EA021140B1 - Method for producing foamsilicate - Google Patents
Method for producing foamsilicate Download PDFInfo
- Publication number
- EA021140B1 EA021140B1 EA201201425A EA201201425A EA021140B1 EA 021140 B1 EA021140 B1 EA 021140B1 EA 201201425 A EA201201425 A EA 201201425A EA 201201425 A EA201201425 A EA 201201425A EA 021140 B1 EA021140 B1 EA 021140B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- mixture
- siliceous
- heat
- aqueous solution
- insulating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к способу изготовления неорганических пористых материалов (теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных) пеносиликатов из широко распространенных кремнистых пород (трепел, диатомит, опока и др.).The invention relates to the production of building materials, in particular, to a method for manufacturing inorganic porous materials (heat-insulating and structural-heat-insulating) foam silicates from widespread siliceous rocks (tripoli, diatomite, flask, etc.).
Известны блочные и гранулированные теплоизоляционные пористые строительные материалы неорганического состава, получаемые из порошков стекла с газообразователем. Все типы и классы таких материалов обозначают единым термином - пеностекло (блочное или гранулированное).Inorganic composition block and granular heat-insulating porous building materials obtained from glass powders with a blowing agent are known. All types and classes of such materials are designated by a single term - foam glass (block or granular).
При всей сумме положительных свойств пеностекла оно не нашло широкого распространения в связи с высокими затратами на плавку стекла. Бой стекла имеет ограниченный сырьевой ресурс. Для снижения энергетических затрат пеностекольных производств в настоящее время все большее внимание уделяется разработкам изготовления пеноматериалов из природного сырья - алюмосиликатных и кремнистых пород без предварительной переплавки в стекло. Кремнистые породы - трепел, диатомит, опока и др. являются широко распространенными и доступными для добычи породами. Пеноматериалы, изготавливаемые из кремнистых пород или с частичным их использованием, правильнее называть пеносиликатами.With all the positive properties of the foam glass, it is not widely used due to the high cost of glass melting. Glass break has a limited raw material resource. To reduce the energy costs of foam glass production, more and more attention is currently being paid to the development of the production of foams from natural raw materials - aluminosilicate and siliceous rocks without preliminary melting into glass. Siliceous rocks - tripoli, diatomite, flask, etc. are widespread and available for mining rocks. Foam materials made from siliceous rocks or with their partial use, it is more appropriate to call foam silicate.
Известен способ получения блочного пеносиликата из порошков стекла, песка, газообразователя и раствора силиката натрия (жидкого стекла). Компоненты смешивают, из смеси формуют гранулы методом окатывания, их помещают в жаростойкие формы и обжигают при температуре 760-800°С. При этой температуре происходит плавление и вспенивание гранулированной шихты с образованием единого блока пеносиликата. Гранулирование порошковой шихты по известному решению осуществляют для устранения пыления в печном отделении. Плотность пеносиликатов, полученных по известному решению, составляет 220-265 кг/м3 (патент РФ № 2225373, МПК С03С 11/00, опубл. 10.03.2004 [1]).A known method of producing block foam silicate from powders of glass, sand, blowing agent and a solution of sodium silicate (water glass). The components are mixed, pellets are formed from the mixture by the pelletizing method, they are placed in heat-resistant forms and fired at a temperature of 760-800 ° C. At this temperature, the granular charge melts and foams to form a single foam silicate block. Granulation of the powder mixture according to a known solution is carried out to eliminate dusting in the furnace compartment. The density of the foam silicates obtained by a known solution is 220-265 kg / m 3 (RF patent No. 2225373, IPC С03С 11/00, publ. 03/10/2004 [1]).
Такой пористый строительный материал в большей степени представляет собой пеностекло, так как он изготавливается из состава, в котором преимущественно содержится порошок боя стекла. В составах известного решения на 1000 г порошка стекла расход песка составляет 20-40 г.Such a porous building material to a greater extent is foam glass, since it is made from a composition that mainly contains glass breakdown powder. In the compositions of the known solution per 1000 g of glass powder, sand consumption is 20-40 g.
Разработка способов изготовления пористых строительных материалов из кремнистых пород без использования в составах стекла и без предварительного расплавления природного сырья в стекло ведутся давно (Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989, с. 197-207 [2]). Во всех известных способах и составах получения пеносиликатных материалов из кремнистых пород в качестве плавня используется щелочной компонент - водный раствор гидроксида натрия (ΝαΟΗ). Так как гидроксид натрия добавляют к измельченному сырью в виде водного раствора, он лучше гомогенизируется с кремнистым порошком и поэтому проявляет флюсующие свойства лучше, чем другие известные Να-содержащие твердые соединении (карбонаты или сульфиды натрия др.).The development of methods for the manufacture of porous building materials from siliceous rocks without using glass in compositions and without preliminary melting of natural raw materials into glass has been going on for a long time (Gorlov Yu.P. Technology of heat-insulating and acoustic materials and products. M: Higher school, 1989, p. 197- 207 [2]). In all known methods and compositions for the production of silicate foam materials, silica rocks use an alkaline component as an aqueous component - an aqueous solution of sodium hydroxide (плавαΟΗ). Since sodium hydroxide is added to the crushed raw material in the form of an aqueous solution, it is better homogenized with siliceous powder and therefore exhibits fluxing properties better than other known Να-containing solid compounds (carbonates or sodium sulfides, etc.).
Кроме снижения температуры плавления силикатных составов растворенный гидроксид натрия взаимодействует с высокореакционным аморфным кремнеземом кремнистых пород с образованием гидратированных силикатов натрия, которые являются источником паров воды, вспучивающих силикатную массу при нагревании. Однако щелочь является опасным соединением, относящимся ко 2 классу вредности.In addition to lowering the melting point of silicate compositions, dissolved sodium hydroxide interacts with highly reactive amorphous silica of siliceous rocks to form hydrated sodium silicates, which are a source of water vapor that swell the silicate mass when heated. However, alkali is a dangerous compound belonging to the 2nd class of harmfulness.
Известным безопасным плавнем, снижающим температуру плавления силикатных масс, является кальцинированная сода (Να2ί'.Ό3). которая широко используется при варке стекла. При изготовлении пеносиликатов из кремнистых пород кальцинированную соду не применяют. Это связано с тем, что в сухом состоянии ее флюсующее воздействие на кремнистую породу значительно хуже гидроксида натрия. В виде водного раствора использовать ее нельзя, так как при сушке сода высаливается на поверхности массы.A known safe melt that reduces the melting point of silicate masses is soda ash (Να 2 ί'.ί 3 ). which is widely used when cooking glass. In the manufacture of silica foam silica rocks, soda ash is not used. This is due to the fact that in a dry state its fluxing effect on siliceous rock is much worse than sodium hydroxide. It cannot be used in the form of an aqueous solution, since when drying soda is salted out on the surface of the mass.
Отсутствие способа получения пеносиликатов из кремнистых пород с альтернативными безопасными плавнями ограничивало возможность организации производств пористых строительных материалов из природного кремнистого сырья.The lack of a method for producing silica foam with alternative safe meshes limited the possibility of organizing the production of porous building materials from natural siliceous raw materials.
Из большого числа известных решений по получению пеносиликатных строительных материалов можно привести те, которые наиболее полно отражают суть изготовления пористых материалов из кремнистых пород и наиболее близки к предложенному изобретению.Of the large number of known solutions for the production of foam silicate building materials, one can cite those that most fully reflect the essence of the manufacture of porous materials from siliceous rocks and are closest to the proposed invention.
Например, известны пористые строительные материалы и способ их изготовления из кремнистого природного сырья - диатомиты, спонголиты, опоки, трепела, цеолиты и др. с щелочным компонентом раствором едкого натрия (ΝαΟΗ) (патент РФ № 2300506, МПК С04В 28/24, С04В 111/20, С04В 111/40, опубл. 10.06.2007 [3]).For example, porous building materials and a method of their manufacture from siliceous natural raw materials are known - diatomites, spongolites, flasks, tripoli, zeolites and others with an alkaline component of sodium hydroxide solution (ΝαΟΗ) (RF patent No. 2300506, IPC С04В 28/24, С04В 111 / 20, С04В 111/40, published on June 10, 2007 [3]).
Способ изготовления заключается в измельчении кремнистой породы, смешивании с водным раствором едкого натра с концентрацией 46 мас.% при отношении щелочного компонента к порошку 0,080,40, силикатную массу высушивают до остаточной влажности менее 5%, затем ее измельчают до размера не более 100 мкм, порошок засыпают в формы и нагревают до температуры вспучивания в диапазоне температур 650-900°С и затем охлаждают в определенном режиме охлаждения.The manufacturing method consists in grinding siliceous rock, mixing with an aqueous solution of caustic soda with a concentration of 46 wt.% With an alkaline component to powder ratio of 0.080.40, the silicate mass is dried to a residual moisture content of less than 5%, then it is crushed to a size of not more than 100 microns, the powder is poured into molds and heated to a swelling temperature in the temperature range of 650-900 ° C and then cooled in a certain cooling mode.
По этому решению получают как теплоизоляционный строительный материал с плотностью 90-150 кг/м3, так и конструкционно-теплоизоляционный с плотностью 240-370 кг/м3.According to this decision, both heat-insulating building material with a density of 90-150 kg / m 3 and structural and heat-insulating with a density of 240-370 kg / m 3 are obtained.
Основными недостатками этого способа изготовления пористых строительных материалов из природного кремнистого сырья являются следующие:The main disadvantages of this method of manufacturing porous building materials from natural siliceous raw materials are as follows:
- 1 021140 двукратное измельчение. Вначале измельчается кремнистая порода, а затем измельчается до высокой степени тонины (менее 100 мкм) сухая силикатная щелочная масса;- 1 021140 double grinding. The siliceous rock is first crushed, and then a dry silicate alkaline mass is crushed to a high degree of fineness (less than 100 microns);
высокая запыленность печного отделения, так как в формы засыпается тонкий порошок. Это требует хорошей герметизации форм и транспортирующих устройств и в обязательном порядке наличие крышек у жаростойких форм, чтобы предотвратить запыление внутреннего объема печи;high dustiness of the furnace compartment, as fine powder is poured into the molds. This requires good sealing of the molds and conveying devices and without fail the presence of covers for heat-resistant molds to prevent dusting of the internal volume of the furnace;
длительный режим нагревания вспенивающейся порошковой смеси в жаростойких формах в следующей последовательности: 145-155 - 6-12 ч; 170 - 6-8 ч; 190 - 6-8 ч; 250 - 6-8 ч; 320 - 6-8 ч; 580-600 - 68 ч; 680-720 - 3-4 ч. При таком длительном режиме строительный материал при его самом высоком качестве будет экономически не конкурентноспособен;long-term heating of the foaming powder mixture in heat-resistant forms in the following sequence: 145-155 - 6-12 hours; 170 - 6-8 hours; 190 - 6-8 hours; 250 - 6-8 hours; 320 - 6-8 hours; 580-600 - 68 h; 680-720 - 3-4 hours. With such a long-term regime, building material with its highest quality will not be economically competitive;
использование в качестве плавня только гидроксида натрия, дорогого соединения с высоким классом вредности.the use of sodium hydroxide as a flux, an expensive compound with a high class of harmfulness.
Известен другой способ получения пористого строительного материала из кремнистого природного сырья также с раствором едкого натрия в качестве плавня (патент РФ № 2333176, МПК С04В 28/26, С04В 111/20, опубл. 10.09.2008 [4]). По этому способу получают теплоизоляционный пористый материал с плотностью 180-200 кг/м3, конструкционно-теплоизоляционный - с плотностью 400 кг/м3 и гранулированный - с насыпной плотностью 200-250 кг/м3. Кроме этого способ предусматривает получение и широкого спектра конструкционного материала с плотностью 1500-2000 кг/м3 (тротуарная плитка, кирпич, блоки и др.).There is another method for producing porous building material from siliceous natural raw materials also with sodium hydroxide solution as flux (RF patent No. 2333176, IPC С04В 28/26, С04В 111/20, publ. September 10, 2008 [4]). According to this method, a heat-insulating porous material with a density of 180-200 kg / m 3 is obtained, structural heat-insulating material with a density of 400 kg / m 3 and granular with a bulk density of 200-250 kg / m 3 . In addition, the method provides for obtaining a wide range of structural material with a density of 1500-2000 kg / m 3 (paving slabs, bricks, blocks, etc.).
По известному способу кремнистую породу сушат, терма обрабатывают при 250-700°С в течение не менее 0,5 ч, измельчают до фракции менее 5 мм. Измельченную кремнистую породу, щелочь и воду смешивают, выдерживают при температуре от 0 до 150°С в течение не менее 0,2 ч для образования гидросиликатов, затем проводят сушку силикатной массы, измельчение до порошка, подвергают термообработке в диапазоне 250-700.According to the known method, the siliceous rock is dried, the term is treated at 250-700 ° C for at least 0.5 hours, crushed to a fraction of less than 5 mm. The crushed siliceous rock, alkali and water are mixed, kept at a temperature from 0 to 150 ° C for at least 0.2 hours to form hydrosilicates, then the silicate mass is dried, milled to a powder, and subjected to heat treatment in the range of 250-700.
Изготовление блочного пеноматериала осуществляют вспениванием предварительно термообработанной подготовленной порошковой шихты в жаростойких формах. Плотный строительный материал получают обжигом прессованных заготовок на транспортерной ленте. Гранулированный пористый заполнитель получают обжигом во вращающейся печи после закатывания порошковой шихты в гранулы размером 5-10 мм на тарельчатом грануляторе.The production of block foam is carried out by foaming pre-heat-treated prepared powder mixture in heat-resistant forms. Dense building material is obtained by firing pressed blanks on a conveyor belt. The granular porous aggregate is obtained by firing in a rotary kiln after rolling the powder mixture into granules of 5-10 mm in size on a plate granulator.
Основными недостатками известного решения получения пористых строительных материалов из кремнистого сырья являются следующие:The main disadvantages of the known solutions for obtaining porous building materials from siliceous raw materials are the following:
высокая температура термообработки кремнистой породы перед измельчением 250-700°С, необходимость которой в известном решении не поясняется. Для хорошего измельчения достаточно просушки породы при 100°С;high temperature heat treatment of siliceous rock before grinding 250-700 ° C, the need for which in the known solution is not explained. For good grinding, it is enough to dry the rock at 100 ° C;
измельчение силикатного сырья до фракции менее 5 мм. При таком грубом измельчении невозможно получить гомогенную щелочную силикатную массу с хорошей способностью к порообразованию. Измельчение до фракции 0,5 мм (пример 2) также недостаточный уровень измельчения силикатных пород для получения качественной пористой продукции;grinding silicate raw materials to a fraction of less than 5 mm With such coarse grinding it is impossible to obtain a homogeneous alkaline silicate mass with good ability to pore formation. Grinding to a fraction of 0.5 mm (example 2) is also an insufficient level of grinding silicate rocks to obtain high-quality porous products;
необходимость повторного измельчения высушенной щелочной силикатной массы и повторной термообработки;the need for re-grinding the dried alkaline silicate mass and re-heat treatment;
формы для получения блочного пеноматериала заполняются порошком, что создает высокую запыленность в печном отделении;molds for producing block foam are filled with powder, which creates a high dust content in the furnace compartment;
использование в качестве плавня только гидроксида натрия, дорогого соединения с высоким классом вредности.the use of sodium hydroxide as a flux, an expensive compound with a high class of harmfulness.
Известен способ изготовления теплоизоляционного материала, включающий смешивание измельченной кремнистой породы и щелочного компонента, выдерживание щелочной увлажненной смеси при положительной температуре в течение 2-24 ч с последующим вспучиванием при температуре 650-750°С в течение 5-40 мин до увеличения первоначального объема смеси не менее чем на 10%, после чего вспученную массу подвергают размолу до фракции менее 0,5 мм, затем полученную порошковую шихту засыпают в формы, нагревают до температуры 700-800°С и выдерживают в течение 15-60 мин до порообразования расплавленной массы (патент РФ № 2323191, МПК С04В 28/26, С04В 40/00, опубл. 27.04.2007 [5]).A known method of manufacturing a heat-insulating material, comprising mixing crushed siliceous rock and an alkaline component, keeping the alkaline moistened mixture at a positive temperature for 2-24 hours, followed by expansion at a temperature of 650-750 ° C for 5-40 minutes until the initial volume of the mixture increases less than 10%, after which the expanded mass is subjected to grinding to a fraction of less than 0.5 mm, then the resulting powder mixture is poured into molds, heated to a temperature of 700-800 ° C and held for 15-60 minutes to oroobrazovaniya molten mass (RF Patent № 2,323,191, IPC S04V 28/26, S04V 40/00, publ. 27.04.2007 [5]).
Данным способом изготавливают блочный пеноматериал с плотностью 200-400 кг/м3. Промежуточное вспучивание сухой массы, которое осуществляется до засыпки порошковой шихты в жаростойкие формы, позволяет получать пеносиликатный материал с хорошими прочностными характеристиками до 80 кг/см2 (8,0 МПа). Однако известный способ характеризуется типовыми недостатками, связанными с порошковой технологией:In this way, block foam is produced with a density of 200-400 kg / m 3 . The intermediate swelling of the dry mass, which is carried out before filling the powder mixture into heat-resistant forms, makes it possible to obtain a foam silicate material with good strength characteristics up to 80 kg / cm 2 (8.0 MPa). However, the known method is characterized by typical disadvantages associated with powder technology:
высокая запыленность в печном отделении;high dust content in the furnace compartment;
необходимость двукратного измельчения. Вначале измельчают породу, затем высушенную щелочную силикатную смесь;the need for double grinding. First, the rock is ground, then the dried alkaline silicate mixture;
использование в качестве плавня только гидроксида натрия, дорогого соединения с высоким классом вредности.the use of sodium hydroxide as a flux, an expensive compound with a high class of harmfulness.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления теплоизоляцион- 2 021140 ных материалов на основе кремнистых пород, включающий смешивание измельченной кремнистой породы и водного раствора гидроксида натрия, укладку влажной смеси в формы, предварительное прогревание смеси при температуре 40-60°С в течение 30-60 мин, нагревание до 800-900°С и выдержку при этой температуре в течение 20-30 мин (патент РФ № 2154618, МПК С04В 38/00, опубл. 20.08.2000).Closest to the proposed invention is a method of manufacturing heat-insulating materials based on siliceous rocks, comprising mixing crushed siliceous rock and an aqueous solution of sodium hydroxide, laying the wet mixture in molds, preheating the mixture at a temperature of 40-60 ° C for 30- 60 min, heating to 800-900 ° C and holding at this temperature for 20-30 min (RF patent No. 2154618, IPC С04В 38/00, publ. 20.08.2000).
Укладка в жаростойкие формы влажной массы в известном решении предотвращает запыленность печного отделения. Однократное измельчение только исходной кремнистой породы снижает себестоимость продукции. Предварительное прогревание влажной щелочной смеси обеспечивает полное прохождение процесса силикатообразования, и поэтому масса характеризуется интенсивным порообразованием при обжиге. По этому способу получают пористый силикатный материал с плотностью 100-300 кг/м3.Laying in a heat-resistant form of wet mass in a known solution prevents dust from the furnace compartment. A single grinding of only the initial siliceous rock reduces the cost of production. Preheating the wet alkaline mixture ensures the complete passage of the process of silicate formation, and therefore the mass is characterized by intense pore formation during firing. By this method, a porous silicate material with a density of 100-300 kg / m 3 is obtained.
Недостатки известного способа заключаются в следующем:The disadvantages of this method are as follows:
при укладке в форму сырой массы в ней неизбежно образуются пустоты, которые при вспенивании формируют в блоке крупные каверны и неоднородности пористой системы;when the wet mass is poured into the mold, voids inevitably form in it, which, when foaming, form large caverns and inhomogeneities of the porous system in the block;
в качестве плавня используется только щелочь - гидроксид натрия. Это соединение относится к токсичным и потребует организации на производстве высокого уровня защиты обслуживающего персонала;only alkali, sodium hydroxide, is used as flux. This compound is toxic and will require the organization of a high level of protection for staff;
ограниченный диапазон пористого материала. Известное решение не предусматривает получение конструкционно-теплоизоляционного блочного и гранулированного пеноматериала.limited range of porous material. The known solution does not provide for structural-insulating block and granular foam.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение экологической безопасности, снижение затрат на производство и расширение ассортимента пористой продукции из природного кремнистого сырья с получением как теплоизоляционного, так и теплоизоляционноконструкционного блочного пеносиликата, а также гранулированного.The technical result of the proposed invention is to increase environmental safety, reduce production costs and expand the range of porous products from natural siliceous raw materials with obtaining both heat-insulating and heat-insulating structural block foam silicate, as well as granular.
Технический результат решается благодаря тому, что в заявленном способе изготовления пеносиликата, включающем приготовление увлажненной смеси измельченного кремнистого сырья с добавкой натрийсодержащего соединения, укладку смеси в ограждающее устройство и ее термическую обработку путем предварительного нагрева и обжига, перед увлажнением кремнистое сырье смешивают с кальцинированной содой, а увлажнение смеси проводят водным раствором натрийсодержащего соединения, причем отношение общего содержания массы оксида натрия к массе кремнистого сырья составляет 0,10,4, увлажненную смесь перед укладкой гранулируют, а предварительное нагревание осуществляют при температуре не выше 300°С. При этом в качестве водного раствора натрийсодержащего соединения используют водный раствор жидкого стекла при объемном отношении жидкого стекла к воде 2:1-1:1 или смесь указанного водного раствора жидкого стекла с 30-40% раствором ΝαΟΗ при объемном соотношении 5-9:5-1 соответственно.The technical result is solved due to the fact that in the inventive method for the production of foam silicate, including the preparation of a moistened mixture of crushed siliceous raw materials with the addition of a sodium-containing compound, laying the mixture in a fencing device and its heat treatment by preheating and firing, the silica raw materials are mixed with soda ash before wetting, and moistening the mixture is carried out with an aqueous solution of a sodium-containing compound, and the ratio of the total mass of sodium oxide to the mass of cr Amnesties 0,10,4 feedstock is moistened mixture is granulated before laying, and the preheating is carried out at a temperature not higher than 300 ° C. In this case, an aqueous solution of liquid glass is used as an aqueous solution of the sodium-containing compound at a volume ratio of liquid glass to water of 2: 1-1: 1 or a mixture of the specified aqueous solution of liquid glass with a 30-40% solution of ΝαΟΗ at a volume ratio of 5-9: 5- 1 respectively.
Увлажнение кремнистого сырья водным раствором жидкого стекла или смесью растворов жидкого стекла и гидроксида натрия оказывает комплексное положительное воздействие на силикатную массу. Увлажнение предложенными растворами позволяет использовать в качестве основного плавня безопасное соединение - кальцинированную соду. Кальцинированная сода в кремнистом составе взаимодействует с компонентами жидкого стекла, образуя комплексные натрийсодержащие соединения, и поэтому при сушке не высаливается на поверхность массы. Увлажнение повышает контактность кальцинированной соды с частицами кремнистого сырья за счет чего улучшается ее флюсующее действие по сравнению с сухой смесью. Кроме этого, оксид натрия, входящий в состав предложенных увлажняющих растворов, оказывает дополнительное флюсующее действие на силикатный состав. Кроме этого жидкое стекло играет роль источника порообразующего газа - паров воды.Moistening of siliceous raw materials with an aqueous solution of liquid glass or with a mixture of solutions of liquid glass and sodium hydroxide has a complex positive effect on the silicate mass. Moistening with the proposed solutions allows using a safe compound as soda ash as the main melt. The soda ash in a siliceous composition interacts with the components of water glass, forming complex sodium-containing compounds, and therefore, during drying, it does not saline on the surface of the mass. Moisturizing increases the contact of soda ash with particles of siliceous raw materials due to which its fluxing effect is improved compared to a dry mixture. In addition, sodium oxide, which is part of the proposed moisturizing solutions, has an additional fluxing effect on the silicate composition. In addition, liquid glass plays the role of a source of pore-forming gas - water vapor.
Ограничение по общему содержанию в составе Να2Ο определяется оптимальностью протекания технологических процессов и видом пористой продукции. При отношении общего содержания массы оксида натрия к массе кремнистого сырья менее 0,1 стеклообразование в кремнистом составе протекает слабо и вспучивания гранул не происходит, а при отношении более 0,4 вязкость расплава снижается и пористая структура быстро оседает.The restriction on the total content of Να 2 Ο is determined by the optimality of technological processes and the type of porous product. When the ratio of the total content of the mass of sodium oxide to the mass of siliceous raw materials is less than 0.1, glass formation in the siliceous composition proceeds weakly and the granules do not swell, and with a ratio of more than 0.4, the melt viscosity decreases and the porous structure settles rapidly.
Ограничение по концентрации в растворе гидроксида натрия 30-40% определяется технологической целесообразностью. Работать с более высокой концентрацией нет необходимости, так как такие растворы могут быстро кристаллизоваться. При меньшей концентрации не достигается минимальная плотность пеносиликата.The concentration limit in the sodium hydroxide solution of 30-40% is determined by technological feasibility. There is no need to work with a higher concentration, since such solutions can crystallize quickly. At a lower concentration, the minimum density of the foam silicate is not achieved.
Грануляция увлажненной шихты, кроме известного устранения запыленности в печном отделении [1], в предложенном изобретении обеспечивает повышение качества продукции и снижение затрат на производство. Это обусловлено тем, что прогревание отдельных гранул протекает быстрее и равномернее, чем вся увлажненная масса шихты. При вспенивании отдельных гранул с последующим их сращиванием и формированием монолитного блока в нем не возникают пустоты или не вспененные участки, что неизбежно возникает при укладке в форму сырой массы по прототипу. Кроме того, гранулированная шихта при хранении не слеживается и является заготовкой сразу для двух видов продукции - для блочного и для гранулированного пеносиликата.Granulation of the moistened charge, in addition to the known elimination of dust in the furnace compartment [1], in the proposed invention provides improved product quality and reduced production costs. This is due to the fact that the heating of individual granules proceeds faster and more uniformly than the entire moistened mass of the charge. When foaming individual granules with their subsequent coalescence and the formation of a monolithic block, voids or non-foamed sections do not appear in it, which inevitably occurs when laying in the form of a wet mass according to the prototype. In addition, the granular charge during storage is not caked and is a workpiece for two types of products at once - for block and granular foam silicate.
Сушка гранул необходима для придания им прочности и стабилизации свойств. Гранулы не должны разрушаться при транспортировке и при последующей термической обработке. Сушку гранул можно осуществлять при любой положительной температуре, не превышающей 300°С. Ограничение по темпе- 3 021140 ратуре сушки связано с технологической и экономической целесообразностью. Сушка гранул при более высокой температуре приведет к неоправданно завышенным тепловым затратам. Высушенные гранулы при температуре, не превышающей 300°С, приобретают достаточную прочность, чтобы не разрушаться при резком нагревании при обжиге. Кроме этого в пределах этой температуры из гранул удаляется непродуктивная газовая фаза, что улучшает ее спекание при обжиге.The drying of granules is necessary to give them strength and stabilize properties. Granules should not be destroyed during transportation and during subsequent heat treatment. Granules can be dried at any positive temperature not exceeding 300 ° C. The restriction on the temperature and temperature of drying is associated with technological and economic feasibility. Drying granules at a higher temperature will lead to unreasonably high heat costs. Dried granules at a temperature not exceeding 300 ° C acquire sufficient strength so as not to break when abruptly heated during firing. In addition, an unproductive gas phase is removed from the granules within this temperature, which improves its sintering during firing.
Реализация предложенного изобретения позволяет получать широкий спектр пористых пеносиликатов: теплоизоляционных - с плотностью 150-250 кг/м3, теплоизоляционно-конструкционных - с плотностью выше 250 кг/м3, а также гранулированных - с насыпной плотностью 80 кг/м3 и выше. Пеносиликаты, полученные по предложенному решению, характеризуются высокой однородностью пористой макроструктуры в любом диапазоне плотности. В пористых изделиях нет вздутий или не вспененных областей.Implementation of the proposed invention allows to obtain a wide range of porous foam silicates: heat-insulating - with a density of 150-250 kg / m 3 , heat-insulating and structural - with a density above 250 kg / m 3 , and granular - with a bulk density of 80 kg / m 3 and above. The foam silicates obtained by the proposed solution are characterized by high homogeneity of the porous macrostructure in any density range. In porous products there are no blisters or non-foamed areas.
На чертеже показаны снимки пористой структуры пеносиликата с плотностью 150 (а) и 500 (б) кг/м3, на которых видно, что пористая структура как в теплоизоляционном пеносиликате с низкой плотностью, так и в более плотном теплоизоляционно-конструкционном характеризуется высокой однородностью распределения пор по размеру.The drawing shows photographs of the porous structure of a foam silicate with a density of 150 (a) and 500 (b) kg / m 3 , which shows that the porous structure in both heat-insulating foam silicate with a low density and a denser heat-insulating structural is characterized by a high uniformity of distribution pore size.
Пеносиликаты по предложенному способу формируется следующим образом. Измельченный порошок кремнистой породы любого вида (трепел, опока, диатомит или другие кремнистые породы) из любого месторождения смешивают с кальцинированной содой в смесителях любого типа, после чего смесь порошков увлажняют жидкими добавками. Соотношение жидких добавок к твердым компонентам подбирается таким образом, чтобы из массы формировались гранулы в грануляторах тарельчатого, лопастного типа, экструзией из пластичной массы или любым другим способом. Готовые влажные гранулы при необходимости опудривают для предотвращения слипания друг с другом и сушат в сушильный агрегатах любого типа для удаления физически связанной воды. Сухие гранулы можно хранить в запасниках неограниченное время. Подготовленная гранулированная шихта применяется как для изготовления блочного, так и для гранулированного пеносиликата. При необходимости изготовления пеносиликата из определенной зерновой фракции гранулят рассеивают по фракциям.Penosilicates by the proposed method is formed as follows. The crushed siliceous powder of any kind (tripoli, flask, diatomite or other siliceous rocks) from any deposit is mixed with soda ash in mixers of any type, after which the powder mixture is moistened with liquid additives. The ratio of liquid additives to solid components is selected in such a way that granules are formed from the mass in plate-shaped, paddle-type granulators, by extrusion from a plastic mass, or by any other method. Finished wet granules, if necessary, are dusted to prevent sticking to each other and dried in drying units of any type to remove physically bound water. Dry granules can be stored in storage unlimited time. The prepared granular charge is used both for the manufacture of block and granular foam silicate. If it is necessary to produce foam silicate from a specific grain fraction, the granulate is dispersed into fractions.
При изготовлении блочного пеносиликата сухие гранулы засыпают в жаростойкие формы, которые подают в печь вспенивания, где они нагреваются до температуры расплавления и порообразования. Формы выдерживают при максимальной температуре до нужного увеличения объема пеносиликата и образования монолитного пористого блока. Охлаждение и отжиг блочного пеносиликата проводят по общепринятым в пеностекольной промышленности режимам.In the manufacture of block foam silicate, dry granules are poured into heat-resistant forms, which are fed to a foaming furnace, where they are heated to the temperature of melting and pore formation. The molds are held at maximum temperature until the desired increase in the volume of foam silicate and the formation of a monolithic porous block. The cooling and annealing of block foam silicate is carried out according to the generally accepted modes in the foam glass industry.
При изготовлении гранулированного пеносиликата сухие гранулы подают в печные агрегаты, в которых гранулы обжигаются без слипания друг с другом. Чаще всего применяют вращающиеся печи с частичным заполнением печного пространства сыпучим материалом с более высокой температурой плавления, чем гранулы (песок, брусит и др.) для предотвращения их слипания. Обжиг гранул может производиться и на любых других печах. Например, мелкую фракцию пеносиликата производят в печах кипящего слоя.In the manufacture of granular foam silicate, dry granules are fed to kiln units in which the granules are fired without sticking together. Most often, rotary kilns are used with partial filling of the furnace space with bulk material with a higher melting point than granules (sand, brucite, etc.) to prevent them from sticking together. Pellets can be fired on any other kilns. For example, a fine fraction of foam silicate is produced in fluidized bed furnaces.
Некоторые варианты изготовления блочных и гранулированных пеносиликатов приведены в примерах (см. таблицу) с использованием опоки Шиповского месторождения и трепела Потанинского месторождения, которые не исчерпывают возможности предложенного способа. Способ позволяет использовать кремнистые породы любых месторождений.Some manufacturing options for block and granular foam silicates are given in the examples (see table) using the flask of the Shipovsky deposit and Tripoli of the Potaninsky deposit, which do not exhaust the possibilities of the proposed method. The method allows the use of siliceous rocks of any deposits.
*Увлажняющие водные растворы в примерах обозначены следующим образом: водные растворы жидкого стекла - р-р 1 (ж.с. : в = 2:1-1:1); р-р 2 - ΝαΟΗ (30-40%).* Moisturizing aqueous solutions in the examples are indicated as follows: aqueous solutions of water glass - solution 1 (w.s .: in = 2: 1-1: 1); solution 2 - ΝαΟΗ (30-40%).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201201425A EA021140B1 (en) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Method for producing foamsilicate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201201425A EA021140B1 (en) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Method for producing foamsilicate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201201425A1 EA201201425A1 (en) | 2014-05-30 |
EA021140B1 true EA021140B1 (en) | 2015-04-30 |
Family
ID=50776729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201201425A EA021140B1 (en) | 2012-11-16 | 2012-11-16 | Method for producing foamsilicate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA021140B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641042C2 (en) * | 2016-06-15 | 2018-01-15 | ГАОУ АО ВО Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет | Method for producing foam glass |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1073199A1 (en) * | 1981-12-15 | 1984-02-15 | Научно-Исследовательский Институт Камня И Силикатов | Composition for making foamed glass |
WO1997033843A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Zakrytoye Aktsionernoye Obshchestvo 'ksv' | Thermally insulating building material |
WO2004101137A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | James Hardie International Finance B.V. | Methods for producing low density products |
-
2012
- 2012-11-16 EA EA201201425A patent/EA021140B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1073199A1 (en) * | 1981-12-15 | 1984-02-15 | Научно-Исследовательский Институт Камня И Силикатов | Composition for making foamed glass |
WO1997033843A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Zakrytoye Aktsionernoye Obshchestvo 'ksv' | Thermally insulating building material |
WO2004101137A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | James Hardie International Finance B.V. | Methods for producing low density products |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641042C2 (en) * | 2016-06-15 | 2018-01-15 | ГАОУ АО ВО Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет | Method for producing foam glass |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201201425A1 (en) | 2014-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2333176C1 (en) | Method for obtaining construction material | |
US4332907A (en) | Granulated foamed glass and process for the production thereof | |
CN109534849A (en) | A method of exterior insulation is prepared using gold tailings | |
US8171751B1 (en) | Foamed glass composite material and a method of producing same | |
RU2397967C1 (en) | Method of making semi-finished product for producing construction materials | |
RU2403230C1 (en) | Method of obtaining granular heat insulating material | |
CN104030572A (en) | High-performance gradient foam glass thermal insulation material and manufacturing method thereof | |
KR19990087722A (en) | Insulation building materials | |
CN110104979A (en) | A method of gangue lightweight aggregate is prepared using belt sintering | |
KR100591060B1 (en) | Light weight aggregate composition and method for manufacturing light weight aggregate using the same | |
RU2606539C1 (en) | Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material | |
EP3656747B1 (en) | Process for producing foam glass | |
JP2017536281A (en) | Foamed glass composite material and method of using the same | |
EA021140B1 (en) | Method for producing foamsilicate | |
RU100073U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULATED FOAM-CERAMIC MATERIAL | |
RU2405743C1 (en) | Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions) | |
JP4136520B2 (en) | Foam glass manufacturing method | |
KR101438661B1 (en) | Molded body for manufacturing foamed glass, method for manufacturing the same and method for manufacturing foamed glass | |
RU2671582C1 (en) | Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof | |
NO144603B (en) | Material consisting of cellular aggregates distributed in a binder. | |
RU2563867C1 (en) | Combined system of process lines for production of granulated glass foam, granulated glass foam ceramic material and inorganic granulated foam material | |
RU2326841C2 (en) | Method of obtaining granulate for making foam glass and foam glass crystal materials | |
RU2452704C2 (en) | Method to produce semi-finished product for manufacturing of building material | |
RU2797419C1 (en) | Mixture for the preparation of raw granules of concrete aggregate and method for producing concrete aggregate | |
Miryuk | Porous aggregate development for lightweight concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |