Гранулированное пеношлакостекло


 


Владельцы патента RU 2528798:

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

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 строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495 от 06.04.2005, МПК C03C 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ 21,5-23,0

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.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, 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.

Задача изобретения - утилизация шлаковых отходов ТЭС, снижение ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла без ухудшения его качества, снижение себестоимости.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 800-850°C в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Данное снижение обеспечивается за счет введения в состав шихты буры и боя стекла, значительно снижающих температуру вспенивания, а также антрацита, позволяющего производить вспенивание в данном интервале температур.

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

Шлак ТЭС 50-60
Бой стекла 30-40
Бура 3-7
Антрацит 3-7

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- грануляция;

- вспенивание;

- отжиг.

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, антрацита и боя стекла. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 1%.

Далее шихта подается на тарельчатый гранулятор и одновременно орошается водным раствором связующего (например, крахмала). Образовавшиеся гранулы непрерывно подают слоем до 50 мм на ленточно-сетчатую сушилку, в которой их сушат при температуре 200°C горячими газами до достижения влажности гранул около 2%.

Из сушилки гранулы попадают на вибросито, где происходит отсев мелочи. Далее гранулы обсыпаются разделяющей средой, например каолином, и подаются во вращающуюся печь вспенивания, в которой горячими газами при температуре 800-850°C в течение 10-25 минут осуществляется вспенивание гранул.

Из печи вспенивания гранулы вместе с разделяющей средой передаются во вращающуюся печь отжига, где проводится удлиненный цикл постепенного остывания без растрескивания гранул до комнатной температуры. Затем на выходе из печи отжига разделяющая среда отделяется от массы вспененных гранул и снова направляется в печь вспенивания, а гранулы направляются на склад готовой продукции.

В таблице приведены свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол.

Пример 1

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 60,0
Бой стекла 30,0
Бура 3,0
Антрацит 7,0

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте большого количества шлака ТЭС (60%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и малого количества боя стекла (30%) и буры (3%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 850°C при вспенивании в течение 25 минут.

Пример 2

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 50,0
Бой стекла 40,0
Бура 7,0
Антрацит 3,0

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте малого количества шлака ТЭС (50%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и большого количества боя стекла (40%) и буры (7%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 800°C при вспенивании в течение 10 минут.

Пример 3

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 54,5
Бой стекла 34,5
Бура 5,8
Антрацит 5,2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте среднего количества шлака ТЭС (54,5%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и среднего количества боя стекла (34,5%) и буры (5,8%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 820°C при вспенивании в течение 20 минут.

Пример 4

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 64,4
Бой стекла 30,1
Бура 1,3
Антрацит 4,2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте слишком большого количества шлака ТЭС (64,4%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и очень малого количества боя стекла (30,1%) и буры (1,3%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает невозможным вспенивание в заданном интервале температур, вследствие чего, в свою очередь, становится невозможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температурах 800-850°C при вспенивании в течение 10-25 минут.

Пример 5

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС 44,5
Бой стекла 44,5
Бура 8,8
Антрацит 2,2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте очень малого количества шлака ТЭС (44,5%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и слишком большого количества боя стекла (44,5%) и буры (8,8%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, приводит к чрезмерному вспениванию и оплавлению образцов, вследствие чего становится невозможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температурах 800-850°C при вспенивании в течение 10-25 минут.

Свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол представлены в таблице:

№ состава Водопоглощение В,% Объемная масса ρ·10-3, кг/м3 Предел прочности Rсж, МПа
1 2,46 0,248 2,155
2 3,13 0,236 1,035
3 2,89 0,241 1,679
4 0,25 1,466 4,223
5 10,54 0,552 0,112

Как видно из таблицы, требуемым уровнем свойств обладают образцы №1, 2, 3. Образцы №4, 5 вследствие своей структуры не могут обеспечить требуемого уровня свойств и являются непригодными для производства.

Снижение себестоимости гранулированного пеношлакостекла осуществляется за счет введения в состав шихты боя стекла, антрацита и шлака ТЭС, обладающих низкими ценами. Также использование шлака ТЭС решает задачу утилизации шлаковых отходов ТЭС.

Снижение ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла обеспечивается за счет введения в состав шихты антрацита, боя стекла и буры, совокупность физико-химических свойств которых позволяет производить спекание при температурах 800-850°C без ухудшения качества, что видно из таблицы.

Гранулированное пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, бой стекла и порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит буру, а в качестве порообразователя используется антрацит в следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС 50-60
Бой стекла 30-40
Бура 3-7
Антрацит 3-7



 

Похожие патенты:
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.

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.
Изобретение относится к производству пеностекла. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии изготовления 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.
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.
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 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.
Изобретение относится к гранулированным вспененным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении реакционной способности пеностекла. Шихта для получения пеностекла содержит, мас.%: жидкое стекло - 10-20; глицерин - 0,5-3; диатомит - 0,5-15; глина, или каолин, или бентонит - 3-25; стеклобой - остальное. 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области создания пористых теплозвукоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве, судостроении и энергетической промышленности. Технический результат изобретения заключается в улучшении звукоизолирующих характеристик и снижении водопоглощения теплоизоляционного материала. Указанный технический результат достигается тем, что ячеистый теплозвукоизоляционный материал получают из смеси, включающей углеродсодержащий газообразователь - сажу 0,5-1 мас.%, тонкомолотый стекловидный материал в количестве 99-99,5 мас.%, который содержит более 79% стеклофазы и в количестве от 5 до 20% кристаллической фазы с размером частиц менее 0,5 мкм. 1 табл.

Изобретение относится к гранулированной пеностеклокерамике. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии, расширении сырьевой базы при получении пеностеклокерамики с высокими эксплуатационными свойствами вплоть до 620-700°С. Осуществляют совместный помол предварительно подготовленных стекольного сырья, глины, углеродного газообразователя. К полученной шихте добавляют воду и формуют из нее гранулы. Гранулы смешивают с тонкоизмельченными опилками, вспенивают в газовой среде с содержанием СО 1-3% при температуре 830-850°С во вращающей печи с углом ее наклона 18-20°. После процесса вспенивания гранулы в пиропластичном состоянии формуют в полосу заданной геометрии. Затем полосу отжигают при начальной температуре 300-400°С с понижением до конечной температуры 80-90°С, режут, упаковывают и складируют. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и улучшении экологии окружающей среды за счет утилизации отходов производств энергонасыщенных материалов - тротила и нитробензола. Шихта для получения пеностекла изготавливается из мелкоизмельченного силикатного стекла следующего состава, мас.%: SiO2 - 60-72,5; СаО - 4,5-7,0; MgO - 1,5-3,5; Аl2O3 - 1,0-2,5; Na2O - 12,5-16,5. Стекло изготовлено на основе отходов производств тротила и нитробензола. К стеклу добавляют доломит в количестве 1,5-2,2% от общей массы шихты. 3 табл.
Изобретение относится к области получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и улучшении экологии окружающей среды за счет утилизации отходов производства тротила. Шихта для получения пеностекла изготавливается из мелкоизмельченного силикатного стекла следующего состава, масс. %: SiO2 - 60-72,5; СаО - 4,5 - 7,0; MgO - 1,5-3,5; Аl2O3 - 1,0-2,5; Na2O - 12,5-16,5. Стекло изготовлено на основе отходов производства тротила. К стеклу добавляют доломит в количестве 1,5-2,2% от общей массы шихты. 3 табл.
Наверх