеся гранулы обычно имеют размер 0,02-0,1 мм.

Полученные гранулы имеют низкую влажность и сразу направляются в бункер 8, откуда непрерывно подаются питателем-дозатором 9 в потоке воздуха (нагнетаемого вентилятором 12), который направляется на горелки 11 формирователя 10, аналогично прототипу [патент РФ №2059574, кл. C03B 19/10, 1992]. При сжигании топлива в факеле каждой горелки 11 при 1000-1300°C происходит формование из гранул стеклянных сфер. Для обеспечения аэродинамического выноса и конвективного охлаждения отформованных частиц в камеру формователя 10 снизу поступает атмосферный воздух, что обеспечивается за счет разрежения, создаваемого вытяжным вентилятором 23, установленным в конце газового тракта установки.

Отформованные частицы выносятся из формователя 10 газовоздушным потоком с температурой, не превышающей 400°C, в первый циклон 13, где происходит центробежное отделение частиц, поступающих затем в жидкостно-эжекционный аппарат 14, в котором частицы смачиваются и увлекаются флотационной жидкостью или аппретирующим раствором из разделительной камеры 15. Подача флотационной жидкости осуществляется насосом 24. Полученная суспензия и часть газовоздушного потока поступает в приемную секцию разделительной камеры 15, откуда газ отводится в газоход перед сушилкой 17, а суспензия через успокоительную решетку поступает в разделительную секцию камеры 15, представляющую собой длинный канал прямоугольного сечения. По мере перемещения суспензии к выходу легкая фракция полых стеклосфер всплывает и собирается на поверхности флотационной жидкости, а тяжелая фракция (дефектные негерметичные частицы) оседает на дне камеры 15. При флотации по длине разделительной секции происходит дополнительная сепарация полых стеклосфер по плотности и размерам: на начальном участке собираются более легкие и крупные частицы, на конечном - более тяжелые и мелкие. Выгрузка всплывшей влажной массы полых стеклосфер производится вручную или гидротранспортом из ячеек, образованных перегородками, установленными в верхней части разделительной секции камеры 15. Осадок в свою очередь периодически сливается из нижней части камеры 15 в специальную емкость.

Для отделения узкой фракции стеклосфер с плотностью, близкой к плотности флотационной жидкости, используется фильтрующее заборное устройство 25, устанавливаемое на гибком шланге, соединенном с всасывающим патрубком насоса 24. Фильтрующее устройство 25 периодически освобождается от осевших на фильтр частиц после перекрытия всасывающей линии и извлечения фильтра из камеры 15. Фильтр отмывается в емкости для отстоя. Для обеспечения непрерывной работы насоса 24 можно использовать два параллельно работающих заборных устройства 25.

Процесс флотационно-осадительного разделения и классификации может быть совмещен с нанесением аппретирующего покрытия. Для этого камера 15 подпитывается раствором аппрета, приготовленным на основе силанов.

Постоянный уровень флотационной жидкости в камере 15 поддерживается с помощью устройства поплавкового типа 16.

Влажная масса полых стеклосфер загружается в бункер питателя 18, куда для придания ей текучести с помощью форсунки 19 разбрызгивается флотационная жидкость или раствор аппрета из камеры 15, нагнетаемый насосом 24, в количестве, приводящем к снижению температуры сушильного агента до 110-130°C. При подаче влажной массы стеклогранул в бункер питателя 18 гидротранспортом возможно использование в качестве транспортирующей жидкости не только флотационной жидкости, но и раствора аппрета. Концентрированная суспензия из питателя 18 стекает в нижнюю часть сушилки 17, где перемешивается и по мере подсушивания измельчается быстроходной мешалкой.

Сушильная камера вихревого типа 17 представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с тангенциальным вводом сушильного агента. Подсушенные и измельченные в нижней части сушилки 17 агломераты и отдельные стеклогранулы захватываются закрученным потоком сушильного агента и образуют вихревой слой у стенок корпуса в средней его части. По мере высушивания и разрушения агрегатов одиночные частицы выносятся из сушилки 17 и выделяются из газовоздушного потока во втором циклоне 20. Уловленные в сепараторе 20 стеклогранулы собираются в сборник 21. Газовоздушный поток после центробежного разделения в сепараторе 20 подвергается санитарной очистке в центробежном скруббере 22. Мокрое обеспыливание производится в выхлопном патрубке сепаратора (циклона) 20, в нижнюю часть которого через щелевой распределитель самотеком поступает скрубберная жидкость из кольцевого сборника, установленного на крышке сепаратора 20. Вступая в контакт с закрученным газовым потоком, жидкость диспергируется, образуя развитую поверхность контакта. Газ, прошедший очистку, отсасывается вытяжным вентилятором 23, а скрубберная жидкость стекает в кольцевой сборник. Свежая жидкость подводится в кольцевой сборник с помощью насоса 24 из разделительной камеры 15, куда также сливается отработанная суспензия через перелив, обеспечивающий постоянный уровень скрубберной жидкости в кольцевом сборнике. Сливаемая в камеру 15 скрубберная жидкость поступает сначала на орошение жидкостно-эжекционного аппарата 14, аналогично прототипу [патент РФ №2059574, кл. C03B 19/10, 1992].

При реализации заявляемого способа изготовления полых стеклянных сфер в качестве сырья использованы следующие компоненты:

1. В качестве кристаллизованного стекла использовали:

- отходы опиловки блоков пеностекла по ТУ 5914-003-02066339-98 "Материалы и изделия строительные теплоизоляционные", произведенного в БГТУ им. В.Г.Шухова (г.Белгород).

- отходы (бой и некондиция) ситаллов кордиеритового состава по ГОСТ Р 52161.2.6-2006, производство ООО «Ситалл», г.Санкт Петербург.

Проведенные исследования показали, что данные материалы на 84…96 мас.% состоят из кристаллизованных стекол: в отходах производства пеностекла, в основном, - это кристаллы девитрита, в ситаллах - кордиерит и кристобалит.

Отходы кристаллизованных стекол дробят в молотковой дробилке и хранят в накопительном бункере 1.

2. В качестве газообразователя использовали газовую сажу по ГОСТ 7885 марки П-234.

Химический состав сырьевых компонентов приведен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав стеклокристаллических компонентов
№ п/п Компонент Содержание оксидов, мас.%
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 П.п.п.
1. Пеностекло 73,2 10,7 0,8 1,2 6,5 0,7 6,7 0,2 нет
2. Ситалл 58,1 18,1 11,4 0,9 0,2 10,9 0,3 0,1 нет

3. При гранулировании порошка кристаллизованного стекла, молотого совместно с газовой сажей, на тарельчатом грануляторе, на поверхность материала распыляли водный раствор силикатного клея (жидкого стекла) по ТУ 2385-001-54824507-2000.

Пример. Взвесили предварительно дробленный ситалл в количестве 9,65 кг (96,5%, см. табл.2, смесь 1), к этому материалу добавили 0,15 кг (1,5%, см. табл.2, смесь 1) газовой сажи и мололи в барабанной мельнице до размера частиц менее 40 мкм. Продукт помола подавали на тарельчатый гранулятор и, при вращении тарелки, распыляли 10%-ный водный раствор жидкого стекла. В данном случае потребовалось 200 г 10%-ного водного раствора жидкого стекла. Полученные гранулы имели размер 0,02-0,1 мм.

Термическое формование производили при 1190°C. Размер полых стеклосфер составлял 0,08-1,2 мм. Выход качественных полых стеклосфер составил 99,7 об.%. Выбросов стеклосфер в атмосферу не зафиксировано, т.к. получаемые полые стеклосферы имеют более крупный фракционный состав, чем по прототипу, и улавливается системой многоступенчатой очистки гораздо эффективнее.

Определялись насыпная плотность, водостойкость, щелочестойкость и прочность полученных стеклосфер. Насыпная плотность определялась по ГОСТ 9758. Водостойкость определялась по ГОСТ 9758, пункт 27 как отношение массы высушенных стеклосфер, собранных с поверхности воды, т.е. не потерявших герметичность, после кипячения их в воде, по отношению к массе сухих исходных стеклосфер до помещения их в воду. Щелочестойкость определялась аналогичным способом при использовании 15 мас.% водного раствора NaOH. Прочность гранул определялась путем сдавливания в цилиндре по ГОСТ 9758.

Полые стеклосферы из сырьевых смесей 2-10 получали аналогичным образом. Полые микросферы из стеклопорошка 11 получали согласно способу, описанному в прототипе (патент РФ №2059574, кл. C03B 19/10, 1992, пример 1).

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Таблица 2
Состав шихты и свойства полых стеклянных сфер
№ смеси Компоненты, мас.% Насыпная плотность, г/см3 Водостойкость, мас.% Щелочестойкость, мас.% Предел прочности при сжатии в цилиндре, МПа
Кристаллизованное стекло Газовая сажа Водный раствор жидкого стекла, % твердого вещества по массе
5 6 10 12 13
Кристаллизованное стекло - ситалл
1 96,5 1,5 - - 2 - - 0,04 92 68 3,06
2 98,95 0,05 - 1 - - - 0,21 89 64 2,30
3 94,7 2,5 - - - 2,8 - 0,03 68 49 1,21
4 99,06 0,04 0,9 - - - - 0,34 67 47 2,22
5 94,5 2,6 - - - - 2,9 0,02 49 26 0,53
Кристаллизованное стекло - пеностекло
6 96,5 1,5 - - 2 - - 0,03 88 59 2,61
7 98,95 0,05 - 1 - - - 0,20 87 56 2,24
8 94,7 2,5 - - - 2,8 - 0,02 67 42 1,12
9 99,06 0,04 0,9 - - - - 0,32 65 39 2,04
10 94,5 2,6 - - - - 2,9 0,02 48 19 0,47
11 (прототип) 100* - - - - - - 0,22 41 9 1,12
* - некристаллизованное натрий-силикатное стекло

Анализ данных результатов испытаний свойств полученных стеклосфер, изготовленных по заявляемому способу, показывает следующее.

1. Смеси составов 1-3 и 6-8 отвечают требованиям к заполнителям для бетона ГОСТ 9758, пункт 22.

2. Использование кристаллизованных стекол в качестве сырьевого компонента и газообразователя в заявляемых количествах позволяет получать качественные водостойкие и щелочестойкие заполнители для бетонов (составы 1-3 и 6-8).

3. Уменьшать количество газообразователя менее 0,05 мас.%, концентрацию твердого вещества в водном растворе жидкого стекла менее 6 мас.% и содержание его менее 1 мас.% в гранулированном материале нецелесообразно, т.к. гранулированный сырьевой материал имеет низкую сырцовую прочность, получаемые полые стеклосферы имеют повышенную насыпную плотность, поэтому составы 2 и 7 приняты как граничные.

Дальнейшее уменьшение названных соотношений и параметров приводит к существенному снижению комплексных физико-механических показателей полых стеклосфер, поэтому смеси 4 и 9 выходят за рамки заявляемых составов.

4. Увеличивать количество газообразователя более 2,5 мас.%, концентрацию твердого вещества в водном растворе жидкого стекла более 12 мас.% и содержание его более 2,8 мас.% в гранулированном материале нецелесообразно, т.к. получаемые полые стеклосферы имеют тонкую оболочку, высокая концентрация твердой фазы в водном растворе жидкого стекла не позволяет распылять его достаточно мелко, повышенное содержание жидкого стекла в гранулированном материале приводит к снижению водостойкости и щелочестойкости конечного продукта, поэтому составы 3 и 8 приняты как граничные.

Дальнейшее увеличение названных соотношений и параметров приводит к существенному снижению физико-механических показателей полых стеклосфер, поэтому составы смесей 5 и 10 выходят за рамки заявляемых составов.

Заявляемый способ изготовления полых стеклосфер в сравнении с прототипом имеет следующие преимущества:

1) прочностные свойства в отдельных случаях сохраняются, а при оптимальных условиях увеличиваются в 2,2…3,0 раза; водостойкость при этом имеет высокие показатели;

2) насыпная плотность при сохранении требуемых физико-механических характеристик либо сохраняется, либо уменьшается в 2,2…3,5 раза по сравнению с прототипом, что позволяет получать бетоны с пониженной плотностью;

3) формование полых стеклосфер на основе прочного кристаллизованного стекла и газообразователя осуществлять гораздо проще, из-за гарантированных показателей, чем при использовании порошкообразного стекла по прототипу.

Технология изготовления ситаллов и пеностекла предусматривает процесс медленного охлаждения и отжига конечных продуктов. Это способствует кристаллизации и росту упрочняющих кристаллов девитрита (в пеностекле), кордиерита и кристобалита (в ситаллах). По сравнению с аморфными стеклами, кристаллизованные стекла и продукты на их основе отличаются повышенной прочностью, водостойкостью, кислото- и щелочестойкостью, т.е. более стабильными физико-химическими характеристиками.

Использование заявляемого способа изготовления полых стеклосфер из кристаллизованных стекол в промышленности строительных материалов позволит не только получать качественный теплоизоляционный продукт, но и расширить материальную базу, а также решить проблему утилизации обрезков и боя блоков, образующихся при производстве и механической обработке пеностекла и ситаллов.

1. Способ изготовления полых стеклосфер, включающий получение микропорошков силикатного стекла с размерами частиц менее 40 мкм, термическое формование полых стеклосфер, разделение их по размеру, отличающийся тем, что в качестве силикатного стекла используют кристаллизованное стекло, совместно молотое с газовой сажей, полученные микропорошки перед термическим формованием гранулируют.

2. Сырьевая шихта для изготовления полых стеклосфер, состоящая из микропорошка силикатного стекла, отличающаяся тем, что в качестве силикатного компонента используется кристаллизованное силикатное стекло, молотое совместно с газовой сажей и гранулированное при использовании 8-12%-ного водного раствора жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

газовая сажа 0,05-2,5
8-12%-ный водный раствор жидкого стекла 1,0-2,8
кристаллизованное стекло остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных засыпок и заполнителей для бетонов, теплых штукатурок, керамики и др.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автомобильном транспорте. .
Изобретение относится к стеклянным сферам, используемым в качестве проппантов для расклинивания нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к применению полимерного материала, а именно к применению полимерного материала в виде частиц в качестве носителя для активного агента. .

Изобретение относится к области производства неорганических мелкодисперсных наполнителей, а именно стеклянных микрошариков, которые могут быть использованы в химической, судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности, а также в строительной индустрии.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к производству проппантов, используемых в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта.

Изобретение относится к химической промышленности, промышленности строительных материалов, другим отраслям и может быть использовано для изготовления стеклянных микрошариков, как цельных, так и пустотелых.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклянных шариков или микросфер, как цельных, так и пустотелых, например для изготовления теплозащитных химически стойких облегченных материалов и сферопластиков.

Изобретение относится к химической промышленности, промышленности стройматериалов и другим отраслям и может быть использовано для изготовления стеклянных микрошариков как цельных, так и пустотелых (микросфер).

Бисер // 2472721
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для получения микросфер для радиотерапии

Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности к способу получения микрошариков с модифицированной поверхностью из иттрий-алюмосиликатного стекла для радиотерапии. Техническим результатом изобретения является получение микрошариков для радиотерапии, поверхностный слой которых содержит менее 0,01% оксида иттрия для оптимизации диффузии атомов иттрия в организм человека. Способ получения микрошариков из иттрий-алюмосиликатного стекла для радиотерапии включает варку стекла из реактивов Y2O3, Al(ОН)3 и SiO2 при температуре 1600-1650°С и выработку стекла прокаткой расплава через охлаждаемые металлические валки из жаропрочной стали. Полученные микрошарики затем модифицируют травлением в соляной кислоте HCl при рН 1-3 и температуре 10-79°С. 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области подготовки шихты для получения композиционных материалов. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности отформованных стержней из сырьевой смеси и светоотражающей способности композиционных микрошариков. Шихта для получения композиционных микрошариков содержит следующие компоненты, мас.%: стеклопорошок - 25; порошок алюминия - 25; жидкое стекло - 20; воду - 30. Предварительно готовят 40% водный раствор жидкого стекла. Смешивают стеклопорошок с порошком алюминия в соотношении 1:1 и порциями подают в раствор жидкого стекла. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклянных шариков как цельных, так и пустотелых, для фильтров различного назначения, светоотражающих устройств, для поверхностной обработки металлов и т.д. Техническим результатом изобретения является изготовление шариков, взаимодействующих с магнитным полем. В керосин вводят наночастицы карбонильного железа, в качестве которого используют магнетит размером от 5,0 до 10,0 нанометров, покрытые олеиновой кислотой. Затем через форсунку керосин с наночастицами карбонильного железа распыляется каплями 20-30 мкм в камеру со спиральным вращающимся магнитным полем. В ту же камеру первичной газовоздушной смесью подается стеклопорошок, после чего поток первичной газовоздушной смеси поступает в огневой поток, где керосин испаряется, а наночастицы карбонильного железа внедряются в жидкое стекло, из которого формируются микрошарики и микросферы. 2 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклянных шариков как цельных, так и пустотелых, например, для фильтров различного назначения, светоотражающих устройств. Технической задачей изобретения является повышение производительности и безопасности процесса производства. В керосин вводят наночастицы карбонильного железа, в качестве которого используют магнетит, размером 5,0-10,0 нанометров, покрытого поверхностно-активным веществом, в качестве которого используют олеиновую кислоту. Затем через форсунку керосин с наночастицами карбонильного железа распыляется каплями 20-30 мкм в камеру с трехфазной электрообмоткой, создающей спиральное вращающееся магнитное поле. В ту же камеру сжатым воздухом подается стеклопорошок, который захватывается вращающимися в магнитном поле каплями керосина. После этого он поступает в первую зону малой интенсивности микроволновой печи, где наночастицы карбонильного железа разогреваются до 700-800°C, в результате чего керосин разлагается, а наночастицы карбонильного железа оседают на поверхности частиц стеклопорошка. При дальнейшем продвижении частиц стеклопорошка с наночастицами карбонильного железа температура наночастиц повышается до 1300-1350°C. Стекло плавится и под действием молекулярных сил перемещается по всему объему и образует микрошарики, которые затем охлаждаются, наночастицы карбонильного железа восстанавливаются и притягиваются к полюсам постоянного электромагнита. 1 ил.

Изобретение относится к композиционным материалам. Способ получения стеклометаллических микрошариков включает помол стекла и рассев его на ситах с получением гранул заданного зернового состава, плазменное распыление стеклометаллического материала с улавливанием стеклометаллических микрошариков. Гранулы стекла заданного зернового состава покрывают связующим из жидкого стекла и порошком металла при соотношении гранулы стекла : порошок металла : жидкое стекло, равном 10:1:1, с получением стеклометаллического материала. Плазменное распыление стеклометаллического материала ведут при скорости его подачи по объему в плазменную горелку 0,5 см3/с и мощности плазмотрона 6 кВт. Обеспечивается ускорение технологического процесса получения микрошариков, а также возможность регулирования их зернового состава. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к полым керамическим микросферам. Технический результат изобретения заключается в получении микросфер с заданными значениями внешнего диаметра, объемной плотности и толщины оболочки. Согласно изобретению из исходного порошка с пористостью P=1-ρ0/ρист, где ρ0 - объемная плотность частиц исходного микропорошка, ρист - истинная (теоретическая) плотность материала микропорошка, выделяют фракцию со средним эффективным диаметром частиц D0, рассчитанным согласно математической зависимости: , где D1 - расчетный диаметр получаемых полых керамических микросфер, ρ1 - расчетная объемная плотность получаемых полых керамических микросфер. Проводят плавление в потоке низкотемпературной плазмы, после чего из полученных полых керамических микросфер выделяют фракцию со средним расчетным диаметром D1, плотность которой равна расчетной величине ρ1. 7 ил.

Изобретение относится к области получения стержней для изготовления композиционных стеклометаллических микрошариков, которые могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве светоотражающих элементов дорожной разметки. Техническим результатом изобретения является повышение качества стержней, снижение трудоемкости изготовления, возможность использования двух и более металлов. В способе для изготовления стержней, предназначенных для получения микрошариков, используют стеклянные трубочки диаметром 2-4 мм, один конец которых запаивают парафином, заполняют смесью стеклопорошка и порошков как минимум двух металлов. Затем запаивают второй конец и обрабатывают плазменным факелом при температуре 7000-9000 К. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к технологии получения кремнеземных микрошариков высокого качества для использования в различных отраслях, связанных с применением мелкодисперсных наполнителей. Техническим результатом изобретения является получение микрошариков высокой степени чистоты. Для получения микрошариков используют высокочистое исходное сырье, полученное из кварца Кыштымского ГОК, при дополнительном очищении материала в плазме, при высокой мощности плазмотрона (от 100 кВт), с возможностью повторной сфероидизации. Одновременно получают побочный продукт в виде аэросила SiO2, защищающего микрошарики от загрязнения продуктами стенок камеры. Первый вариант способа включает индукционную плазменную обработку исходного сырья, которое допируют отбеливающими агентами, например натриевым жидким стеклом. После плазменной обработки и охлаждения осуществляют сбор всех продуктов на выходе плазмотрона и сортируют по виду и фракциям. Второй вариант способа включает использование в качестве шихты аэросила, полученного в индукционном плазмотроне при обработке высокочистого кварцевого сырья, в которую добавляют корунд, шихту обрабатывают в индукционном плазмотроне, а на выходе получают микрошарики, имеющие вид наноплетеных клубочков. 6 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
Наверх