EA036774B1

EA036774B1 - Method for foamed glass production

Info

Publication number: EA036774B1
Application number: EA201900048A
Authority: EA
Inventors: Андрей Адольфович Зиновьев; Михаил Петрович Дудко; Петр Михайлович Дудко; Максим Андреевич Зиновьев
Original assignee: Андрей Адольфович Зиновьев; Михаил Петрович Дудко; Петр Михайлович Дудко; Максим Андреевич Зиновьев
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-12-21
Also published as: EA201900048A1

Abstract

The invention relates to production of building materials having low thermal conductivity and density, in particular, it relates to a foamed glass production method. The invention allows for an increase in efficiency of the foamed glass production method due to the reduction of the period of initial water suspension preparation stage by the use of four-component raw mix containing fine powder of crushed glass, a gas-forming agent, water and alkali-containing substances taken in preset concentration ranges.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов с низкими значениями теплопроводности и плотности, в частности касается способа производства пеностекла. Более конкретно, изобретение относится к способу производства пеностекла, имеющему высокие прочностные характеристики, и который может быть применен при получении пеностекла со структурой закрытых ячеек из переработанного боя стекла.The invention relates to the production of building materials with low values of thermal conductivity and density, in particular, relates to a method for the production of foam glass. More specifically, the invention relates to a method for the production of foam glass having high strength characteristics and which can be used in the production of foam glass with a closed cell structure from recycled broken glass.

Изобретение касается эффективного по производительности способа промышленного производства пеностекла, эффективного по себестоимости для коммерческого использования с оптимальными энергетическими затратами при высоком качестве конечного продукта. Пеностекло обладает рядом характеристик, которые делают его полезным в качестве теплоизоляционного материала. Концепция использования пеностекла как теплоизоляционного материала также хорошо известна. Пеностекло представляет собой долговечный и негорючий теплоизоляционный материал, применяемый в широком диапазоне температур от минус (-) 268°С до плюс (+) 500°C, имеющий высокую прочность при малой плотности, сохраняющий при многолетнем эксплуатационном режиме стабильность свойств.The invention relates to a productivity-efficient method for the industrial production of foam glass, cost-effective for commercial use with optimal energy costs and high quality of the final product. Foam glass has a number of characteristics that make it useful as an insulating material. The concept of using foam glass as an insulating material is also well known. Foam glass is a durable and non-combustible heat-insulating material used in a wide temperature range from minus (-) 268 ° C to plus (+) 500 ° C, having high strength at low density, maintaining stability of properties under long-term operating conditions.

Что касается исходного сырья для получения пеностекла, то коммерческое пеностекло, как правило, получают на основе измельченного стекла, который смешивают с газообразователем и различными добавками. Полученную смесь измельчают и далее нагревают в печи до температуры вспенивания с последующим охлаждением. Размер частиц измельченного стекла влияет на свойства конечного продукта вспенивания, поэтому стеклобой измельчается в мельницах до частиц определенного микронного размера и сортируется или классифицируется до получения требуемого размера частиц. При сортировке стеклобоя частицы неподходящего размера отделяются и удаляются или могут быть направлены на повторное измельчение. Измельчение частиц до заданного размера осуществляют либо во влажном состоянии, либо в сухом. Желаемый размер частиц исходного стеклобоя и степень его измельчения выбираются для получения желаемой толщины стенок и диаметра ячеек, которые влияют на свойства пеностекла, являющиеся структурно чувствительными. Теплоизоляционное пеностекло представляет собой легкий высокопористый теплоизоляционный материал ячеистой структуры, имеющей многочисленные небольшие закрытые (герметичные) ячейки, размером 1500 мкм/10-25 А, толщина стенок которых составляет величину от 1 до 15 мкм. Поскольку каждая маленькая ячейка является фактически изолированным, герметичным пространством, то структура пеностекла с закрытыми порами обеспечивает его превосходные тепло-, звуко- и пароизоляционные свойства, которые могут быть использованы в качестве изоляционных материалов для строительной и химической промышленности (см. патенты US 8197932; US 7976939; US 6964809). В дополнение к своим превосходным изоляционным свойствам пеностекло является жестким материалом, обладает высокой прочностью на сжатие, а также является огнестойким, химически стойким, не коррозионным и устойчивым к воздействию воды и пара (см., например, патенты US 4430108; US 5151228; US 4798758, а также опубликованные патентные заявки US Patent Appln. 2005/0019542; US Patent Appln. 2005/0016093; US Patent Appln. 2004/0080063). Для сравнения, другие известные изоляционные материалы, такие как стекловолокно, полистирол и полиуретан, не имеют структурной прочности и не подходят для высокотемпературных применений. Некоторые (полистирол и полиуретан) выделяют токсичные продукты при воздействии повышенных температур и огня. Пеностекло может быть изготовлено в различных формах и конфигурациях в зависимости от применений.With regard to the feedstock for the production of foam glass, commercial foam glass, as a rule, is obtained on the basis of crushed glass, which is mixed with a blowing agent and various additives. The resulting mixture is crushed and then heated in an oven to the foaming temperature, followed by cooling. The particle size of the crushed glass affects the properties of the final foamed product, so cullet is crushed in mills to a specified micron size and sorted or classified to the desired particle size. When sorting cullet, particles of the wrong size are separated and removed or can be sent for re-grinding. The grinding of particles to a given size is carried out either in a wet state or in a dry state. The desired particle size of the original cullet and the degree of its grinding are selected to obtain the desired wall thickness and cell diameter, which affects the structurally sensitive properties of the foam glass. Heat-insulating foam glass is a light, highly porous heat-insulating material of a cellular structure with numerous small closed (sealed) cells, 1500 μm / 10-25 A in size, the wall thickness of which ranges from 1 to 15 μm. Since each small cell is actually an isolated, sealed space, the structure of the closed-cell foam glass provides excellent thermal, acoustic and vapor barrier properties that can be used as insulating materials for the construction and chemical industries (see patents US 8197932; US 7976939; US 6964809). In addition to its excellent insulating properties, foam glass is a tough material, has high compressive strength, and is flame retardant, chemically resistant, non-corrosive and resistant to water and steam (see, for example, US patents 4,430108; US 5151228; US 4798758 and also published patent applications US Patent Appln. 2005/0019542; US Patent Appln. 2005/0016093; US Patent Appln. 2004/0080063). In comparison, other known insulation materials such as fiberglass, polystyrene, and polyurethane lack structural strength and are not suitable for high temperature applications. Some (polystyrene and polyurethane) release toxic products when exposed to high temperatures and fire. Foam glass can be manufactured in various shapes and configurations depending on the application.

Характеристика термическая проводимость указывает на эффективность материала как термического изолятора. Для использования в теплоизоляции пеностекло с низкими значениями теплопроводности является наиболее эффективной теплоизоляцией.The thermal conductivity characteristic indicates the effectiveness of a material as a thermal insulator. For use in thermal insulation, foam glass with low thermal conductivity values is the most effective thermal insulation.

Сочетание свойств прочность/теплопроводность/водопоглощение является основным комплексным показателем, отражающим уровень эффективности теплоизоляционного материала, в том числе теплоизоляционного пеностекла. Чем выше прочность и ниже значение коэффициента теплопроводности и водопоглощения, тем выше потребительские и эксплуатационные свойства пеностекла, а именно его тепловая эффективность и долговечность.The combination of properties strength / thermal conductivity / water absorption is the main complex indicator reflecting the level of efficiency of heat-insulating material, including heat-insulating foam glass. The higher the strength and the lower the value of the coefficient of thermal conductivity and water absorption, the higher the consumer and operational properties of the foam glass, namely its thermal efficiency and durability.

Экспериментально установлено, что при производстве высококачественного теплоизоляционного пеностекла для достижения такого сочетания значений упомянутых выше параметров прочность/теплопроводность/водопоглощение необходимо добиться в период всего технологического процесса сохранения аморфного состояния продукта, характеризующегося наличием только ближнего порядка связей, т.е. не допустить образования кристаллической фазы в структуре пеностекла. Появление при производстве пеностекла в его структуре кристаллической фазы даже в небольшом количестве (1-2 об.%) резко снижает его потребительские качеств, а именно увеличивает как теплопроводность, так и водопоглощение. а следовательно, снижает эффективность и долговечность пеностекла. Появление в структуре пеностекла кристаллических включений второй фазы приводит к появлению как поверхностных дефектов в виде микрограниц раздела между аморфной структурой пеностекла и кристаллическими включениями, так и объемных дефектов в виде нарушений гомогенной пористой структуры пеностекла. Появление в объеме пеностекла как поверхностных дефектов, так и объемных создает условия нестабильности структуры в процессе эксплуатации пеностекла, вызывая его растрескивания и разрушение.It has been experimentally established that in the production of high-quality heat-insulating foam glass, in order to achieve such a combination of the values of the above-mentioned parameters strength / thermal conductivity / water absorption, it is necessary to achieve during the entire technological process of maintaining the amorphous state of the product, characterized by the presence of only short-range order of bonds, i.e. to prevent the formation of a crystalline phase in the structure of the foam glass. The appearance of a crystalline phase in its structure in the production of foam glass, even in a small amount (1-2 vol.%), Sharply reduces its consumer qualities, namely, increases both thermal conductivity and water absorption. and consequently, it reduces the efficiency and durability of the foam glass. The appearance of crystalline inclusions of the second phase in the structure of the foam glass leads to the appearance of both surface defects in the form of micro-interfaces between the amorphous structure of the foam glass and crystalline inclusions, and bulk defects in the form of violations of the homogeneous porous structure of the foam glass. The appearance of both surface defects and volumetric defects in the volume of the foam glass creates conditions for the instability of the structure during the operation of the foam glass, causing it to crack and break.

Известно, что в качестве исходного сырья для производства пеностекла применяют отходы стекольного производства, бой оконного или тарного стекла, гранулят из специально сваренного стекла,It is known that waste glass production, broken window or container glass, granulate from specially welded glass are used as a raw material for the production of foam glass,

- 1 036774 легкоплавкие щелочесодержащие горные породы (см. патенты US 4833015; US 4992321; US 5516351; US 3951632; US 4758538). Использование несортированного боя стекла вследствие неоднородности его состава создает существенные трудности для получения пеностекла со стабильными свойствами, однако использование стеклобоя в качестве сырья для получения пеностекла позволяет значительно снизить себестоимость продукта и утилизировать отходы при производстве тарного или оконного стекла.- 1 036774 low-melting alkali-containing rocks (see patents US 4833015; US 4992321; US 5516351; US 3951632; US 4758538). The use of unsorted glass breakage due to the heterogeneity of its composition creates significant difficulties for obtaining foam glass with stable properties, however, the use of cullet as a raw material for producing foam glass can significantly reduce the cost of the product and dispose of waste in the production of container or window glass.

Стекла массового спроса по химическому составу представлены в основном оксидами Si, Al, Na, K, Са, Mg, Fe. при этом в составе стекла в основном присутствуют оксиды Na, Ca, Si. Известно, что хорошими свойствами обладают стекла, содержащие в своем составе, мас.%: 60-72,5 SiO₂, 0.10-0,20 Fe₂O₃, 4,5-6 СаО, 1,5-2,5 MgO, 12,5-15,0 Na₂O, 0,4-0,2 К₂О. Поведение практически всех стекол такого состава при их высокотемпературной обработке может быть описано с помощью диаграммы состояния трехкомпонентной системы Na2O - СаО - SiO2.In terms of chemical composition, glasses of mass demand are mainly represented by oxides of Si, Al, Na, K, Ca, Mg, Fe. at the same time, the glass contains mainly oxides of Na, Ca, Si. It is known that glasses containing in their composition, wt%, have good properties: 60-72.5 SiO ₂ , 0.10-0.20 Fe ₂ O ₃ , 4.5-6 CaO, 1.5-2.5 MgO , 12.5-15.0 Na ₂ O, 0.4-0.2 K ₂ O. The behavior of almost all glasses of this composition during their high-temperature treatment can be described using the state diagram of the three-component system Na2O - CaO - SiO2.

Еще одним основным видом сырья в производстве пеностекла являются газообразователи.Gas generators are another main raw material in the production of foam glass.

Известны различные способы получения пеностекла, в которых контроль за процессом вспенивания осуществляется регулированием температуры и природой ингредиентов, из которых формируют сырьевую композицию. Практика показывает, что одним из определяющих факторов, влияющих на процесс получения качественного пеностекла, является сырьевая композиция для его получения, поскольку от состава композиции зависит его физико-химическая структура, определяющая его теплотехнические и механические свойства. Например, американская компания Pittsburgh Corning Corporation (РСС), Питтсбург, разработала и выпустила на рынок пеностекло, известное как Foam Glas® (см., например, патенты US 3995541, US 4119422, US 4192224, US 4571321 и US 4623585, а также статью Pittsburg Corning Foamglas Insulation, 2004, Pittsburg Corning Corporation). Плитка теплоизоляционного пеностекла, маркированного как Foam Glas® и коммерчески продаваемая РСС, относительно легкая, т.к. имеет относительно низкую плотность, однако такие плитки легко ломаются при воздействии на них нагрузок, обычно действующих на внешних стенах зданий или в других конструкциях зданий.There are various methods for producing foam glass, in which the foaming process is controlled by adjusting the temperature and the nature of the ingredients from which the raw material composition is formed. Practice shows that one of the determining factors affecting the process of obtaining high-quality foam glass is the raw material composition for its production, since its physicochemical structure depends on the composition of the composition, which determines its thermal and mechanical properties. For example, the American company Pittsburgh Corning Corporation (PCC) of Pittsburgh has developed and marketed a foam glass known as Foam Glas® (see, for example, US Pat. Nos. 3995541, US 4119422, US 4192224, US 4571321 and US 4623585, and article Pittsburg Corning Foamglas Insulation, 2004, Pittsburg Corning Corporation). Insulating foam tile, labeled Foam Glas® and commercially sold by PCC, is relatively lightweight because has a relatively low density, however, such tiles break easily when subjected to loads, usually acting on the outer walls of buildings or other building structures.

Патент US 4192664, Pittsburgh Corning Corporation, раскрывает способ производства пеностекла с использованием специально сваренного стекла, для улучшения свойств которого используют дефицитные и дорогостоящие ингредиенты. Измельченное специально сваренное стекло механически смешивается с измельченным газообразовате-лем, причем оба компонента находятся в твердофазном состоянии. Производимое корпорацией Pittsburg Corning Corp., США, теплоизоляционное пеностекло марки Foam Glas® характеризуется низкой прочностью при малой плотности, то есть незначительной способностью материала выдерживать нагрузки на сжатие при малой плотности пеностекла. При этом применение известного способа характеризуется высокой себестоимостью пеностекла, поскольку он связан с проблемой энерго- и трудоемкой операции варки стекла специального состава, при этом перемешивание исходных компонентов проводят в состоянии твердой фазы.US patent 4192664, Pittsburgh Corning Corporation, discloses a method of producing foam glass using specially welded glass, to improve the properties of which are used scarce and expensive ingredients. The crushed specially welded glass is mechanically mixed with the crushed blowing agent, and both components are in a solid state. Manufactured by Pittsburg Corning Corp., USA, Foam Glas® is characterized by low strength at low density, that is, insignificant ability of the material to withstand compressive loads at low density of foam glass. At the same time, the use of the known method is characterized by a high cost of foam glass, since it is associated with the problem of energy and laborious operation of melting glass of a special composition, while the mixing of the initial components is carried out in the state of the solid phase.

Патент US 4826788 раскрывает композицию для производства блочного пеностекла, содержащую в качестве основы тонкоизмельченное специально сваренное стекло с размером зерна менее 250 мкм. Известная композиция содержит по крайней мере 95 вес.% тонкоизмельченного специально сваренного стекла, содержащего, по крайней мере, 25 вес.% оксида щелочного металла, тонкоизмельченный стеклобой, содержащий менее 16 вес.% оксида щелочного металла, воду, вспенивающий углеродсодержащий агент и наполнитель. В качестве вспенивающего агента композиция содержит органическое вещество, выделяющее углерод и монооксид углерода при температуре не менее 600°С, а также выделяющее кислород при температуре не менее 700°С. В качестве неорганического наполнителя известная композиция содержит вещество из ряда: карбонат кальция, карбонат бария, доломит и их смесь.US Pat. No. 4,826,788 discloses a composition for the production of block foamed glass containing, as a base, finely ground specially welded glass with a grain size of less than 250 microns. The known composition contains at least 95 wt.% Finely ground specially welded glass containing at least 25 wt.% Alkali metal oxide, finely ground cullet containing less than 16 wt.% Alkali metal oxide, water, foaming carbon-containing agent and filler. As a blowing agent, the composition contains an organic substance that releases carbon and carbon monoxide at a temperature of at least 600 ° C, and also releases oxygen at a temperature of at least 700 ° C. As an inorganic filler, the known composition contains a substance from the series: calcium carbonate, barium carbonate, dolomite and their mixture.

Способ производства пеностекла и композиция для его производства раскрыты также в патенте US 4430107. Известная композиция содержит 95 вес.% специально сваренного тонкоизмельченного стекла с размером зерна менее 0,1 мм, а также тонкомолотый стеклобой. Для приготовления исходной композиции используют воду, имеющую температуру из диапазона 50-95°С. Перед вспениванием гранулированную исходную композицию нагревают до 300°С.A method for the production of foam glass and a composition for its production are also disclosed in US patent 4430107. The known composition contains 95 wt.% Of specially welded fine glass with a grain size of less than 0.1 mm, as well as finely ground cullet. To prepare the initial composition, water is used having a temperature in the range of 50-95 ° C. The granular starting composition is heated to 300 ° C before foaming.

Патент US 4198224 раскрывает способ получения пеностекла, в котором специальным образом приготовленный стеклобой используют в качестве ингредиента порошкообразного сырьевого материала, при этом пеностекло получают путем предварительного помола стеклобоя в шаровой мельнице с газообразователем, содержащим углерод, до достижения среднего размера частиц порошкообразного материала порядка 4-5 мкм. Порошкообразную шихту, содержащую тонкомолотый стеклобой и газообразователь, затем спекают, а после охлаждения подвергают вспениванию при температуре 871-899°С.US patent 4198224 discloses a method for producing foam glass, in which a specially prepared cullet is used as an ingredient of a powdery raw material, wherein the foam glass is obtained by preliminary grinding the cullet in a ball mill with a blowing agent containing carbon until the average particle size of the powder material is of the order of 4-5 μm. The powdery mixture containing finely ground cullet and a blowing agent is then sintered and, after cooling, is foamed at a temperature of 871-899 ° C.

В патенте RU 2176219 раскрыт способ получения теплоизоляционного пеностекла с использованием композиции, содержащей дробленый стеклобой с размером зерна не более 5 мм, карбонат натрия, щелочь, сажу и воду. Приготавливают суспензию путем мокрого измельчения ингредиентов до величины фракций 0,63 мкм, добавляют в нее флокулянт, высушивают промежуточный продукт и после формования подвергают вспениванию.Patent RU 2176219 discloses a method for producing heat-insulating foam glass using a composition containing crushed cullet with a grain size of not more than 5 mm, sodium carbonate, alkali, soot and water. A suspension is prepared by wet grinding the ingredients to a fraction size of 0.63 μm, a flocculant is added to it, the intermediate product is dried and, after molding, it is foamed.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ получения пеностекла, раскрытый заявителями в их евразийском патенте ЕА 013986. ИзThe closest in technical essence and the achieved result to the claimed method is the method for producing foam glass, disclosed by the applicants in their Eurasian patent EA 013986. From

- 2 036774 вестный способ включает этап смешивания трех ингредиентов: тонкомолотого порошка стекла с размером зерна 2-4 мкм, углеродсодержащего газообразователя и воды, взятых в соотношении, мас.%: вода 7-25; углеродсодержащий газообразователь - 0,5-3,0 и тонкомолотый порошок стекла - остальное. В результате смешивания трех компонент образуется водная суспензия. Затем проводят высушивание полученной водной суспензии путем двухстадийной термообработки так, что на первом этапе температуру суспензии задают менее 100°С и выдерживают в течение 30-40 мин, а затем на втором этапе задают температуру из диапазона 200-550°С и выдерживают до полного удаления свободной и химически связанной воды. После этого проводят охлаждение высушенного продукта до температуры окружающей среды и его измельчение с получением порошкообразной гомогенной смеси. После этого проводят многостадийную термообработку указанной порошкообразной гомогенной смеси путем ее предварительного нагрева до температуры спекания из диапазона 570-650°С, при этом нагрев указанной смеси в диапазоне температур от 300±10°С до температуры спекания ведут в течение 60-90 мин. Затем последовательно проводят выдержку полученного промежуточного продукта при температуре спекания в течение 60-90 мин, нагрев продукта спекания до температуры вспенивания из диапазона 770-830°С проводят со скоростью 2-3°/мин и выдерживают промежуточный продукт при температуре вспенивания, выбранной из диапазона 770-830°С, в течение времени, достаточного для завершения процесса вспенивания и получения после охлаждения пеностекла, имеющего при плотности 100-200 кг/м³ прочность от 10,0 до 50,0 кг/см².- 2 036774 vestny method includes the stage of mixing three ingredients: finely ground glass powder with a grain size of 2-4 microns, a carbon-containing blowing agent and water, taken in a ratio, wt.%: Water 7-25; carbon-containing blowing agent - 0.5-3.0 and finely ground glass powder - the rest. As a result of mixing the three components, an aqueous suspension is formed. Then the resulting aqueous suspension is dried by two-stage heat treatment so that at the first stage the temperature of the suspension is set less than 100 ° C and held for 30-40 minutes, and then at the second stage the temperature is set from the range of 200-550 ° C and kept until complete removal free and chemically bound water. Thereafter, the dried product is cooled to ambient temperature and ground to obtain a powdery homogeneous mixture. After that, a multistage heat treatment of the specified powdery homogeneous mixture is carried out by preheating it to a sintering temperature from the range of 570-650 ° C, while heating the specified mixture in the temperature range from 300 ± 10 ° C to the sintering temperature is carried out for 60-90 minutes. Then, the resulting intermediate product is sequentially held at a sintering temperature for 60-90 min, the sintering product is heated to a foaming temperature from the range of 770-830 ° C at a rate of 2-3 ° / min and the intermediate product is kept at a foaming temperature selected from the range 770-830 ° C, for a time sufficient to complete the foaming process and obtain, after cooling, foam glass having a strength of 10.0 to 50.0 kg / cm ² at a density of 100-200 kg / m ³ .

В способе производства пеностекла, раскрытом в патенте ЕА 013986, в качестве углеродсодержащего газообразователя используют вещества из ряда: органические кислоты, моноспирты и полиолы, целлюлоза, углеводороды. Кроме того, после завершения процесса вспенивания предварительно закаливают структуру вспененного продукта путем снижения температуры от температуры вспенивания 770-830°С до температуры из диапазона 500-550°С со скоростью в интервале 50-100°/мин. Затем полученную при закалке структуру пеностекла стабилизируют, для чего предварительно выдерживают при температуре из диапазона 500-550°С в течение 40-60 мин, а затем осуществляют трехстадийное охлаждение так, что на первом этапе охлаждение от температуры из диапазона 500-550°С до температуры 300±10°С ведут со скоростью не более 0,27 мин, на втором этапе последующее охлаждение до температуры 200±10°С ведут со скоростью не более 0,3°/мин, а на третьем этапе последующее охлаждение до температуры окружающей среды ведут скоростью не более 0,7°/мин.In the method for the production of foam glass disclosed in patent EA 013986, substances from the series: organic acids, monoalcohols and polyols, cellulose, hydrocarbons are used as a carbon-containing blowing agent. In addition, after the completion of the foaming process, the structure of the foamed product is preliminarily quenched by reducing the temperature from the foaming temperature of 770-830 ° C to a temperature in the range of 500-550 ° C at a rate in the range of 50-100 ° / min. Then, the structure of foam glass obtained during quenching is stabilized, for which it is preliminarily kept at a temperature in the range of 500-550 ° C for 40-60 min, and then three-stage cooling is carried out so that at the first stage, cooling from a temperature in the range of 500-550 ° C to temperatures of 300 ± 10 ° C are carried out at a rate of no more than 0.27 min, at the second stage, subsequent cooling to a temperature of 200 ± 10 ° C is carried out at a rate of no more than 0.3 ° / min, and at the third stage, subsequent cooling to ambient temperature lead at a speed of no more than 0.7 ° / min.

Способ получения пеностекла по патенту ЕА, 013986 и промышленно производимое пеностекло с использованием указанного способа обладает комплексом указанных выше полезных свойств. Упомянутый способ был разработан авторами данной заявки, внедрен на промышленном производстве и представлен на рынке под товарным знаком Neoporm/Неопорм®. Известный из патента ЕА, 013986 способ получения пеностекла позволяет получать коммерческое пеностекло с высокими прочностными характеристиками, однако он не обладает достаточно высокой производительностью. Данная заявка является дальнейшим развитием технологии производства пеностекла, охраняемой евразийским патентом № 013986.The method for producing foam glass according to patent EA, 013986 and industrially produced foam glass using this method has a set of the above useful properties. The mentioned method was developed by the authors of this application, introduced in industrial production and presented on the market under the trademark Neoporm / Neoporm®. Known from patent EA, 013986, the method for producing foam glass allows you to obtain commercial foam glass with high strength characteristics, but it does not have a sufficiently high productivity. This application is a further development of the technology for the production of foam glass, protected by the Eurasian patent No. 013986.

Используемые для приготовления водной суспензии три ингредиента представляют собой сложные вещества, химически активные по отношению друг к другу. Тонкомолотый порошок стекла, изготовленный согласно прототипу, не из специально сваренного стекла, а из отходов стекла, предпочтительно из отходов флоат-стекла, очищенного от сторонних примесей и измельченного до среднего размера зерна 24 мкм, имеет высокоразвитую поверхность - от 8000 до 14000 см²/г и сложный химический состав. Например, тонкомолотый порошок стекла имеет химический состав, приведенный в таблице ниже, мас.%:The three ingredients used to prepare an aqueous suspension are complex substances that are reactive to each other. Finely ground glass powder, made according to the prototype, not from specially welded glass, but from glass waste, preferably from waste float glass, cleaned from foreign impurities and ground to an average grain size of 24 μm, has a highly developed surface - from 8000 to 14000 cm ² / d and complex chemical composition. For example, finely ground glass powder has a chemical composition shown in the table below, wt%:

5Ю2 5Yu2 Na2O Na2O СаО CaO MgO MgO AI2O3 AI2O3 SO3 SO3 К2О K2O Fe2O3 Fe2O3 TiO2 TiO2 ZrO2 ZrO2 Cr2O3 Cr2O3 MnO MnO 72,3 72.3 13,3 13.3 8,8 8.8 4,0 4.0 0,93 0.93 0,22 0.22 0,31 0.31 0,16 0.16 0,023 0.023 0,011 0.011 0,003 0.003 72,2 72.2 13,4 13.4 8,8 8.8 4,1 4.1 0,92 0.92 0,21 0.21 0,30 0.30 0,15 0.15 0,022 0.022 0,010 0.010 0,002 0.002 0,003 0.003 72,3 72.3 13,3 13.3 8,7 8.7 4,1 4.1 0,92 0.92 0,21 0.21 0,30 0.30 0,14 0.14 0,022 0.022 0,010 0.010 0,003 0.003 0,004 0.004 72,3 72.3 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,95 0.95 0,23 0.23 0,30 0.30 0,14 0.14 0,024 0.024 0,010 0.010 0,004 0.004 0,004 0.004 72,4 72.4 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,93 0.93 0,22 0.22 0,30 0.30 0,15 0.15 0,023 0.023 0,010 0.010 0,005 0.005 0,004 0.004 72,4 72.4 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,92 0.92 0,20 0.20 0,30 0.30 0,15 0.15 0,027 0.027 0,010 0.010 0,003 0.003 0,004 0.004 72,4 72.4 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,93 0.93 0,22 0.22 0,30 0.30 0,16 0.16 0,025 0.025 0,010 0.010 0,003 0.003 0,003 0.003 72,4 72.4 13,2 13.2 8,7 8.7 4,0 4.0 0,94 0.94 0,21 0.21 0,30 0.30 0,17 0.17 0,025 0.025 0,010 0.010 0,037 0.037 0,005 0.005 72,5 72.5 13,1 13.1 8,7 8.7 3,9 3.9 0,99 0.99 0,22 0.22 0,32 0.32 0,17 0.17 0,022 0.022 0,011 0.011 0,005 0.005 0,004 0.004 72,6 72.6 13,2 13.2 8,7 8.7 3,9 3.9 0,97 0.97 0,21 0.21 0,32 0.32 0,17 0.17 0,023 0.023 0,011 0.011 0,003 0.003 0,003 0.003 72,5 72.5 13,2 13.2 8,7 8.7 4,0 4.0 0,95 0.95 0,20 0.20 0,32 0.32 0,17 0.17 0,022 0.022 0,010 0.010 0,004 0.004 0,003 0.003 72,4 72.4 13,3 13.3 8.7 8.7 4,0 4.0 0,94 0.94 0,22 0.22 0,30 0.30 0,16 0.16 0,021 0.021 0,010 0.010 0,003 0.003 0,003 0.003 72,4 72.4 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,91 0.91 0,21 0.21 0,31 0.31 0,15 0.15 0,023 0.023 0,010 0.010 0,001 0.001 0,003 0.003 72,3 72.3 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,94 0.94 0,20 0.20 0,31 0.31 0,15 0.15 0,024 0.024 0,011 0.011 0,005 0.005 0,005 0.005 72,3 72.3 13,3 13.3 8,7 8.7 4,0 4.0 0,94 0.94 0,22 0.22 0,31 0.31 0,16 0.16 0,025 0.025 0,010 0.010 0,005 0.005 0,005 0.005

В результате смешения трех ингредиентов, раскрытых в прототипе, образуется однородная, гомогенная система в виде водной суспензии. По прототипу смешение трех ингредиентов происходит в интенсивном промышленном смесителе в течение 30-45 мин, что подтверждено практикой его промышленного внедрения авторами на действующем производстве. После смешения ингредиентов и выгрузкиAs a result of mixing the three ingredients disclosed in the prototype, a homogeneous, homogeneous system is formed in the form of an aqueous suspension. According to the prototype, the mixing of the three ingredients takes place in an intensive industrial mixer for 30-45 minutes, which is confirmed by the practice of its industrial implementation by the authors in the existing production. After mixing the ingredients and unloading

- 3 036774 готовой водной суспензии из смесителя последовательно производятся дальнейшие технологические операции.- 3 036774 of the finished aqueous suspension from the mixer, further technological operations are sequentially performed.

Длительность одного цикла смешения ингредиентов с целью получения водной суспензии нужной кондиции определяет производительность всей технологической линии по производству пеностекла. При непрерывном производственном режиме, характерном для промышленного производства пеностекла изза особенностей технологических процессов и промышленного оборудования на одной производственной линии, включающей в себя один смеситель интенсивного типа с рабочим объемом камеры смесителя У_ра6. ~0,25 м³, производительность получения водной суспензии составляет около 300-400 кг/ч.The duration of one cycle of mixing the ingredients in order to obtain an aqueous suspension of the desired condition determines the performance of the entire technological line for the production of foam glass. With a continuous production mode, typical for the industrial production of foam glass due to the peculiarities of technological processes and industrial equipment on one production line, which includes one intensive type mixer with a working volume of the U _ra6 mixer _chamber . ~ 0.25 m ³ , the productivity of obtaining an aqueous suspension is about 300-400 kg / h.

Патенты RU 2526452 и RU 2594416 раскрывают способы производства пеностекла из стеклобоя с использованием добавок, которые снижают температуру спекания и сокращают длительность этапа вспенивания, однако не влияют на длительность этапа смешения исходных сырьевых компонент.Patents RU 2526452 and RU 2594416 disclose methods for the production of foam glass from cullet using additives that lower the sintering temperature and shorten the duration of the foaming step, but do not affect the duration of the mixing step of the initial raw materials.

В настоящее время важное значение имеет увеличение производительности процесса получения пеностекла при рациональном использовании энергетических и материальных ресурсов на производство продукции, сохраняя при этом высокие потребительские качества пеностекла.Currently, it is important to increase the productivity of the process of obtaining foam glass with the rational use of energy and material resources for the production of products, while maintaining high consumer qualities of foam glass.

В рамках данной заявки решается задача увеличения производительности производства пеностекла не менее чем в 3 раза без ухудшения водостойкости и химической стойкости пеностекла за счет сокращения длительности этапа смешения исходных сырьевых ингредиентов для цели получения водной суспензии, предназначенной для ее последующей переработки в шихту и получения пеностекла.Within the framework of this application, the problem of increasing the productivity of foam glass production by at least 3 times is solved without deteriorating the water resistance and chemical resistance of the foam glass by reducing the duration of the stage of mixing the initial raw ingredients for the purpose of obtaining an aqueous suspension intended for its subsequent processing into a charge and obtaining foam glass.

Решается также задача получения из относительно недорогого боя стекла сырьевой смеси, пригодной для промышленного получения высококачественного водо-, паро- и химически стойкого пеностекла, с высокими теплотехническими характеристиками за счет гомогенной структуры закрытых ячеек и исключения образования в структуре пеностекла кристаллических включений второй фазы, которое при малой плотности обладало бы повышенными прочностными характеристиками. Решается также задача получения пеностекла, которое при плотности 100-200 кг/м³ имело бы высокую прочность от 10 до 50 кг/см².It also solves the problem of obtaining from a relatively inexpensive glass breakage a raw mixture suitable for industrial production of high-quality water-, steam- and chemically resistant foam glass, with high thermal characteristics due to the homogeneous structure of closed cells and eliminating the formation of crystalline inclusions of the second phase in the structure of the foam glass, which, when low density would have increased strength characteristics. The problem of obtaining foam glass is also being solved, which at a density of 100-200 kg / m ³ would have a high strength from 10 to 50 kg / cm ² .

Поставленная задача решается тем, что способ производства пеностекла включает смешивание в течение 4-12 мин тонкомолотого порошка стекла с размером зерна основной фракции не более 30 мкм, углеродсодержащего газообразователя, воды, а также щелочесодержащих веществ, взятых соответственно в соотношении, мас.%: вода - 3-25; углеродсодержащий газообразователь - 0,5-3,0; щелочесодержащие вещества - 0,2-2,0, тонкомолотый порошок стекла - остальное, с образованием водной суспензии, последующее высушивание полученной водной суспензии путем двухстадийной термообработки так, что на первом этапе температуру термообработки суспензии задают менее 100°С и выдерживают в течение 30-60 мин, а на втором этапе задают температуру из диапазона 200-550°С и выдерживают до полного удаления воды, последующее охлаждение высушенного продукта до температуры окружающей среды и его измельчение до размеров зерна основной фракции не более 30 мкм с получением порошкообразной гомогенной смеси, последующее проведение многостадийной термообработки указанной порошкообразной гомогенной смеси путем ее предварительного нагрева до температуры спекания из диапазона 570650°С, при этом нагрев указанной смеси в диапазоне температур от 300±10°С до температуры спекания ведут в течение 60-90 мин, последующей выдержки при температуре спекания полученного продукта в течение 60-90 мин, дальнейшего нагрева до температуры вспенивания из диапазона 740-830°С со скоростью 2-3°/мин, последующей выдержки при температуре вспенивания, выбранной из диапазона 740830°С, в течение времени, достаточного для завершения процесса вспенивания и получения после охлаждения пеностекла, имеющего при плотности 100-200 кг/м³ прочность от 10,0 до 50,0 кг/см².The problem is solved by the fact that the method for the production of foam glass includes mixing for 4-12 minutes of finely ground glass powder with a grain size of the main fraction not exceeding 30 μm, a carbon-containing blowing agent, water, as well as alkali-containing substances, taken respectively in the ratio, wt%: water - 3-25; carbon-containing blowing agent - 0.5-3.0; alkali-containing substances - 0.2-2.0, finely ground glass powder - the rest, with the formation of an aqueous suspension, subsequent drying of the resulting aqueous suspension by two-stage heat treatment so that at the first stage the temperature of the heat treatment of the suspension is set less than 100 ° C and held for 30- 60 min, and at the second stage the temperature is set from the range of 200-550 ° C and kept until complete removal of water, subsequent cooling of the dried product to ambient temperature and its grinding to a grain size of the main fraction of no more than 30 μm to obtain a powdery homogeneous mixture, the subsequent carrying out a multistage heat treatment of the specified powdery homogeneous mixture by preheating it to the sintering temperature from the range of 570 650 ° С, while heating the specified mixture in the temperature range from 300 ± 10 ° С to the sintering temperature is carried out for 60-90 min, followed by holding at the sintering temperature the resulting product within 60-90 minutes, further heating to a foaming temperature from the range of 740-830 ° C at a rate of 2-3 ° / min, followed by holding at a foaming temperature selected from the range of 740-830 ° C, for a time sufficient to complete the foaming process and obtain, after cooling, foam glass having density 100-200 kg / m ³ strength from 10.0 to 50.0 kg / cm ² .

Предпочтительно, что в качестве углеродсодержащего газообразователя используют вещества из ряда: органические кислоты, моноспирты и полиолы, целлюлоза, углеводороды. Кроме того, предпочтительно, что в качестве щелочесодержащих веществ используют гидроксиды либо натриевые соли угольной кислоты.It is preferable that substances from the series are used as the carbon-containing blowing agent: organic acids, monoalcohols and polyols, cellulose, hydrocarbons. In addition, it is preferred that hydroxides or sodium salts of carbonic acid are used as alkali-containing substances.

Целесообразно, что щелочесодержащие вещества смешивают предварительно либо с тонкомолотым порошком стекла, либо с водой.It is advisable that the alkali-containing substances are pre-mixed either with finely ground glass powder or with water.

Предпочтительно, что после завершения процесса вспенивания предварительно закаливают структуру вспененного продукта путем снижения температуры от температуры вспенивания 740-830°С до температуры из диапазона 500-550°С со скоростью в интервале 50-100°/мин, а затем полученную при закалке структуру пеностекла стабилизируют, для чего предварительно выдерживают при температуре из диапазона 500-650°С в течение 40-60 мин, а затем осуществляют трехстадийное охлаждение так, что на первом этапе охлаждение от температуры из диапазона 500-650°С до температуры 300±10°С ведут со скоростью не более 0,2°/мин, на втором этапе последующее охлаждение до температуры 200±10°С ведут со скоростью не более 0,37 мин, а на третьем этапе ведут охлаждение до температуры окружающей среды.It is preferable that after completion of the foaming process, the structure of the foamed product is pre-quenched by reducing the temperature from the foaming temperature of 740-830 ° C to a temperature in the range of 500-550 ° C at a rate in the range of 50-100 ° / min, and then the foam glass structure obtained during quenching stabilize, for which it is preliminarily kept at a temperature in the range of 500-650 ° C for 40-60 minutes, and then three-stage cooling is carried out so that at the first stage, cooling from a temperature in the range of 500-650 ° C to a temperature of 300 ± 10 ° C lead at a rate of no more than 0.2 ° / min, at the second stage, subsequent cooling to a temperature of 200 ± 10 ° C is carried out at a rate of no more than 0.37 min, and at the third stage, cooling to ambient temperature.

При внедрении способа получения пеностекла по патенту ЕА 013986 на действующем производстве авторами-правообладателями было экспериментально установлено, что для увеличения производительности промышленного производства без ухудшения водостойкости и химической стойкости пеностеклаWhen introducing a method for producing foam glass according to patent EA 013986 in an existing production, the authors-copyright holders experimentally found that to increase the productivity of industrial production without deteriorating the water resistance and chemical resistance of the foam glass

- 4 036774 длительность этапа смешения компонентов в одном цикле может быть уменьшена до 4-12 мин за счет использования при смешении исходных сырьевых ингредиентов также щелочесодержащих веществ, например гидроксидов в количестве из диапазона от 0,2 до 2,0 мас. % по отношению к общей массе водной суспензии.- 4 036774 the duration of the stage of mixing the components in one cycle can be reduced to 4-12 minutes due to the use of alkali-containing substances when mixing the starting raw ingredients, for example, hydroxides in an amount from 0.2 to 2.0 wt. % with respect to the total weight of the aqueous suspension.

Сущность данного способа производства пеностекла состоит в использовании на этапе получения водной суспензии четырех ингредиентов: тонкомолотого стеклобоя, углеродсодержащего газообразователя, воды и щелочесодержащих веществ, при этом этап смешения исходных сырьевых ингредиентов проводится путем введения в смесь щелочесодержащих веществ либо в сухом состоянии с тонкомолотым порошком стекла, либо, что предпочтительно, совместно с водой.The essence of this method for the production of foam glass consists in using four ingredients at the stage of obtaining an aqueous suspension: finely ground cullet, a carbon-containing blowing agent, water and alkali-containing substances, while the stage of mixing the original raw ingredients is carried out by introducing alkali-containing substances into the mixture or in a dry state with finely ground glass powder, or, preferably, together with water.

В результате смешения согласно данному способу указанных выше четырех ингредиентов получают с увеличенной производительностью водную суспензию, предназначенную для получения в дальнейшем шихты и пеностекла, обладающего требуемыми характеристиками.As a result of mixing according to this method, the above four ingredients are obtained with increased productivity of an aqueous suspension intended for further production of a charge and foam glass having the required characteristics.

В результате введения в водную суспензию щелочесодержащих веществ, например гидроксидов, в количестве от 0,2 до 2,0 мас.% по отношению к массе водной суспензии достигается сокращение длительности технологического процесса смешения компонентов в промышленном производстве в одном цикле с 30-45 до 4-12 мин. В результате чего достигается технический результат, выраженный в значительном увеличении производительности процесса в целом за счет сокращения длительности стадии получения водной суспензии, необходимой для производства пеностекла на уже существующем технологическом оборудовании без снижения качества самого пеностекла.As a result of the introduction into the aqueous suspension of alkaline substances, for example hydroxides, in an amount of 0.2 to 2.0 wt% with respect to the weight of the aqueous suspension, a reduction in the duration of the technological process of mixing the components in industrial production in one cycle from 30-45 to 4 -12 minutes As a result, a technical result is achieved, expressed in a significant increase in the productivity of the process as a whole by reducing the duration of the stage of obtaining an aqueous suspension, which is necessary for the production of foam glass on existing technological equipment without reducing the quality of the foam glass itself.

Введение в водную суспензию щелочесодержащих веществ в количестве от 0,2 до 2,0 мас.% по отношению к общей массе водной суспензии приводит к снижению массовой доли воды, указанной в прототипе, с 7 до 3% к общей массе водной суспензии.The introduction of alkali-containing substances into an aqueous suspension in an amount from 0.2 to 2.0 wt.% With respect to the total weight of the aqueous suspension leads to a decrease in the mass fraction of water specified in the prototype, from 7 to 3% to the total weight of the aqueous suspension.

Сущность изобретения поясняется неограничивающими примерами реализации способа получения пеностекла с использованием на стадии получения сырьевой водной суспензии четырех исходных ингредиентов.The essence of the invention is illustrated by non-limiting examples of the implementation of a method for producing foam glass using four starting ingredients at the stage of obtaining a raw aqueous suspension.

Пример 1.Example 1.

Для производства пеностекла согласно данному способу на стадии получения сырьевой водной суспензии используют четыре ингредиента, которые смешиваются в заданных соотношениях в интенсивном смесителе, эксплуатируемом в дискретном режиме. Такой способ получения водной суспензии позволяет производить точное дозирование сырьевых компонентов и точно контролировать длительность каждого цикла смешения, а значит - обеспечивать высокое качество конечного продукта производства. С помощью дозирующих промышленных устройств последовательно загружаются в рабочую камеру смесителя тонкомолотый порошок стекла, полученный из отходов флоат-стекла, в количестве 190 кг (92,7%), технологическую воду в количестве 12,35 кг (6,03%) и углеродосодержащий газообразователь глицерин в количестве 1,37 кг (0,67%). В технологическою воду предварительно введен карбонат натрия в количестве 1,24 кг (0,6%) к общей массе водной суспензии.For the production of foam glass according to this method, at the stage of obtaining a raw water suspension, four ingredients are used, which are mixed in predetermined proportions in an intensive mixer operated in a discrete mode. This method of obtaining an aqueous suspension allows for accurate dosing of raw materials and precise control of the duration of each mixing cycle, and therefore - to ensure high quality of the final product. With the help of dosing industrial devices, finely ground glass powder obtained from float glass waste in an amount of 190 kg (92.7%), process water in an amount of 12.35 kg (6.03%) and a carbon-containing gas generator are sequentially loaded into the working chamber of the mixer glycerin in the amount of 1.37 kg (0.67%). Sodium carbonate was previously introduced into the process water in an amount of 1.24 kg (0.6%) to the total mass of the aqueous suspension.

Интенсивное смешение четырех исходных ингредиентов в промышленном смесителе в одном цикле смешения и получение водной суспензии с использованием четырех компонент производится в течение 7 мин, вместо 35 мин, требующихся по прототипу.Intensive mixing of four starting ingredients in an industrial mixer in one mixing cycle and obtaining an aqueous suspension using four components is carried out within 7 minutes, instead of 35 minutes required by the prototype.

После завершения цикла смешения четырех ингредиентов и выгрузки полученной в результате такого смешения гомогенной водной суспензии, пригодной для проведения последующих технологических операций, цикл смешения ингредиентов повторяется. Водную суспензию, полученную данным способом, помещают в сушилку и подвергают двухстадийной термообработке предварительно при температуре не более 100°С в течение 60 мин до состояния коалесценции, затем производят второй этап сушки при температуре до 500°С и выдерживают до полного удаления воды с получением высушенного продукта. Полученный в процессе термообработки высушенный продукт охлаждают естественным путем до температуры окружающей среды, после чего измельчают в порошок до размеров зерна основной фракции не более 30 мкм.After the completion of the cycle of mixing the four ingredients and discharging the homogeneous aqueous suspension obtained as a result of such mixing, suitable for subsequent technological operations, the cycle of mixing the ingredients is repeated. The aqueous suspension obtained by this method is placed in a dryer and subjected to a two-stage heat treatment preliminarily at a temperature of no more than 100 ° C for 60 min until the state of coalescence, then the second stage of drying is carried out at a temperature of up to 500 ° C and kept until complete removal of water to obtain a dried product. The dried product obtained during heat treatment is cooled naturally to ambient temperature, after which it is ground into powder to a grain size of the main fraction of no more than 30 microns.

Полученную таким образом порошкообразную гомогенную смесь порциями загружают в металлические формы - контейнеры, и вводят в туннельную печь и нагревают до температуры спекания 600°С согласно температурному графику так, что нагрев от 300°С до температуры спекания осуществляют в течение 60 мин. Затем осуществляют дальнейший нагрев до температуры вспенивания 740°С и выдержку при этой температуре до завершения процесса вспенивания в течение 30 мин.The thus obtained powdery homogeneous mixture is loaded in portions into metal molds - containers, and introduced into a tunnel oven and heated to a sintering temperature of 600 ° C according to the temperature schedule so that heating from 300 ° C to the sintering temperature is carried out for 60 minutes. Then further heating is carried out to the foaming temperature of 740 ° C and holding at this temperature until the foaming process is completed for 30 minutes.

Затем структуру полученного вспененного продукта предварительно фиксируют путем закалки, для чего снижают температуру от температуры вспенивания 740°С до температуры 500°С со скоростью 50°/мин. После этого полученную при закалке структуру пеностекла стабилизируют, для чего предварительно выдерживают при температуре 630°С в течение 60 мин, а затем осуществляют контролируемое трехстадийное охлаждение пеностекла до температуры окружающей среды так, что на первом этапе охлаждение от температуры 630°С до температуры 300±10°С ведут со скоростью 0,17 мин, на втором этапе охлаждение до температуры 200±10°С ведут со скоростью 0,2°/мин, а на третьем этапе ведут охлаждение до температуры окружающей среды.Then the structure of the obtained foamed product is preliminarily fixed by quenching, for which the temperature is reduced from the foaming temperature of 740 ° C to a temperature of 500 ° C at a rate of 50 ° / min. After that, the structure of the foam glass obtained during quenching is stabilized, for which it is preliminarily kept at a temperature of 630 ° C for 60 minutes, and then a controlled three-stage cooling of the foam glass is carried out to ambient temperature so that at the first stage, cooling from a temperature of 630 ° C to a temperature of 300 ± 10 ° C is carried out at a rate of 0.17 min, at the second stage, cooling to a temperature of 200 ± 10 ° C is carried out at a rate of 0.2 ° / min, and at the third stage, cooling is carried out to ambient temperature.

- 5 036774- 5 036774

После завершения процесса вспенивания получают теплоизоляционное пеностекло, имеющее плотность ~ 120-130 кг/м³ и прочность -12-14 кг/см². Следует понимать, что другие типы газообразователей также могут быть использованы для обеспечения газообразования в течение процесса вспенивания пеностекла.After the completion of the foaming process, heat-insulating foam glass is obtained, having a density of ~ 120-130 kg / m ³ and a strength of -12-14 kg / cm ² . It should be understood that other types of blowing agents can also be used to provide gassing during the foaming process.

Пример 2.Example 2.

В интенсивный промышленный смеситель с помощью дозирующих устройств последовательно вводятся тонкомолотый порошок стекла в количестве 190 кг, затем технологическая вода в количестве 14,0 кг, а в качестве углеродосодержащего газообразователя использована этановая кислота в количестве 1,03 кг. При введении в рабочую камеру смесителя последовательно указанных компонентов процесс перемешивания производится непрерывно. Затем в процессе непрерывного перемешивания в промежуточный продукт перемешивания вводится каустическая сода (техническое название натрия гидроксида; едкая щелочь NaOH), в количестве 0,7 кг, что составляет 0,34% к общей массе водной суспензии по прототипу.In an intensive industrial mixer with the help of dosing devices, finely ground glass powder in an amount of 190 kg is sequentially introduced, then process water in an amount of 14.0 kg, and ethanic acid in an amount of 1.03 kg is used as a carbon-containing gas generator. When the specified components are introduced into the working chamber of the mixer, the mixing process is carried out continuously. Then, in the process of continuous mixing, caustic soda (technical name of sodium hydroxide; caustic alkali NaOH) is introduced into the intermediate mixing product, in an amount of 0.7 kg, which is 0.34% to the total weight of the aqueous suspension according to the prototype.

Интенсивное смешение четырех ингредиентов для получения водной суспензии в промышленном смесителе производится в течение 10 мин, вместо 40 мин, необходимых по прототипу.Intensive mixing of four ingredients to obtain an aqueous suspension in an industrial mixer is carried out within 10 minutes, instead of 40 minutes required by the prototype.

После завершения цикла смешения четырех ингредиентов и выгрузки из смесителя полученной водной суспензии для проведения последующих технологических операций цикл смешения компонентов в смесителе повторяется.After the completion of the mixing cycle of the four ingredients and discharging the resulting aqueous suspension from the mixer for subsequent technological operations, the mixing cycle of the components in the mixer is repeated.

Значимое сокращение времени смешения компонентов на этапе получения водной суспензии позволяет значительно увеличить объемы промышленного производства водной суспензии в единицу времени, чем достигается эффект повышения производительности процесса промышленного производства пеностекла.A significant reduction in the mixing time of the components at the stage of obtaining an aqueous suspension allows a significant increase in the volume of industrial production of an aqueous suspension per unit of time, which achieves the effect of increasing the productivity of the industrial production of foam glass.

Дальнейшие технологические операции по производству пеностекла производятся в последовательности, аналогичной в примере 1 при температуре вспенивания 750°С.Further technological operations for the production of foam glass are performed in a sequence similar to example 1 at a foaming temperature of 750 ° C.

Данный способ производства теплоизоляционного пеностекла и физико-механические свойства пеностекла обеспечиваются за счет совокупности экспериментально подобранных, взаимосвязанных и взаимообусловленных между собой физических, химических и термических факторов, таких как физикохимический состав исходной сырьевой композиции для приготовления водной суспензии, а также технологическая последовательность и температурный график формирования порошкообразной гомогенной смеси из полученной предварительно водной суспензии; технологическая последовательность и температурный график обработки гомогенной смеси.This method of production of heat-insulating foam glass and the physical and mechanical properties of foam glass are provided due to a combination of experimentally selected, interconnected and interdependent physical, chemical and thermal factors, such as the physicochemical composition of the initial raw material composition for the preparation of an aqueous suspension, as well as the technological sequence and temperature schedule of formation powdered homogeneous mixture from the previously obtained aqueous suspension; technological sequence and temperature schedule for processing a homogeneous mixture.

Claims

CLAIM

1. A method for the production of foam glass, including mixing for 4-12 minutes finely ground glass powder with a grain size of the main fraction not exceeding 30 microns, a carbon-containing blowing agent, water, as well as alkali-containing substances, taken respectively in the ratio, wt.%: Water - 3- 25; carbon-containing blowing agent - 0.5-3.0; alkali-containing substances - 0.2-2.0, finely ground glass powder - the rest, with the formation of an aqueous suspension, subsequent drying of the resulting aqueous suspension by two-stage heat treatment so that at the first stage the temperature of the heat treatment of the suspension is set less than 100 ° C and is kept for 30- 60 min, and at the second stage the temperature is set from the range of 200-550 ° C and kept until complete removal of water, subsequent cooling of the dried product to ambient temperature and its grinding to a grain size of the main fraction of no more than 30 μm to obtain a powdery homogeneous mixture, the subsequent carrying out a multistage heat treatment of the specified powdery homogeneous mixture by preheating it to a sintering temperature from the range of 570-650 ° C, while heating the specified mixture in the temperature range from 300 ± 10 ° C to the sintering temperature is carried out for 60-90 minutes, followed by holding at the sintering temperature of the resulting product for 60-90 minutes, further o heating to a foaming temperature from the range of 740-830 ° C at a rate of 2-37 ° / min, followed by holding at a foaming temperature selected from the range of 740-830 ° C, for a time sufficient to complete the foaming process and obtain, after cooling, foam glass having with a density in the range of 100-200 kg / m ³ strength in the range from 10.0 to 50.0 kg / cm ² .

2. The method according to claim 1, characterized in that substances from the series are used as the carbon-containing blowing agent: organic acids, monoalcohols and polyols, cellulose, hydrocarbons.

3. The method according to claim 1, characterized in that hydroxides or sodium salts of carbonic acid are used as alkali-containing substances.

4. The method according to claim 1, characterized in that the alkali-containing substances are pre-mixed either with finely ground glass powder or with water.

5. The method according to claim 1, characterized in that after the completion of the foaming process, the structure of the foamed product is pre-quenched by lowering the temperature from the foaming temperature of 740-830 ° C to a temperature from the range of 500-550 ° C at a rate in the range of 50-100 ° / min, and then the foam glass structure obtained during quenching is stabilized, for which it is preliminarily kept

- 6 036774 are kept at a temperature in the range of 500-650 ° C for 40-60 minutes, and then three-stage cooling is carried out so that at the first stage, cooling from a temperature in the range of 500-650 ° C to a temperature of 300 ± 10 ° C is carried out with at a rate of no more than 0.2 ° / min, at the second stage, subsequent cooling to a temperature of 200 ± 10 ° C is carried out at a rate of no more than 0.3 ° / min, and at the third stage, cooling is carried out to ambient temperature.