Способ получения огнеупорного пористого заполнителя
Владельцы патента RU 2470885:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также огнеупорных теплоизоляционных засыпок. Технический результат: повышение прочности при раскалывании огнеупорного пористого заполнителя. Способ получения огнеупорного пористого заполнителя, включающий дозирование и перемешивание керамической композиции, содержащей, мас.%: жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 15-20, отработанный катализатор ИМ-2201 - 80-85, гранулирование и вспучивание гранул, термообработку при температуре 850-950°C, отличается тем, что используют отработанный катализатор ИМ-2201 техногенного происхождения с размером частиц от 100 до 200 нм. 2 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных огнеупорных засыпок.
Известен способ получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас.%: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40, включающий дозирование и перемешивание керамической композиции, гранулирование керамзита и термообработку при 700°C /Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю.Денисов И.В. Ковков, В.З.Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С.107-109/ [1].
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.
Наиболее близким к изобретению является способ получения водостойкого пористого заполнителя состава, мас.%: жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 15, отработанный катализатор ИМ-2201 - 85, включающий дозирование и перемешивание керамической композиции, гранулирование и вспучивание гранул, термообработку при температуре 850-900°C /Абдрахимов В.З. Экологические и практические аспекты использования отходов нефтехимии в производстве огнеупорного теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла / В.З.Абдрахимов, В.К.Семенычев, И.В.Ковков, Д.Ю.Денисов, В.А.Куликов // Новые огнеупоры. - 2011. - №2. - С.5-8 [2]/. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава является относительно низкая прочность при раскалывании - 1,35-1,40 МПа.
Сущность изобретения - повышение прочности при сжатии пористого заполнителя.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии пористого заполнителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения огнеупорного пористого заполнителя состава, мас.%: жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 15-20, отработанный катализатор ИМ-2201 - 80-85, включающем дозирование и перемешивание керамической композиции, гранулирование и вспучивание гранул, термообработку при температуре 850-950°C, особенностью является то, что используется отработанный катализатор ИМ-2201 техногенного происхождения наноразмерностью от 100 до 200 нм.
Отработанный катализатор ИМ-2201 - это высокоглиноземистые отходы нефтехимии Новокуйбышевского нефтехимического комбината, представляющий собой алюмохромистый тонкодисперсный порошок бледно-зеленого цвета. Данные шламовые отходы отличаются от высокодисперсных порошкообразных материалов природного и техногенного происхождения наноразмерностью, которая находится в пределах от 80 до 3000 нм и зависит от условий образования. Для получения огнеупорного пористого заполнителя использовался отработанный катализатор ИМ-2201 техногенного происхождения наноразмерностью от 100 до 200 нм.
Эффект от внедрения наноразмерных частиц принципиально выражается в том, что в системе появляется не только дополнительная граница раздела, но и носитель квантово-механических проявлений. Присутствие в системе наноразмерных частиц способствует увеличению объема адсорбционно и хемосорбционно связываемой ими воды и уменьшению объема капиллярно-связанной и свободной воды, что приводит к повышению пластичности керамической массы и прочностных показателей.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Для приготовления сырьевой смеси использовались следующие компоненты:
1) товарное натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 (см. ГОСТ 13075-81);
2) хлористый натрий (ГОСТ 13830-97, производства ОАО «Бассоль»), размолотый до размера менее 0,3 мм;
3) в качестве огнеупорного алюминийсодержащего компонента использовался отработанный катализатор ИМ-2201 с наноразмерностью от 100 до 200 нм, химический состав которого представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||
| Химический состав огнеупорного алюминийсодержащего компонента | ||||||
| Компоненты | Содержание, мас.% | |||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MgO | R2O | Cr2O3 | |
| Отработанный катализатор ИМ-2201 | 8,40 | 74,50 | 0,75 | 0,50 | 0,47 | 14,5 |
Составы, технологические параметры и физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||
| Составы, технологические параметры и физико-механические показатели пористого заполнителя | ||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия | 20 | 17 | 15 | 15 |
| Отработанный катализатор ИМ-2201 | 80 | 83 | 85 | 85 |
| Технологические параметры композиции | ||||
| Наноразмерность частиц отработанного катализатора ИМ-2201, нм | 200 | 150 | 100 | - |
| Термообработка гранул, °C | 350 | 370 | 400 | - |
| Температура обжига пористого заполнителя, °C | 850 | 900 | 950 | 850-900 |
| Физико-механические показатели пористого заполнителя | ||||
| Прочность при раскалывании, МПа | 2,43 | 2,58 | 2,88 | 1,35-1,40 |
| Насыпная плотность, кг/м3 | 310 | 320 | 350 | 300-320 |
| Огнеупорность, °C | 1520 | 1540 | 1560 | 1550 |
Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружался отработанный катализатор ИМ-2201, затем при включенной мешалке заливалось тонкой струйкой натриевое жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия. Перемешивание производилось до получения однородной массы.
Полученная масса системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, термообрабатывалась в интервале температур 350-400°C в печном грануляторе, вспучиваясь, при этом образуя шарообразные высокопористые гранулы.
Полученные гранулы обжигались в электрической печи в интервале температур 850-950°C.
Как видно из таблицы 2, предлагаемый способ производства позволяет значительно повысить прочность при раскалывании по отношению к прототипу.
Полученное техническое решение при использовании предложенного способа позволяет повысить прочность при раскалывании пористого заполнителя.
Использование техногенного сырья при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита /Д.Ю.Денисов, И.В.Ковков, В.З.Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С.107-109.
2. Абдрахимов В.З. Экологические и практические аспекты использования отходов нефтехимии в производстве огнеупорного теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла / В.З.Абдрахимов, В.К. Семенычев, И.В.Ковков, Д.Ю.Денисов, В.А.Куликов // Новые огнеупоры. - 2011. - №2. - С.5-8.
Способ получения огнеупорного пористого заполнителя, включающий дозирование и перемешивание керамической композиции, содержащей, мас.%: жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 15-20, отработанный катализатор ИМ-2201 - 80-85, гранулирование и вспучивание гранул, термообработку при температуре 850-950°C, отличающийся тем, что используют отработанный катализатор ИМ-2201 техногенного происхождения наноразмерностью от 100 до 200 нм.
