Гранулированное пеношлакостекло


 


Владельцы патента RU 2515520:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

Изобретение относится к гранулированному пеношлакостеклу. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 850-870°С. Гранулированное пеношлакостекло получают на основе следующих компонентов, мас.%: шлак ТЭС 55-70; борная кислота 10-20; мел 1-5; стеклобой 14-25. 3 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности гранулированного пеношлакостекла, применяемого в качестве эффективного теплоизолирующего материала в различных строительных конструкциях для утепления, например, стен, полов, кровель промышленных и гражданских зданий.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, заявка 2003124103/03 от 31.07.2003, МПК С03С11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ 20,0-21,0
Шлам алюминиевого
производства 1,0-2,0
Растворимое стекло 8,0-10,0
Бой стекла Остальное

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495. 3аявка: 2005109984/03, 06.04.2005, МПК C03C 11/00), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ 21,5-23
Пыль электрофильтров
кремниевого производства 3,0-5,0
Растворимое стекло 7,0-8,0
Бой стекла Остальное

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°C.

Задача изобретения - упрощение технологии получения пеношлакостекла, при сохранении качества продукта.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла, снижении ресурсоемкости технологии пеношлакостекла, за счет расширения сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС.

Технический результат достигается за счет введения в состав гранулированного пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковых отходов ТЭС (шлак ТЭС) при следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС 55-70
Борная кислота 10-20
Мел 1-5
Стеклобой 14-25

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты; формование гранул;

- вспенивание;

- отжиг;

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400-600 м2/кг. Влажность смеси до 1%.

Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором растворимого стекла, сушку гранул производят на ленточно-сетчатой сушилке при температуре 400°C до влажности 2%. Полученные гранулы переносят в разогретую до 500°C электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе гранулированного пеношлакостекла. Время вспенивания - 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°C.

После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранулированного пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

В таблице приведены свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол.

Пример №1.

Для получения шихты гранулированного пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав гранулированного пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 66,6
Борная кислота 14,3
Мел 4,8
Стеклобой 14,3

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Пример №2.

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 57,1
Борная кислота 14,3
Мел 4,8
Стеклобой 23,8

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Пример №3.

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 61,9
Борная кислота 14,3
Мел 4,8
Стеклобой 19,0

Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

Свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол
№ состава Водопоглощение, % Плотность, ρ*10-3 кг Предел прочности Rсж, МПа
1 17,97 0,385 1,13
2 19,38 0,378 1,00
3 37,00 0,365 1,16

Гранулированное пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, стеклобой, порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит борную кислоту, а в качестве порообразователя используется мел в следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС 55-70
Борная кислота 10-20
Мел 1-5
Стеклобой 14-25



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству пеностекла. Технический результат изобретения заключается в упрощении способа получения цветного пеностекла.
Изобретение относится к составу шихты, используемой для изготовления стеклогранулята для производства гранулированного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении щелочестойкости стекла, снижении себестоимости шихты и уменьшении расходов энергоресурсов на варку стекла.
Изобретение относится к производству пеностекла. Технический результат изобретения заключается в получении пеностекла из техногенных отходов.
Изобретение относится к строительным теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении температуры вспенивания до 900-950°C, себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС и упрощении технологии получения пеношлакостекла.
Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 900-950°С и упрощении технологии получения пеношлакостекла.
Изобретение относится к составу стекольной шихты, используемой для изготовления стеклогранулята для пеностекла. .

Изобретение относится к способам подготовки шихты для изготовления стеклогранулята для пеностекла. .

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам, в частности пеностеклу. .
Изобретение относится к области производства пеностекла. .
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства изделий из пеностекла. .

Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии получения вспененного материала, снижении температуры вспенивания шихты, снижении термических напряжений в изделии. Шихта для изготовления вспененного материала содержит аморфную кремнеземистую породу и натриевое жидкое стекло с модулем 1,2-1,5 и плотностью 1350-1400 кг/м3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: аморфная кремнеземистая порода - 43; натриевое жидкое стекло - 57. Исходные компоненты шихты перемешивают в течение 10-15 мин и получают пластичную формовочную массу. Массу гранулируют с последующим опудриванием гранул во вспученном вермикулите с размером зерен 0,5-2,5 мм. Вспенивание гранулированной шихты проводят в замкнутом объеме металлической формы при температуре 680-700°С в течение 0,5-1 ч. Охлаждение форм с готовыми изделиями проводят от температуры вспенивания до температуры 50°С на воздухе в течение 1-3 ч. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к производству пеностекла. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии изготовления пеностекла. Измельченное силикатное стекло и газообразователь смешивают, укладывают полученную смесь. В качестве газообразователя используют порошок шлама водоочистки, образующегося в результате удаления солей жесткости при водоподготовке на тепловых электроцентралях. Количество шлама составляет 1-10% от массы силикатного стекла. 2 пр.

Способ и устройство для изготовления пористого остеклованного блока могут найти применение в строительстве для изготовления крупноблочных теплоизоляционных и стеновых конструкций и в качестве наполнителей легких бетонов. Предварительно, например, с помощью масс-спектрометра определяют химический состав гранулированной кварцсодержащей шихты и по химическому составу рассчитывают петрохимический коэффициент щелочности, затем кварцсодержащую шихту равномерно и с постоянной скоростью подают в зону нагрева, в которой под действием термоудара гранулы шихты перемешивают, вспенивают и нагревают до температуры, температуру вспенивания Тогн в зоне нагрева обеспечивают согласно формуле Тогн=2781,5-974,7 ПКЩ, где ПКЩ - петрохимический коэффициент щелочности, в период появления жидкой стеклофазы на поверхности гранул проводят формование пористого остеклованного блока, в начале кристаллизации форму с заполненными вспененными гранулами удаляют из зоны нагрева, кристаллизацию проводят, снижая температуру со скоростью 15-20ºС/мин до температуры спекаемости Тспек, которую определяют по формуле Тспек=2364,3-873,4 ПКЩ, и выдерживают при указанной температуре 10-60 мин для фиксирования образовавшейся пористой структуры сформованного блока, затем осуществляют охлаждение и изотермическую выдержку блока в течение 8-60 мин при температуре отжига 400-650ºС, после чего форму с блоком охлаждают до температуры 70ºС и вынимают из формы. Для реализации способа устройство содержит теплоагрегат, состоящий из двух емкостей, установленных последовательно и соединенных между собой в верхней части каналом. В первой емкости расположена зона нагрева с устьем для наддува нагретого сжатого воздуха и/или азота и инертных газов. Вторая емкость выполнена из двух частей, отделенных шибером-задвижкой. Верхняя часть второй емкости предназначена для накопления и осаждения вспененных в первой камере гранул, а нижняя - для установки формы. Последовательно со второй емкостью установлена печь, например туннельная. Печь связана со второй емкостью с помощью механизма для извлечения и подачи формы и состоит из трех последовательных зон. Первая зона - зона спекаемости вспененных гранул, вторая зона - зона охлаждения пористого остеклованного блока до температуры отжига стеклофазы, а третья зона - зона охлаждения до температуры 80-70°С. Все зоны соединены между собой механизмом для перемещения форм. Технический результат - повышение эффективности и производительности изготовления пористых остеклованных блоков и улучшение их качества. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к производству гранулированного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, упрощении способа производства гранулированного пеностекла при сохранении высокой щелочностойкости получаемого гранулированного пеностекла. Несортовой стеклобой измельчают с получением тонкомолотого стекольного порошка. К стекольному порошку добавляют порообразователь, крупнопористый силикагель и связующее с получением пеностекольной смеси. Крупнопористый силикагель измельчен до размера частиц не более 80 мкм. Смесь гранулируют и вспенивают сырцовые гранулы в печи с получением гранулированного пеностекла. 2 з.п.ф-лы,2 табл.
Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла и температуры вспенивания гранулированного пеношлакостекла до 800-850 С°. Гранулированное пеношлакостекло содержит следующие компоненты, мас.%: шлак ТЭС 50-60; бой стекла 30-40; бура 3-7; антрацит 3-7. 5 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, прочности конечного продукта, снижении энергозатрат и сокращении времени отжига. Пенообразующую смесь помещают в металлические формы, которые нагревают в печи со скоростью 3,7°C/мин до 820°C с выдержкой 40 мин с последующим резким охлаждением до 600°С со скоростью 2,0°C/мин и отжигом 12 часов. 4 табл.

Изобретение относится к комплексной переработке железистых редкометальных руд с получением пористого стекломатериала. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы для получения стекломатериала. Шихту состава на основе руды, мас. %: SiO2 - 5,1; CaO - 0,9; Al2O3 - 5,2; MgO - 0,3; Fe2O3 - 54, MnO - 13,1; ZnO - 0,9; SrO - 0,4; P2O5 - 5,1; SO3 - 0,7; TiO2 - 0,9; Y2O3 - 0,3; ZrO2 - 0,06; BaO - 2,6; Nb2O5 - 0,9; La2O3 - 2,0; CeO2 - 3,1; Pr2O3 - 0,32; Nd2O3 - 0,97; ThO2 - 0,1, при содержании углерода до 0,5 мас.% сверх 100% плавят в слабо восстановительной среде при температуре 1300°C и при соотношении SiO2/CaO=5,6. Содержание Na2O в руде доводят до 3 мас.%. Происходит разделение расплава и удаление металлической высокофосфористой части расплава на основе железа. В оставшемся расплаве доводят содержание углерода до 15 мас.% сверх 100% углем для создания сильно восстановительной среды. Соотношение SiO2/CaO доводят до 0,9 известняком, повышают температуру до 1600°C, плавят до образования карбида кремния. Осуществляют разделение расплава на металлическую и силикатную части. Удаляют низкофосфористый чугун и охлаждают силикатную часть расплава термоударом для получения пористого химически активного стекломатериала, обогащенного окислами редкоземельных металлов, эффективного для дальнейшей переработки. 2 пр.

Изобретение относится к получению блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в сокращении времени вспенивания, снижении энергозатрат, в повышении термостойкости, прочности пеностекла. Пенообразующая смесь включает медицинское стекло XT и медицинское стекло АБ в соотношении 4:1 и пенообразователь. Нагрев пенообразующей смеси производят со скоростью 3,5°C/мин. Вспенивание проводят при 830°C в течение 45 минут с последующим резким охлаждением с 600 до 400°C со скоростью 0,5°C/мин и с 400 до 50°C со скоростью 1,1°C/мин. 4 табл.
Изобретение относится к пористым стекломатериалам. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры и времени плавления шихты. Готовят шихту на основе кремнистых пород и доводят соотношение SiO2/CaO до 0,75-1,04. Шихту плавят при температуре 1500-1550°C, при следующем содержании компонентов, мас.%: SiO2 - 40,1-47, CaO - 44,9-53,2, Al2O3 - 2-15, MgO - 0,8-4, Fe2O3 - 0,2-5, Na2O - 0,6-1,5, K2O - 0,6-1,5, TiO2 - 0,2-1,5, SO3 - 0,01-0,3. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к составам для получения теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла. Шихта для гранулированного пеношлакостекла содержит следующие компоненты, мас.%: шлак ТЭС - 20-30; металлургический шлак - 10-20; бой стекла - 40-60; бура - 3-7; антрацит - 3-7. 5 пр., 1 табл.
Наверх