Сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя

 

Союз Соввтсннк

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()908773

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (SI ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 01.07.80 (21) 2949487/29 33 с прнсоеаннениен заявки J4 (23) Приоритет

Опубликовано 28.02. 82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02.82 (51)М. Кл.

С 04 В 31/20

Государственный кемнтет

СССР ио делен кзабретеннЯ н етерыткЯ

f 53) УАК 666.96.. 12 (088. 8) Г

М.К. Кабанова, В.Д. Авакова, В.И. Шипулин,, В.А. Бардин и P.Ñ. Лотоцкая (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский инвтитут по керамзиту НИИкерамэит (71) Заявитель (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО

ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Изобретение относится к производству строительных материалов, а более конкретно к сырьевой смеси для изготовления пористого заполнителя; например керамзита, и может быть использовано в жаростойких бетонах с высокими теплоиэоля.тионными свойствами.

Известна сырьевая смесь для получении керамеита (1), вклюиаоцав, вес.6: глинистое сырье 40-90 и добавку, в качестве которой используют шлаки металлургического производства меди 10-60.

Недостатком указанной сырьевой смеси является низкая огнеупорность о (1200 С) получаемого заполнителя.

Это связано с тем, что шлаки металлургического производства меди содержат значительные количества активных флюсующих окислов железа-(Ге20 -тРеО) до 55,123 и окиси кальция (СаО)5,651, которые вызывают появление эвтектического расплава при низких темпе2 ратурах. Кроме того, в шлаках металлургического производства меди содержится незначительное количество тугоплавкого окисла А зО -3,78ь, что крайне недостаточно для образования огнеупорного минерала муллита (3A0<0>2Si0<) при обжиге сырьевой смеси.

Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая смесь для изготов10 ления пористого заполнителя (2 ), включающая, вес.Ж: глинистое сырье

75-95 и добавку - дисперсные шлаки производства алюминиевых сплавов 525 °

3j

Недостатком известной сырьевой смеси является то, что пористый заполнитель из нее имеет высокую кажущуюся плотность и огнеупорность до

1400 С. Это объясняет тем, что из0 вестная сырьевая смесь включает вы,сокое содержание плавней - смеси солей NaC6 и KCC (25-753), которые являются активными флюсующими компо908773

50 нентами, понижающими огнеупорность пористого заполнителя, ввиду образования легкоплавких эвтектик в составе стекпофазы; при этом содержание тугоплавкого компонента А0 0> в химсоставе шихты ограничено, поскольку шлаки вводят в сырьевую смесь в сравнительно небольших к личествах (5251). Это является причиной недостаточного образования огнеупорного ми- to нерала муллита в составе пористого гравия. Данные шлаки не могут быть использованы без предварительной переработки, включающей отсев крупных фракций (корольков размером более 15

0,7-1,5 мм) и последующее иэмельче" а шаровой мельнице.

Цель изобретения - повышение. orIioóïoðíocTи и снижение кажущейся плотности пористого заполнителя. 20

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя, включающая глинистое сырье и добавку, содержит в качестве добавки отвальный продукт обогащения руд редких металлов при следующем соотношении компонентов, мас.!, :

Глинистое сырье 20-60

Отвальный продукт обогащения руд редких металлов 40-80

Отвальный продукт обогащения руд редких металлов содержит следующие компоненты, мас.! Si0 43,0-46,6;

М2 Оз 34, 5-38, 5; е оБш 4, 3-5,8;

СаО 0,3-0,5; MgO 0,1-0,4; К20 0,2О, 4; и, и. и. 13. 4-14,4; орг. 0,4-0,6.

Отвальный продукт может быть введен в смесь как в виде порошка, так в виде суспензии или пасты.

Отвальный продукт поступает в отгал из гидроциклонов в смеси с во" дой. Обезвоженный продукт представляет собой тонкодисперсный светложелтый порошок. Его основу (65-75%) составляет тонкодисперсный пелитовый материал с крупностью частиц (0,005 мм, в том числе < 0,001 мм до 56;;.

Минералогическую основу отвального продукта составляет каолинит (8190 Д ) AU>0>- 2Si0> 2Н О, что и обуславливает высокую огнеупорность этого отхода (1600 С). Это объясняется осо- 5s бенностью стр-:;г .ч. А8 О >, кристаллическая решетк "..*.: рого состоит не иэ молекул, а из ионов, причем О большего размера (r - l, 36 А), между ними располагаются ионы меньшего размера АР, (г - 0,57 A), связь эта очень прочная, для разрушения которой необходима высокая температура.

В процессе обжига смеси, начиная с 1100-1200 С, глинозем исходного материала превращается в муллит по реакции 3 (AR O + 2S i 02) 3AO Oa . 2S10 +

+ 4S1О и при 1400-1450 С содержание его в составе керамзитового гравия достигает максимального значения (3043,5!. ). С повышением температуры улучшается дифференциация муллита по химическому составу, который приближается к теоретическому (3AC O> +

+ 2 102)

Иуллит является основной кристаллической фазой в составе керамэита после обжига и наряду с тугоплавкой стеклофазой образует высокотемпературный скелет" керамзита, что обуславливает его высокую огнеупорность, Кроме того, в процесс обжига при

1400-1450 С происходит насыщение стеклофазы ионами А с образовани+3 ем тетраэдров А ОА, которые пронизывают общий каркас стекла с образованием связи SiО-О-А, которые обладают высокой прочностью и устойчивостью к воздействию температур.

Отвальный продукт, входящий в состав сырьевой смеси, при температуре вспучивания создает оптимальную вязкость для равномерной поризации материала, что обеспечивает получение заполнителя с минимальной объемной массой. Процесс обжига заполнителя сопровождается являениями спекания материала, начиная с 1300 С,при повышении температуры до 1.450 С образуется реакционно-способный расплав, насыщенный ионами АЕ+Ъ и Si 4, вязо кость которого при с = 1450 C равна

t,48 10 ПЛС. 3а счет густовязкости имеет место интенсивная и равномерная пориэация массы, так как все газы, выделяющиеся в широком температурном интервале 900-1450 С, удерживаются в массе, не прорывая стенки и не образуя каверн, что имеет место в маловязкой пиропластической массе. В результате образуется хорошо поризованный материал с низкой объемной массой и низким коэффициентом теплопроводности (0,35 ккал/м ч град С). Оптимальное содержание доо

5 9087 бавки отвального продукта обогащения руд редких металлов составляет 40801. При этом керамэитовый гравий имеет объемную массу Я к 0,3200,80 г/см и соответственно огнеЪ упорность 1450-1600 С.

Уменьшение содержания добавки менее 40 в со таве сырьевой смеси приводит к резкому снижению огнеупорности керамзита при минимальной объемной массе. Увеличение добавки свыше 803 приводит к увеличению объемной массы керамзитового гравия при сохранении огнеупорности 1600 С.

Пример. Готовят составы пред- l5 лагаемой сырьевой смеси из высоковспучивающегося сырья с добавкой отвального продукта обогащения руд редких металлов, а также составы известной сырьевой смеси с добавкой 20 дисперсных шлаков алюминиевых сплавов.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Предлагаемая смесь

1600

1300

0,32

0 37

1450

0,45

0,80

1450

Таблица 125

Известная смесь

Содержание, мас.

1400

0,97

1300

Дисперсные шлаки производства алюминиевых сплавов

1400

Отвальный

Глинистое сырье

1300 зо продукт обогащения руд редких металлов

1260

1,9

2,5

1200

Из табл. 2 следует, что пористый заполнитель из предлагаемой сырьевой смеси имеет более высокую огнеупорность (1450-1600 С)и значительно меньшую кажущуюся плотность (0,32

0,80 г/см ), чем аналогичные показа о тели заполнителя из известной сырьевой смеси.

Использование сырьевой смеси предлагаемого состава в условиях промышленного производства пористого заполнителя позволит получить легкий заполнитель и на его основе изготовить теплоизоляционные и теплоизоляционноконструкционные бетоны с лучшей теплоиэолирующей способностью за счет снижения теплопроводности зерен самого заполнителя, а высокая огнеупорность гравия даст воэможность получить жаростойкие бетоны с диапазоном рабоо чих температур до 1500 С.

Таким образом, использование отвальных продуктов руд редких металлов для производства эффективных пористых заполнителей специального наПредлагаемая смесь

60

40

30

20

Известная смесь

60

30

Из приготовленных смесей формуют сырцовые гранулы пластическим способом, применяемым в промышленном производстве керамзитового гравия.

Сформованные гранулы обжигают в электропечи шахтного типа по предварительно установленным оптимальным режимам.

После в пучивания сырцовых гранул определяют кажущуюся плотность (объемную массу в куске) и огнеупорность пористого заполнителя.

В табл. 2 представлена температура обжига сырцовых гранул, кажущаяся плотность и огнеупорность.

Таблица 2

Температура Кажущаяся Огнеупоробжига, С плотность, ность, С о о г/см

908773

Составитель М. Хитрова

Редактор Е. Дичинская Техред М. Рейвес Корректор А. Дзятко

Заказ 730/26 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 значения для легких жаростойких бетонов позволит решить задачу по замене дефицитных дорогостоящих тяжелых и легких штучных огнеупорных изделий, повысить производительность труда до 303, снизить сроки ремонтных простоев. агрегатов на 403, уменьшить толщину и массу конструкций на

30-403, снизить теплопотери на 75203, расход металла на 10-153, уве- 1î личить межремонтный пробег в 1,52 раза, а также повысить индустриальность и решить частично экологическую проблему - освободить площади земельных угодий, занятые под отвалы, снизить расходы на содержание отвального хозяйства.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой сырьевой смеси около щ

42,5 руб. на каюдом кубометре бетона.

8 формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления ористого заполнителя, включающая глинистое сырье и добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения огнеупорности и снижения кажущейся плотности, она содержит в качестве. добавки отвальный продукт обогащения руд редких металлов при следующем соотношении компонентов, мас.4:.

Глинистое сырье 20-60

Отвальный продукт обогащения руд редких металлов 40-80

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ц 581118, кл. С 04 В 31/20, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N 403648, кл. С 04 В 31/20, 1971.