гранулированное пеношлакостекло
| Классы МПК: | C03C11/00 Пеностекло |
| Автор(ы): | Смолий Виктория Александровна (RU), Яценко Елена Альфредовна (RU), Косарев Андрей Сергеевич (RU), Гольцман Борис Михайлович (RU) |
| Патентообладатель(и): | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2012-09-10 публикация патента:
10.05.2014 |
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.
Формула изобретения
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 |
Описание изобретения к патенту
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, | 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 |
