RU2290378C1 - Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material - Google Patents

Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material Download PDF

Info

Publication number
RU2290378C1
RU2290378C1 RU2005122337/03A RU2005122337A RU2290378C1 RU 2290378 C1 RU2290378 C1 RU 2290378C1 RU 2005122337/03 A RU2005122337/03 A RU 2005122337/03A RU 2005122337 A RU2005122337 A RU 2005122337A RU 2290378 C1 RU2290378 C1 RU 2290378C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat treatment
sodium hydroxide
manufacture
raw
tall
Prior art date
Application number
RU2005122337/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
ков Александр Иванович Куд (RU)
Александр Иванович Кудяков
Тать на Николаевна Радина (RU)
Татьяна Николаевна Радина
Михаил Юрьевич Иванов (RU)
Михаил Юрьевич Иванов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет"
Priority to RU2005122337/03A priority Critical patent/RU2290378C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290378C1 publication Critical patent/RU2290378C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/027—Lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of building materials.
SUBSTANCE: invention, in particular, relates to manufacture of porous artificial articles and can be used in manufacture of granulated heat-insulation material serving as light aggregate for concretes in industrial and civil engineering. Raw mix of invention comprises 41.4% microsilica, 0.2-0.8% tall lignin produced as waste in production of tall oil via sulfate-pulp processing of wood, 21.5% sodium hydroxide solution (concentration 45.22% on the basis of Na2O), and water in balancing amount. Process of invention consists in preparation of slurry from mix components, hydrothermal treatment at 80-90°C and atmosphere pressure for 10-15 min, granulation and subsequent heat treatment of crude granules at 350-400°C for 10 min.
EFFECT: reduced power consumption due to eliminated stage of preliminary heat treatment of crude granules.
2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве зернистого теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.The invention relates to the production of building materials, in particular to the production of porous artificial products, and can be used in the production of granular insulating material, a particularly lightweight aggregate for concrete in industrial and civil engineering.

Известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2177921, 2002], включающий приготовление высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем 4-7, грануляцию и термообработку сырцовых гранул. Высокомодульное жидкое стекло получают гидротермальной обработкой при 68-73°С и атмосферном давлении в течение 5-10 мин суспензии из кремнеземсодержащего аморфного материала микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния состава: 83-93 мас.% SiO2 и 6-16 мас.% углеродистых примесей - графита (С) и карборунда (SiC) в щелочном растворе гидроксида натрия при соотношении жидкой и твердой фаз Ж/Т=0,94-1,008, термообработку сырцовых гранул проводят при 350-400°С в течение 20-30 мин.A known method of producing granular heat-insulating material [RU 2177921, 2002], including the preparation of high-modulus liquid glass with a silicate module 4-7, granulation and heat treatment of raw granules. High-modulus liquid glass is obtained by hydrothermal treatment at 68-73 ° C and atmospheric pressure for 5-10 minutes, a suspension of silica-containing amorphous material of silica fume - a waste product of the production of crystalline silicon composition: 83-93 wt.% SiO 2 and 6-16 wt.% Carbon impurities - graphite (C) and carborundum (SiC) in an alkaline solution of sodium hydroxide with a ratio of liquid and solid phases W / T = 0.94-1.008, heat treatment of raw granules is carried out at 350-400 ° C for 20-30 minutes

Недостатками известного способа получения являются увеличенные энергозатраты вследствие длительного режима термической обработки сырцовых гранул и повышенная насыпная плотность гранулированного теплоизоляционного материала.The disadvantages of this method of obtaining are increased energy consumption due to the long-term heat treatment of raw granules and increased bulk density of granular heat-insulating material.

Известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2177462, 2001], включающий приготовление и грануляцию сырьевой смеси с последующей термообработкой. Сырьевую смесь готовят из микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния с размером частиц (0,01-0,1)×10-6 м, имеющего состав: 83-93 мас.% SiO2 и 6-16 мас.% углеродистых примесей, раствора гидроксида натрия и воды, подогретой до 85-95°С при соотношении жидкой и твердой фаз Ж/Т=0,813-1,0, а термообработку проводят при 350-400°С в течение 20-30 мин.A known method of producing granular heat-insulating material [RU 2177462, 2001], including the preparation and granulation of the raw material mixture, followed by heat treatment. The raw material mixture is prepared from silica fume - a waste product of the production of crystalline silicon with a particle size of (0.01-0.1) × 10 -6 m, having the composition: 83-93 wt.% SiO 2 and 6-16 wt.% Carbon impurities, solution sodium hydroxide and water heated to 85-95 ° C with a ratio of liquid and solid phases W / T = 0.813-1.0, and heat treatment is carried out at 350-400 ° C for 20-30 minutes

Недостатками известного способа получения являются увеличенные энергозатраты за счет использования подогретой воды и длительного режима термической обработки сырцовых гранул, а также повышенная насыпная плотность гранулированного теплоизоляционного материала.The disadvantages of this method of obtaining are increased energy costs through the use of heated water and a long heat treatment of raw granules, as well as increased bulk density of granular insulating material.

Наиболее близкими к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2246462, 2003]. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, раствор гидроксида натрия и воду и дополнительно гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11Н - водный раствор метилсиликоната натрия с концентрацией 26,2% при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем - 41,20; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O - 21,38; ГКЖ-11Н с концентрацией 26,2% - 0,21-0,62; вода - остальное. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси включает приготовление суспензии из микрокремнезема, раствора гидроксида натрия и воды, гидротермальную обработку суспензии, грануляцию полученных сырцовых гранул с последующей термообработкой при 350-400°С. При получении теплоизоляционного материала из сырьевой смеси для приготовления суспензии дополнительно используют гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11Н - водный раствор метилсиликоната натрия с концентрацией 26,2%, гидротермальную обработку суспензии проводят при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, сырцовые гранулы предварительно термообрабатывают при 100°С в течение 10 мин, а продолжительность последующей термообработки при 350-400°С составляет 10 мин.Closest to the invention in technical essence is a raw material mixture and a method for producing granular heat-insulating material [RU 2246462, 2003]. The raw material mixture for producing granulated heat-insulating material includes silica fume, sodium hydroxide solution and water, and additionally GKZh-11N hydrophobizing silicone fluid — an aqueous solution of sodium methylsiliconate with a concentration of 26.2% in the following ratio, wt.%: Silica fume - 41.20; a solution of sodium hydroxide with a concentration of 45.22% in terms of Na 2 O - 21.38; GKZH-11N with a concentration of 26.2% - 0.21-0.62; water is the rest. A method of producing granulated heat-insulating material from a raw material mixture involves preparing a suspension of silica fume, a solution of sodium hydroxide and water, hydrothermal treatment of the suspension, granulation of the obtained raw granules, followed by heat treatment at 350-400 ° C. Upon receipt of the heat-insulating material from the raw material mixture, GKZh-11N hydrophobizing silicone fluid is additionally used - an aqueous solution of sodium methylsiliconate with a concentration of 26.2%, the hydrothermal treatment of the suspension is carried out at 80-90 ° C and atmospheric pressure for 10-15 minutes, raw granules are pre-heat treated at 100 ° C for 10 minutes, and the duration of the subsequent heat treatment at 350-400 ° C is 10 minutes

Недостатками сырьевой смеси и способа являются повышенные энергозатраты вследствие двухстадийного режима термообработки сырцовых гранул, относительно высокая насыпная плотность и относительно низкая общая пористость гранулированного теплоизоляционного материала.The disadvantages of the raw mix and method are increased energy costs due to the two-stage heat treatment of raw granules, a relatively high bulk density and relatively low total porosity of the granulated insulating material.

Техническим результатом изобретения являются снижение энергозатрат за счет исключения стадии предварительной термообработки сырцовых гранул, уменьшение насыпной плотности и повышение общей пористости гранулированного теплоизоляционного материала.The technical result of the invention is to reduce energy consumption by eliminating the stage of preliminary heat treatment of raw granules, reducing the bulk density and increasing the total porosity of the granulated insulating material.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, раствор гидроксида натрия и воду, причем она дополнительно содержит лигнин талловый - отход, образующийся при получении таллового масла путем сульфатно-целлюлозной переработки древесины при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем - 41,4; лигнин талловый - 0,2-0,8; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O - 21,5; вода - остальное.The technical result is achieved by the fact that the raw material mixture for producing granulated heat-insulating material includes silica fume, sodium hydroxide solution and water, and it additionally contains tall lignin - waste generated when tall oil is obtained by sulphate-cellulose processing of wood in the following ratio of components, wt.% : silica fume - 41.4; tall lignin - 0.2-0.8; a solution of sodium hydroxide with a concentration of 45.22% in terms of Na 2 O - 21.5; water is the rest.

Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси характеризуется тем, что включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.The method of producing granulated heat-insulating material from a raw mix is characterized in that it involves preparing a suspension of the components of the mixture, hydrothermally treating it at 80-90 ° C and atmospheric pressure for 10-15 minutes, granulating and subsequent heat treatment of raw granules at 350-400 ° C within 10 minutes

Микрокремнезем конденсированный представляет собой пылевидный материал, состоящий из ультрадисперсных частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов.Condensed silica fume is a pulverized material consisting of ultrafine particles of a spherical shape, obtained in the process of gas treatment of furnaces in the production of silicon-containing alloys.

Микрокремнезем получают путем отбора материала с рукавных или электрических фильтров системы газоочистки печей. Микрокремнезем имеет насыпную плотность в пределах 150-300 кг/м3, удельную поверхность 2500-3400 м2/кг и следующий химический состав (мас.%): SiO2 - 90,79; Al2O3 - 0,79; Fe2O3 - 0,45; CaO - 0,36; MgO - 1,08; Na2O - 0,43; К2О - 0,36; потери при прокаливании - 4,38.Silica fume is obtained by selecting material from bag or electric filters of the gas treatment system of furnaces. Silica fume has a bulk density in the range of 150-300 kg / m 3 , a specific surface area of 2500-3400 m 2 / kg and the following chemical composition (wt.%): SiO 2 - 90.79; Al 2 O 3 - 0.79; Fe 2 O 3 0.45; CaO 0.36; MgO - 1.08; Na 2 O - 0.43; K 2 O - 0.36; loss on ignition - 4.38.

Свойства микрокремнезема соответствуют требованиям ТУ 5743-048-02495332-96.The properties of silica fume correspond to the requirements of TU 5743-048-02495332-96.

Лигнин талловый является отходом, образующимся при получении таллового масла путем сульфатно-целлюлозной переработки древесины, и представляет собой пастообразный продукт темно-коричневого цвета. Состав лигнина талового (мас.%): смоляные и жирные кислоты - 65-70, нейтральные и окисленные вещества - 10-15; минеральные вещества - 6-15.Tall lignin is a waste formed when tall oil is obtained by sulphate-cellulose processing of wood, and is a pasty product of a dark brown color. The composition of talin lignin (wt.%): Tar and fatty acids - 65-70, neutral and oxidized substances - 10-15; mineral substances - 6-15.

Свойства лигнина таллового соответствуют требованиям ТУ 13-7308058-09-89.The properties of tall lignin comply with the requirements of TU 13-7308058-09-89.

Свойства раствора гидроксида натрия соответствует требованиям ГОСТ 2263-79. Гидроксид натрия может быть использован в виде водного раствора различной концентрации. Концентрация раствора гидроксида натрия в составе сырьевой смеси 45,22%, а его количество указано в пересчете на Na2O.The properties of the sodium hydroxide solution meet the requirements of GOST 2263-79. Sodium hydroxide can be used in the form of an aqueous solution of various concentrations. The concentration of sodium hydroxide solution in the composition of the raw material mixture is 45.22%, and its amount is indicated in terms of Na 2 O.

Вода соответствует требованиям ГОСТ 23732-79.Water meets the requirements of GOST 23732-79.

Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала заключается в следующем: необходимое количество микрокремнезема, лигнина таллового, раствора гидроксида натрия и воды перемешивают в течение 1-1,5 мин до получения суспензии. Далее гидротермальной обработкой суспензии при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин получают высокомодульную жидкостекольную композицию, которая поступает в экструдер. Сформированные сырцовые гранулы опудриваются микрокремнеземом и поступают на термообработку в сушильный барабан. Термообработка заключается в низкотемпературном вспучивании сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.The method of obtaining granular insulating material is as follows: the required amount of silica fume, tall lignin, sodium hydroxide solution and water are mixed for 1-1.5 minutes to obtain a suspension. Then, by hydrothermal treatment of the suspension at 80-90 ° C and atmospheric pressure for 10-15 minutes, a high-modulus liquid glass composition is obtained, which enters the extruder. Formed raw granules are dusted with silica fume and fed to a heat dryer for drying. Heat treatment consists in low-temperature expansion of raw granules at 350-400 ° C for 10 minutes.

В таблице 1 приведены сравнительные результаты предлагаемого и известного способов.Table 1 shows the comparative results of the proposed and known methods.

В таблице 2 приведены показатели качества предлагаемого и известного материалов.Table 2 shows the quality indicators of the proposed and known materials.

Таблица 1.Table 1. ПоказателиIndicators СпособWay известныйfamous предлагаемыйproposed Количество стадий термообработки, шт.The number of stages of heat treatment, pcs. 22 1one Общее время термообработки, мин.The total heat treatment time, min 20twenty 1010 Таблица 2.Table 2. ПоказателиIndicators МатериалMaterial известныйfamous предлагаемыйproposed Насыпная плотность, кг/м3 Bulk density, kg / m 3 80-12080-120 66,2-107,866.2-107.8 Общая пористость, %Total porosity,% 78-9078-90 94,4-96,294.4-96.2

Представленные в таблицах 1-2 данные свидетельствуют о том, что предлагаемые сырьевая смесь и способ позволяют снизить энергозатраты за счет исключения стадии предварительной термообработки сырцовых гранул, а также на 10,2-17,3% снизить насыпную плотность и на 6,9-21% повысить общую пористость гранулированного теплоизоляционного материала.The data presented in tables 1-2 indicate that the proposed raw mixture and method can reduce energy consumption by eliminating the stage of preliminary heat treatment of raw granules, as well as reduce the bulk density by 10.2-17.3% and by 6.9-21 % increase the total porosity of granular insulating material.

Claims (2)

1. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала, включающая микрокремнезем, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит лигнин талловый - отход, образующийся при получении таллового масла путем сульфатно-целлюлозной переработки древесины, при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. The raw material mixture for the production of granular insulating material, including silica fume, a solution of sodium hydroxide with a concentration of 45.22% and water, characterized in that it additionally contains tall lignin - waste generated by the production of tall oil by sulphate-cellulose processing of wood, with the following ratio of components, wt.%: МикрокремнеземSilica fume 41,441,4 Лигнин талловый Tall lignin 0,2-0,80.2-0.8 Раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2OA solution of sodium hydroxide with a concentration of 45.22% in terms of Na 2 O 21,521.5 ВодаWater ОстальноеRest
2. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси по п.1, характеризующийся тем, что включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.2. The method of producing granular heat-insulating material from a raw material mixture according to claim 1, characterized in that it includes preparing a suspension of the components of the mixture, hydrothermally treating it at 80-90 ° C and atmospheric pressure for 10-15 minutes, granulating and subsequent heat treatment of raw granules at 350-400 ° C for 10 minutes
RU2005122337/03A 2005-07-14 2005-07-14 Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material RU2290378C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122337/03A RU2290378C1 (en) 2005-07-14 2005-07-14 Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122337/03A RU2290378C1 (en) 2005-07-14 2005-07-14 Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2290378C1 true RU2290378C1 (en) 2006-12-27

Family

ID=37759779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122337/03A RU2290378C1 (en) 2005-07-14 2005-07-14 Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290378C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115255350A (en) * 2022-09-02 2022-11-01 中国矿业大学 Wood powder and silicon dioxide composite nanoparticle packed bed porous heat-insulating material and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115255350A (en) * 2022-09-02 2022-11-01 中国矿业大学 Wood powder and silicon dioxide composite nanoparticle packed bed porous heat-insulating material and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101560112B (en) High-performance light vitreous foam ceramic tile and preparation process thereof
CN108484115B (en) Porous material prepared by utilizing solid waste
JP5749931B2 (en) Structural materials with almost zero carbon emissions
JP2009518276A (en) MULTIFUNCTIONAL COMPOSITION FOR COAGABLE COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE COMPOSITION
KR101687349B1 (en) Zeolite and Process for Preparing the Same
CN100357226C (en) Method for preparing sandwich type ceramic aggregates free from burning by using waste of ceramics
RU2403230C1 (en) Method of obtaining granular heat insulating material
RU2300506C1 (en) Building material and the method of its production
KR100653311B1 (en) Cement composition for autoclaved lightwiht concrete production comprising heavy oil ash and manufacturing method of alc using the same
CN101219903B (en) Advanced silica refractory and manufacturing technique thereof
CN109174044B (en) Method for improving specific surface area and adsorption capacity of opal
RU2290378C1 (en) Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material
KR100580230B1 (en) Lightweight aggregate having a dual foam cell, and process for preparing thereof
CN113173776B (en) Method for preparing ceramic tile by using domestic sludge
RU2290376C1 (en) Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material
RU2290377C1 (en) Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material
RU2290379C1 (en) Raw mix and a process for manufacturing granulated heat-insulation material
RU2295508C1 (en) Raw mix and a method for manufacturing granulated heat-insulating material
RU2267468C1 (en) Raw mixture and method for production of granulated heat insulating material
RU2264363C1 (en) Raw mix and a method of production of a granular heat-insulation material
JP2002114562A (en) Hydrothermal hardened body and method for manufacturing the same
RU2220928C1 (en) Raw meal and a method for manufacturing granulated heat-insulation material
RU2257358C1 (en) Raw mix and a method for manufacturing granulated heat- insulation material
RU2274620C1 (en) Raw mix for granulated heat-insulation material and a method for manufacture thereof
RU2375303C2 (en) Preparation method of ultrafine bonding material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070715