Композиция для производства пористого заполнителя

Авторы патента:

C04B38/00 - Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их (обработка шлака газом или газообразующим материалом C04B 5/06)

C04B20/06 - вспучивание глины, перлита, вермикулита или аналогичных гранулированных материалов

C04B14/24 - пористого, например вспененного стекла

Владельцы патента RU 2575659:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (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 теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ 50-70, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, 1-3, отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующихся углей, содержащий мас.%: SiO₂ - 53,05, Al₂O₃ - 17,4, Fe₂O₃ - 3,74, MgO - 1,90, CaO - 3,52, R₂O - 3,81, п.п.п. - 16,52, 22-49. Технический результат - повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя, утилизация промышленных отходов. 4 табл.

Известна композиция для получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас. %: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40 / 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/.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.

Известна композиция для получения водостойкого пористого заполнителя состава, мас. %: натриевое жидкое стекло - 50-70, хлорид натрия - 1-3, горелые породы с содержанием глинистой составляющей не менее 50% и потери при прокаливании не менее 16% - 22-49 / Патент №2481286 Российская Федерация, МПК С04 В 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.

Недостатком указанного состава являются относительно низкие прочность при сжатии (2,0-2,12 МПа) и коэффициент размягчения (93-94).

Данное техническое решение принято за прототип.

Техническим результатом является повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя.

Указанный технический результат достигается тем, что в композицию для получения водостойкого пористого заполнителя, включающую натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ и хлористый натрий, размолотый до размера менее 0,3 мм, дополнительно вводят отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующихся углей, содержащий, мас. %: SiO₂ - 53,05; Al₂O₃ - 17,4; Fe₂O₃ - 3,74; MgO - 1,90; CaO - 3,52; R₂O - 3,81; п.п.п. - 16,52, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³	50-70
хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм,	1-3
отход углепереработки, образующийся
при обогащении коксующихся углей,	22-49

В качестве наполнителя для производства пористого заполнителя использовался отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующихся углей на Абашевской ЦОФ.

В деятельности угольного объединения Южного Кузбасса важное место принадлежало службе обогащения угля. По настоящее время в районе действует ЦОФ «Абашевская», основными потребителями продукции которой являются металлургические комбинаты и коксохимические заводы.

Вещественный состав отхода углепереработки, образующегося при обогащении коксующих углей на Абашевской ЦОФ, представлен следующими веществами, мас. %: набухающие глинистые частицы (размером менее 0,005 мм) - 31, песчаные (размером 1-0,05 мм) - 47; пылеватые частицы (размером 0,05-0,005 мм) - 22. Гранулометрический состав отхода углепереработки, образующегося при обогащении коксующих углей, представлен в таблице 1, а химический состав - в таблице 2.

Известно, что основным условием, обеспечивающим вспучивание композиции при ее нагревании, является совмещение во времени пиропластического состояния композиции с интенсивным газовыделением внутри обжигаемого материала. Пиропластическое состояние композиции обеспечивают жидкое стекло и содержание в отходе углепереработки, образующемся при обогащении коксующих углей на Абашевской ЦОФ, глинистой составляющей, а газовыделение - содержание в отходе углепереработки - органики (п.п.п. таблица 1).

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 тонкомолотого компонента - отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующих углей на Абашевской ЦОФ.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (таблица 3) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, аналогично технологии, представленной в прототипе. Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружались тонкомолотый компонент и хлорид натрия, которые тщательно перемешивались, затем в готовую сухую смесь при включенной мешалке заливалось натриевое стекло тонкой струйкой. Перемешивание производилось до получения однородной массы, но не менее 5 минут.

Полученная смесь системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, которые термообрабатывались при 250-300°C в печном грануляторе, вспучиваясь при этом и образуя шарообразные высокопористые гранулы. Полученные гранулы помещались в электрическую печь, разогретую до температуры 790°C, и выдерживались там 10 минут. После изотермической выдержки гранулы охлаждались при скорости охлаждения 40°C/мин. Физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокие прочность на сжатие и коэффициент размягчения, чем прототип.

Техническое решение при использовании предложенных составов позволяет повысить прочность на сжатие и коэффициент размягчения 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. Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.

Композиция для производства пористого заполнителя, включающая натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ и хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующихся углей, содержащий, мас.%: SiO₂ - 53,05; Al₂O₃ - 17,4; Fe₂O₃ - 3,74; MgO - 1,90; CaO - 3,52; R₂O - 3,81; п.п.п. - 16,52, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³	50-70
хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм	1-3
отход углепереработки, образующийся
при обогащении коксующихся углей	22-49

Изобретение относится к технологиям производства пористых заполнителей конструкционного назначения на основе техногенного сырья и рекомендуется для крупномасштабной переработки отходов теплоэнергетики в виде кислых и ультракислых зол.

Способ получения пористого строительного материала // 2569138

Изобретение относится к области переработки кремнеземсодержащего нерудного сырья: опал-кристобалитовых горных пород, а также глин и суглинков в пористые пеностеклокристаллические материалы, используемые в строительной индустрии и для теплоизоляции промышленного оборудования различного назначения.

Материал на основе аэрогеля, который является суперизолирующим при атмосферном давлении // 2569112

Изобретение относится к твердым материалам на основе гидрофобного аэрогеля и органического связующего и может быть применено для тепловой изоляции зданий. Твердый теплоизоляционный материал, свободный от филлосиликатов, содержит: от 70 до 98% (об.), предпочтительно от 75 до 96% (об.), в частности от 80 до 95% (об.) частиц гидрофобного кварцевого аэрогеля, характеризующихся собственной плотностью от 110 до 210 кг/м3, от 0,3 до 12% (об.), предпочтительно от 0,5 до 9% (об.) органического связующего, образованного по меньшей мере одним органическим полимером и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом или по меньшей мере одним амфифильным органическим полимером, содержащим как гидрофильные последовательности звеньев или группы, так и гидрофобные последовательности звеньев или группы, при этом данные объемные доли определены по анализу изображений для тонких срезов твердого материала и приведены по отношению к совокупному объему материала, а частицы аэрогеля характеризуются распределением частиц по размерам, демонстрирующим по меньшей мере два максимума, причем первый максимум соответствует эквивалентному диаметру (d), меньшему чем 200 мкм, предпочтительно находящемуся в диапазоне от 25 до 150 мкм, а второй максимум соответствует эквивалентному диаметру (D), находящемуся в диапазоне от 400 мкм до 10 мм, предпочтительно от 500 мкм до 5 мм.

Пористый углеродный продукт и способ его получения // 2568616

Изобретение относится к получению пористых углеродных изделий и может быть использовано в электродах для топливных ячеек, суперконденсаторах и электрических аккумуляторах, в качестве адсорбентов и других областях.

Способ повышения теплоемкости и теплоаккумулирующей способности бетонов и строительных растворов // 2562633

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для повышения удельной теплоемкости и теплоаккумулирующей способности бетонов и строительных растворов.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2561383

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 99,4-99,6, выгорающую добавку - сухие стебли камыша влажностью в сухом состоянии 10-12%, размолотые до прохождения через сетку № 2,5 0,3-0,5, омыленную канифоль 0,1-0,15.

Сырьевая смесь для изготовления керамзита // 2558032

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления керамзита. Сырьевая смесь для изготовления керамзита включает, мас.%: кирпичную глину 96,5-98,0, каолин 0,5-1,0, жидкое стекло с силикатным модулем 3,2-4 и плотностью 1300-1500 кг/м3 1,5-2,5.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2555972

Композиция для производства пористого заполнителя // 2555171

Способ изготовления искусственного пористого заполнителя // 2545545

Изобретение относится к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов. В способе изготовления искусственного пористого заполнителя, включающем послойную укладку гранулированного материала и его спекание в слоях, для образования, по меньшей мере, двух слоев толщиной 10-15 мм каждый, в качестве гранулированного материала используют бой стекла фракции 3-5 мм и гранулированный доменный шлак фракции 0,6-5 мм, после чего спекают при температуре 900-1050°C, охлаждают, подвергают дроблению и фракционированию.

Способ изготовления заполнителя для бетона // 2572858

Изобретение относится к области производства заполнителей. Способ изготовления заполнителя для бетона включает подготовку массы на основе легкоплавких глин, способных вспучиваться в условиях термической обработки, ее увлажнение до 17-26%, формование гранул, нанесение на поверхность отформованных гранул слоя пыли, образующейся при переработке льна, сушку гранул до влажности 1-6%, обжиг гранул при температуре 1100оС, охлаждение гранул до температуры 20-50оС.

Пористый заполнитель бетона и способ его получения // 2570161

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству искусственных пористых заполнителей с развитой контактной поверхностью из кремнистых пород для легких бетонов, теплоизоляционных засыпок и других изделий.

Шихта для производства заполнителя // 2566838

Изобретение относится к производству заполнителей для бетонов. Шихта для производства заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 96,5-98,7, сухой торф 1,0-3,0, каолин 0,3-0,5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2566837

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 98,0-99,9, выгорающую добавку - измельченные на частицы площадью 0,5-1 см2, использованные проездные билеты в виде бумажной оболочки с заключенной в нее микросхемой 0,1-2,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2566150

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 75,2-75,8, дробленый до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм шунгит 1,0-1,5, золу-унос 9,0-13,0, карбоксиметилцеллюлозу 0,2-0,3, глинистые отходы обогащения циркон-ильменитовой руды 10,0-14,0.

Шихта для производства заполнителя // 2562076

Изобретение относится к производству заполнителей для бетонов. Шихта для производства заполнителя содержит размолотые до прохождения через сетку №063 компоненты, мас.%: глину монтмориллонитовую 87,0-89,5, уголь 0,5-1,0, фосфорит 5,0-6,0, кварцевый песок 5,0-6,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2562074

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 88,5-93,5, размолотый до удельной поверхности 2000-2500 см2/г доломит 6,0-10,0, подмыльный щелок, предварительно разведенный в горячей воде с температурой 85-90°С, 0,5-1,5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2562073

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 95,5-97,0, размолотый до прохождения через сетку №0,63 уголь 1,0-1,5, каолин 1,0-1,5, просеянные через сетку №5, пропитанные насыщенным водным раствором буры и высушенные до влажности не более 6% древесные опилки 1,0-1,5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2562072

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 88,5-90,5, размолотый до удельной поверхности 2000-2500 см2/г уголь 0,5-1,0, золу-унос 8,0-10,0, этилсиликонат натрия или метилсиликонат натрия 0,5-1,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2562071

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 74,0-78,0, уголь 1,0-2,0, отвальный гранулированный шлак медно-никелевого производства 20,0-25,0.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2555972