RU2357933C2 - Charge for production of glass foam - Google Patents
Charge for production of glass foam Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357933C2 RU2357933C2 RU2007118340/03A RU2007118340A RU2357933C2 RU 2357933 C2 RU2357933 C2 RU 2357933C2 RU 2007118340/03 A RU2007118340/03 A RU 2007118340/03A RU 2007118340 A RU2007118340 A RU 2007118340A RU 2357933 C2 RU2357933 C2 RU 2357933C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- mixture
- sio
- foam
- aluminosilicate
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства теплоизоляционных материалов с жесткой структурой, в частности пеностекла, которое можно использовать для тепловой изоляции жилых и промышленных зданий и сооружений, тепловых агрегатов и трубопроводов различного назначения.The invention relates to the production of heat-insulating materials with a rigid structure, in particular foam glass, which can be used for thermal insulation of residential and industrial buildings and structures, thermal units and pipelines for various purposes.
Известны составы шихт для получения пеностекла, содержащие 94-98 мас.% тонкомолотого до удельной поверхности 400-500 м2/кг стекла или стеклобоя и 2-6 мас.% газообразователя - кокса, антрацита, мрамора. Варку тарного или оконного стекол, используемых в известных составах, производят при температуре 1450°С до полного осветления стекломассы. Кроме того, при варке таких стекол предъявляются высокие требования к химическому составу компонентов шихты (соды, известняка, доломита и кварцевого песка), ограниченному содержанию красящих оксидов (Fe2О3<0,3%), а также к гранулометрическому составу кварцевого песка, исключающему использование фракций песка менее 0,3 мм (Демидович Б.К. Пеностекло. - Минск: Наука и техника, 1975, с.6-9).Known compositions of the charges for producing foam glass containing 94-98 wt.% Finely ground to a specific surface of 400-500 m 2 / kg glass or cullet and 2-6 wt.% Blowing agent - coke, anthracite, marble. Cooking of container or window glasses used in known compositions is carried out at a temperature of 1450 ° C until the glass is completely clarified. In addition, when melting such glasses, high demands are placed on the chemical composition of the charge components (soda, limestone, dolomite and silica sand), the limited content of coloring oxides (Fe 2 O 3 <0.3%), as well as on the particle size distribution of silica sand, excluding the use of sand fractions less than 0.3 mm (Demidovich BK Foam glass. - Minsk: Science and technology, 1975, p.6-9).
Варка стекла при высоких температурах в течение длительного времени требует больших энергетических затрат, что приводит к значительному увеличению стоимости пеностекла, а высокие требования к качеству сырьевых компонентов стекольной шихты существенно ограничивают сырьевую базу производства пеностекла.Glass melting at high temperatures for a long time requires high energy costs, which leads to a significant increase in the cost of foam glass, and high quality requirements for the raw materials of the glass charge significantly limit the raw material base for the production of foam glass.
Известен также состав пеностекольной шихты, используемый в способе получения блочного пеностекла, в котором с целью утилизации стеклобоя и улучшения характеристик пеностекла утилизированное стекло измельчают до удельной поверхности 600-2000 м2/кг, гидроксилируют и к 75-98 мас.% стеклоотходов добавляют 2-25 мас.% вспенивающей смеси, включающей газообразователь (сажа) и стабилизатор процесса вспенивания - смесь жидкого стекла, активного кремнезема, сульфата натрия и оксида бора (RU, патент №2187473 С2, дата приоритета 12.07.2000, дата публикации 20.08.2002, авторы Суворов С.А. и др.).Also known is the composition of the foam glass charge used in the method of producing block foam glass, in which, in order to utilize cullet and improve the characteristics of foam glass, recycled glass is crushed to a specific surface of 600-2000 m 2 / kg, hydroxylated and 2- to 75-98 wt.% Glass waste are added. 25 wt.% A foaming mixture, including a blowing agent (carbon black) and a foaming stabilizer — a mixture of liquid glass, active silica, sodium sulfate and boron oxide (RU, patent No. 2187473 C2, priority date 12.07.2000, publication date 08/20/2002, auto ry Suvorov S.A. et al.).
Недостатком известного способа и соответственно пеностекольной шихты является ограниченная сырьевая база в связи с использованием в качестве исходного стеклообразного алюмосиликата утилизируемого стекла, а также высокие энергетические затраты по подготовке шихты.The disadvantage of this method and, accordingly, foam-glass mixture is the limited raw material base in connection with the use of recycled glass as the initial glassy aluminosilicate, as well as the high energy costs of preparing the mixture.
Обоснование недостатков заключается в следующем. Процесс поризации пеностекольных шихт зависит от многих факторов, и одним из них является дисперсность измельченного стекла, удельная поверхность которого в известном составе должна находиться в пределах 600-2000 м2/кг. Достижение величины удельной поверхности порошка стекла более 600 м2/кг в шаровых мельницах связано с резким увеличением расхода электроэнергии и уменьшением производительности мельниц, что ставит под сомнение реализацию предложенного способа и состава шихты в промышленных условиях. Кроме того, для приготовления окончательного состава пеностекольной шихты путем смешения тонкомолотого стекла и вспенивающейся смеси необходимо осуществление дополнительной операции смешения и гомогенизации компонентов шихты, что связано с дополнительными энергетическими затратами.The rationale for the shortcomings is as follows. The process of porosity of foam-glass blends depends on many factors, and one of them is the dispersion of ground glass, the specific surface of which in a known composition should be in the range of 600-2000 m 2 / kg. The achievement of the specific surface area of glass powder of more than 600 m 2 / kg in ball mills is associated with a sharp increase in energy consumption and a decrease in the productivity of mills, which casts doubt on the implementation of the proposed method and composition of the charge in an industrial environment. In addition, for the preparation of the final composition of the foam glass mixture by mixing finely ground glass and a foaming mixture, it is necessary to carry out an additional operation of mixing and homogenizing the components of the mixture, which is associated with additional energy costs.
Наиболее близкой по составу к заявляемой является шихта для получения пеностекла, содержащая 35,0-83,5 мас.% цеолитсодержащего туфа (алюмосиликатная порода), 0,5-3,0 мас.% газообразователя на основе карбида кремния, 10,0-50,0 мас.% стеклобоя, 6,0-12,0 мас.% кальцинированной соды. Цеолитсодержащую породу предварительно дробят в бегунах и затем измельчают и перемешивают с остальными компонентами шихты в шаровой мельнице. Тонкоизмельченную шихту загружают в металлические формы и вспенивают при температуре 900-1000°С (RU, патент №2051869 С1, дата приоритета 26.06.1991, дата публикации 10.01.1996, авторы Казанцева Л.К. и др., прототип).The closest in composition to the claimed is a mixture for foam glass containing 35.0-83.5 wt.% Zeolite-containing tuff (aluminosilicate rock), 0.5-3.0 wt.% Blowing agent based on silicon carbide, 10.0- 50.0 wt.% Cullet, 6.0-12.0 wt.% Soda ash. Zeolite-containing rock is first crushed in runners and then crushed and mixed with the remaining components of the charge in a ball mill. The finely ground charge is loaded into metal molds and foamed at a temperature of 900-1000 ° C (RU, patent No. 2051869 C1, priority date 06/06/1991, publication date 01/10/1996, authors Kazantseva L.K. et al., Prototype).
Основным недостатком прототипа является неравномерный характер пористой структуры получаемого пеностекла и наличие крупных пор, обусловленные высокой температурой вспенивания.The main disadvantage of the prototype is the uneven nature of the porous structure of the resulting foam glass and the presence of large pores due to the high foaming temperature.
Применение высоких температур вспенивания при получении пеностекла приводит к деформации, короблению и угару металлических форм, изготовленных даже из жаростойких металлов, и делает процесс поризации шихты неуправляемым.The use of high foaming temperatures in the production of foam glass leads to deformation, warping and burning of metal forms made even of heat-resistant metals, and makes the process of porosity of the charge uncontrollable.
Неравномерность пористой структуры пеностекла обусловлена одновременным протеканием процессов стеклообразования в шихте и вспенивания стекла за счет разложения газообразователя SiC и выделения диоксида углерода при взаимодействии кальцинированной соды с цеолитсодержащей породой, то есть алюмосиликатным компонентом шихты, на стадиях силикатообразования. Кроме того, недостатком прототипа является ограниченность месторождений цеолитовых пород, используемых при стекловарении в качестве алюмосиликатного компонента, а также ограничение количества вводимого в состав шихты стеклобоя до 10-50%, что не позволяет в полном объеме утилизировать эти отходы при их избытке.The non-uniformity of the porous structure of the foam glass is due to the simultaneous processes of glass formation in the mixture and foaming of the glass due to the decomposition of the SiC gasifier and the release of carbon dioxide during the interaction of soda ash with a zeolite-containing rock, i.e., the aluminosilicate component of the charge, at the stages of silicate formation. In addition, the disadvantage of the prototype is the limited deposits of zeolite rocks used in glassmaking as an aluminosilicate component, as well as the limitation of the amount of cullet introduced into the mixture to 10-50%, which does not allow to fully utilize these wastes in excess.
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы пеностекольных производств, обеспечивающих получение пеностекла с размером пор 1,5-3,5 мм и плотностью 180-300 кг/м3.The objective of the invention is the expansion of the raw material base of foam glass production, providing foam glass with a pore size of 1.5-3.5 mm and a density of 180-300 kg / m 3 .
Для решения поставленной задачи шихта для получения пеностекла, включающая стекло, углеродистый газообразователь и вспенивающую добавку, согласно изобретения, содержит стекло на основе алюмосиликатных пород, а в качестве вспенивающей добавки содержит нитраты натрия или калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: стекло (молотое) 95,5-96,0, углеродистый газообразователь 3-4, нитрат натрия или калия 1,0-1,5.To solve the problem, the mixture for producing foam glass, including glass, a carbon blowing agent and a foaming additive, according to the invention, contains glass based on aluminosilicate rocks, and as a foaming additive contains sodium or potassium nitrates in the following ratio, wt.%: Glass (ground ) 95.5-96.0, carbonaceous blowing agent 3-4, sodium or potassium nitrate 1.0-1.5.
Входящее в состав шихты стекло на основе алюмосиликатных пород получено из стекольной шихты, содержащей алюмосиликатный компонент, кальцинированную соду, кварцсодержащий компонент и известняк или доломит при следующем их соотношении, мас.%: алюмосиликатный компонент 62-64, сода кальцинированная 20-22, кварцсодержащий компонент 7-10, известняк или доломит 7-8.The aluminosilicate-based glass included in the charge was obtained from a glass charge containing an aluminosilicate component, a soda ash component, a quartz-containing component and limestone or dolomite in the following ratio, wt.%: Aluminosilicate component 62-64, soda ash 20-22, quartz-containing component 7-10, limestone or dolomite 7-8.
Содержание оксидов в алюмосиликатном компоненте характеризуется соотношением SiO2/Al2O3=3,3-5,0 и SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=2,45-4,20.The oxide content in the aluminosilicate component is characterized by the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 3.3-5.0 and SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 2.45-4.20.
Содержание оксидов в стекле на основе алюмосиликатных пород характеризуется соотношением SiO2/Al2O3=4,0-6,9 и SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=3,0-4,2.The oxide content in the glass based on aluminosilicate rocks is characterized by the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 4.0-6.9 and SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 3.0-4.2.
Стекло может содержать в своем составе отходы тарного и оконного стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: стекло на основе алюмосиликатных пород 5-95, стеклобой тарного и оконного стекла 5-95.Glass may contain wastes of container and window glass in the following ratio of components, wt.%: Glass based on aluminosilicate rocks 5-95, cullet of container and window glass 5-95.
Технологический процесс подготовки пеностекольной шихты и получения пеностекла осуществляется постадийно путем подготовки стекольной шихты на основе алюмосиликатных пород, варки из нее специального стекла, подготовки пеностекольной шихты, вспенивания ее и проведения термообработки. Для подготовки стекольной шихты используют состав компонентов, содержащий 62-64 мас.% алюмосиликатного компонента, 20-22 мас.% кальцинированной соды, 7-10 мас.% кварцсодержащего компонента и 7-8 мас.% известняка или доломита.The technological process of preparing a foam glass mixture and producing foam glass is carried out in stages by preparing a glass mixture based on aluminosilicate rocks, boiling special glass from it, preparing a foam glass mixture, foaming it and conducting heat treatment. To prepare the glass mixture, a composition of components is used, containing 62-64 wt.% Aluminosilicate component, 20-22 wt.% Soda ash, 7-10 wt.% Quartz-containing component and 7-8 wt.% Limestone or dolomite.
Все компоненты шихты указанного состава измельчают и перемешивают в бегунах, а при необходимости дополнительно перемешивают и измельчают в шаровой мельнице до полного прохождения частиц через сито с размером ячеек 0,5 мм. Полученную шихту подвергают нагреву до температуры 950-1100°С в течение 1,5-2 часов в малогабаритных стекловаренных печах, газовых вагранках или иных печных агрегатах до прекращения газовыделения в результате протекания реакций силикатообразования и стеклообразования. Сваренное стекло с высоким содержанием газовой фазы подвергают резкому охлаждению для получения заданной фракции. Далее стекольную фракцию подвергают совместному помолу с углеродистым газообразователем в шаровой мельнице до удельной поверхности 500-600 м2/кг. Для регулирования окислительного потенциала шихты и стабилизации процесса вспенивания в состав пеностекольной шихты, содержащей стекло и газообразователь, вводят вспенивающую добавку, в качестве которой используют нитраты калия или натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: молотое стекло 95,5-96,0, газообразователь (коксовый орешек) 3,0-4,0, нитрат калия или натрия 1,0-1,5. Готовую шихту загружают в необходимом количестве в формы из жаропрочного металла и вспенивают при температуре 800±10°С в течение 1,5-2 часов. После кратковременного (~5 мин) резкого охлаждения в разрыве печи форм с пеностеклом до температуры 500-530°С и последующей стабилизации пеностекла при температуре 630-650°С в течение 20 мин блоки извлекают из форм и подвергают отжигу в течение 12 часов при температурном режиме от 550°С до 40°С.All components of the charge of the specified composition are crushed and mixed in runners, and if necessary, further mixed and crushed in a ball mill until the particles completely pass through a sieve with a mesh size of 0.5 mm. The resulting mixture is subjected to heating to a temperature of 950-1100 ° C for 1.5-2 hours in small glass melting furnaces, gas cupolas or other furnace units until gas evolution ceases as a result of the reactions of silicate formation and glass formation. High-gas phase welded glass is subjected to rapid cooling to obtain a desired fraction. Next, the glass fraction is subjected to joint grinding with a carbon blowing agent in a ball mill to a specific surface of 500-600 m 2 / kg To regulate the oxidizing potential of the charge and stabilize the foaming process, a foaming additive is introduced into the composition of the foam-glass mixture containing glass and a blowing agent, which is used as potassium or sodium nitrates in the following ratio of components, wt.%: Ground glass 95.5-96.0, gasifier (coke nut) 3.0-4.0, potassium or sodium nitrate 1.0-1.5. The finished mixture is loaded in the required quantity into molds made of heat-resistant metal and foamed at a temperature of 800 ± 10 ° C for 1.5-2 hours. After short-term (~ 5 min) rapid cooling in the gap of the mold furnace with foam glass to a temperature of 500-530 ° C and subsequent stabilization of the foam glass at a temperature of 630-650 ° C for 20 minutes, the blocks are removed from the molds and subjected to annealing for 12 hours at a temperature mode from 550 ° C to 40 ° C.
Пеностекло, полученное из предлагаемого состава шихты при вышеуказанном режиме термообработки, имеет равномернопористую структуру с размером округлых и полиэдрических пор 1,5-3,5 мм и плотностью 180-300 кг/м3.Foam glass obtained from the proposed composition of the charge under the above heat treatment mode has a uniformly porous structure with a size of round and polyhedral pores of 1.5-3.5 mm and a density of 180-300 kg / m 3 .
Основным преимуществом предлагаемого состава шихты для получения пеностекла является использование стекла, сваренного при сравнительно низких температурах (950-1100°С) вместо температуры 1450°С, необходимой при варке, например, оконного или тарного стекла. Кроме того, при варке стекла используются алюмосиликатные породы, такие как цеолитовые породы, глины, глинистые сланцы, суглинки, лессы, горелые породы, золошлаковые отходы тепловых станций, отходы добычи и обработки гранитов и другие, с соотношением в породе SiO2/Al2O3=3,3-5,0, SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=2,45-4,20.The main advantage of the proposed composition of the charge for producing foam glass is the use of glass welded at relatively low temperatures (950-1100 ° C) instead of the temperature of 1450 ° C, which is necessary when cooking, for example, window or container glass. In addition, aluminosilicate rocks such as zeolite rocks, clays, shales, loams, loesses, burnt rocks, ash and slag waste from thermal stations, waste from the production and processing of granites, and others, with a ratio of SiO 2 / Al 2 O in the rock, are used in glass melting. 3 = 3.3-5.0, SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 2.45-4.20.
В качестве кварцсодержащего компонента используются карцевые пески, маршаллиты, трепел, опоки и диатомиты с содержанием SiO2 не менее 85-95%.As a quartz-containing component, kart sands, marshallites, tripoli, flasks and diatomites with a SiO 2 content of at least 85-95% are used.
В качестве карбонатного компонента наряду с известняком и доломитом в стекольной шихте можно использовать мел, мрамор, а также различные отходы добычи и обработки этих пород с содержанием (CaO+MgO) не менее 48-50%.As a carbonate component, along with limestone and dolomite, it is possible to use chalk, marble, as well as various waste from the extraction and processing of these rocks with a content of (CaO + MgO) of at least 48-50% in a glass charge.
Смесь алюмосиликатного, кремнеземсодержащего и карбонатного компонентов с кальцинированной содой в указанных пределах образует шихту для варки стекла. Согласно прототипу, из такой шихты можно получить пористый материал, но с крайне неоднородной структурой пор, которую формирует газ, выделяющийся из шихты при протекании реакций силикатообразования и стеклообразования. Только при условии полного протекания этих реакций возможно получение стекла, которое можно использовать при производстве качественного пеностекла. Интервал температур, при которых протекают эти реакции, составляет 950-1100°С. Температуру 950°С можно применять при получении стекла методом спекания. При получении стекла методом плавления для достижения необходимой вязкости и интенсификации процесса варку стекла необходимо проводить при температуре 1100-1200°С. В химическом составе стекла отношение SiO2/Al2O3=4,0-6,9, а отношение SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=3,0-4,2.A mixture of aluminosilicate, silica-containing and carbonate components with soda ash within the specified limits forms a mixture for glass melting. According to the prototype, from such a charge it is possible to obtain a porous material, but with an extremely heterogeneous pore structure, which is formed by the gas released from the charge during the reactions of silicate formation and glass formation. Only under the condition that these reactions take place is it possible to obtain glass, which can be used in the production of high-quality foam glass. The temperature range at which these reactions occur is 950-1100 ° C. The temperature of 950 ° C can be used to obtain glass by sintering. Upon receipt of the glass by melting, in order to achieve the necessary viscosity and intensification of the process, glass must be melted at a temperature of 1100-1200 ° С. In the chemical composition of the glass, the ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 4.0-6.9, and the ratio of SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 3.0-4.2.
При варке стекла, используемого для получения пеностекла, отпадает необходимость осветления и гомогенизации стекломассы, для осуществления которых необходимо увеличивать температуру варки до 1450°С и длительно выдерживать стекломассу при этой температуре. Поэтому при варке стекла из предлагаемого состава резко снижается расход тепловой энергии и увеличивается производительность варочных тепловых агрегатов.When cooking glass used to produce foam glass, there is no need for clarification and homogenization of glass melt, for the implementation of which it is necessary to increase the cooking temperature to 1450 ° C and keep the glass melt at this temperature for a long time. Therefore, when cooking glass from the proposed composition, the consumption of thermal energy sharply decreases and the productivity of cooking thermal units increases.
Кроме того, использование широко распространенных материалов в качестве компонентов стекольной шихты значительно расширяет сырьевую базу пеностекольных производств, что упрощает возможность их организации в регионах, обладающих достаточными энергоресурсами.In addition, the use of widespread materials as components of a glass charge significantly expands the raw material base of foam glass production, which simplifies the possibility of organizing them in regions with sufficient energy resources.
Другим важным преимуществом предлагаемого состава пеностекольной шихты является введение вспенивающей стабилизирующей добавки нитратов натрия или калия. Процесс поризации пеностекольных шихт, содержащих молотое стекло и углеродистый газообразователь, предопределяется видом и количеством вводимого газообразователя и окислительным потенциалом шихты. При недостатке кислорода в шихте процесс ее поризации протекает в вялотекущем режиме, а получаемое пеностекло имеет небольшую пористость с размером пор 0,5-1 мм. Для интенсификации процесса, в ряде случаев, прибегают к увеличению температуры вспенивания до 850-900°С, либо проводят дополнительную операцию гидроксилирования шихты.Another important advantage of the proposed composition of the foam glass mixture is the introduction of a foaming stabilizing additive of sodium or potassium nitrates. The process of porosity of foam-glass blends containing ground glass and carbonaceous blowing agent is determined by the type and amount of introduced blowing agent and the oxidizing potential of the charge. If there is a lack of oxygen in the charge, the process of its porization proceeds in a slow flow mode, and the resulting foam glass has a small porosity with a pore size of 0.5-1 mm To intensify the process, in some cases, resort to an increase in foaming temperature to 850-900 ° C, or carry out an additional operation of hydroxylation of the charge.
Повышение температуры вспенивания приводит к существенному снижению вязкости стекла, и формирование оптимальной пористой структуры становится проблематичным.An increase in the foaming temperature leads to a significant decrease in the viscosity of the glass, and the formation of an optimal porous structure becomes problematic.
Введение в состав шихты нитратов натрия или калия способствует интенсификации и оптимизации процесса вспенивания за счет плавления и разложения этих солей с выделением кислорода при сравнительно небольших температурах, что позволяет достигать необходимого уровня поризации шихты при температуре 800±10°С.The introduction of sodium or potassium nitrates into the mixture contributes to the intensification and optimization of the foaming process due to the melting and decomposition of these salts with oxygen evolution at relatively low temperatures, which makes it possible to achieve the required level of charge porosity at a temperature of 800 ± 10 ° С.
Возможность использования предлагаемого состава шихты для получения пеностекла представлена в примерах.The possibility of using the proposed composition of the mixture to obtain foam glass is presented in the examples.
Пример 1. Готовится шихта, содержащая 64% (мас.) цеолитовой породы, 7% кварцевого песка, 7% доломита (известняка) и 22% кальцинированной соды. Компоненты шихты подаются в бегуны, где происходит перемешивание и измельчение компонентов шихты до полного прохождения частиц через сито с размером ячейки 0,5 мм. Далее шихта загружалась в металлические формы из жаростойкого металла и подвергалась нагреву в муфельной печи до 970°С и выдерживалась при этой температуре в течение 1,5 часов до прекращения газовыделения. Полученное стекло подвергалось резкому охлаждению в воде, извлекалось из формы и измельчалось совместно с 4% коксового орешка и 1% нитрата натрия до удельной поверхности 600 м2/кг. Подготовленная пеностекольная шихта загружалась в необходимом количестве в жаропрочные металлические формы и помещалась в печь с температурой 800°С, где выдерживалась в течение 75 минут. После вспенивания шихты форма с пеностеклом извлекалась из печи, охлаждалась на воздухе в течение 2-3 минут и помещалась в другую печь, нагретую предварительно до температуры 650°С, для стабилизации в течение 20 мин, после чего блок извлекался из формы и подвергался отжигу в течение 12 часов при температурном режиме от 550°С до 40°С. Далее определялась плотность и характер структуры пеностекла. Данные по примеру 1 приведены в таблице 1.Example 1. A mixture is prepared containing 64% (wt.) Zeolite rock, 7% quartz sand, 7% dolomite (limestone) and 22% soda ash. The components of the charge are fed into the runners, where the mixing and grinding of the components of the mixture takes place until the particles completely pass through a sieve with a mesh size of 0.5 mm. Next, the charge was loaded into metal molds from a heat-resistant metal and was heated in a muffle furnace to 970 ° C and maintained at this temperature for 1.5 hours until gas evolution ceased. The resulting glass was subjected to rapid cooling in water, removed from the mold and crushed together with 4% coke nut and 1% sodium nitrate to a specific surface of 600 m 2 / kg. The prepared foam-glass mixture was loaded in the required amount into heat-resistant metal molds and placed in a furnace with a temperature of 800 ° C, where it was kept for 75 minutes. After foaming the charge, the foamglass mold was removed from the furnace, cooled in air for 2-3 minutes and placed in another furnace, preheated to a temperature of 650 ° C, to stabilize for 20 minutes, after which the block was removed from the mold and subjected to annealing in for 12 hours at a temperature of 550 ° C to 40 ° C. Next, the density and nature of the structure of the foam glass were determined. The data in example 1 are shown in table 1.
Пример 2. Готовится шихта, содержащая 64% (мас.) горелой породы (глиеж), 7% кварцевого песка, 7% доломита и 22% кальцинированной соды. Компоненты шихты перемешиваются в бегунах и дополнительно измельчаются в шаровой мельнице до полного прохождения смеси через сито с ячейкой 0,5 мм. Далее шихта загружалась в металлические формы и подвергалась нагреву в муфельной печи до 1000°С в течение 1,25 часа до прекращения газовыделения. После резкого охлаждения стекло извлекалось из формы и измельчалось совместно с 3% коксового орешка и 1% нитрата калия до удельной поверхности 600 м2/кг. Полученная пеностекольная шихта подвергалась термообработке по режиму, указанному в примере 1. Данные по примеру 2 приведены в таблице 2.Example 2. Preparing a mixture containing 64% (wt.) Burned rock (gliezh), 7% quartz sand, 7% dolomite and 22% soda ash. The components of the charge are mixed in the runners and further crushed in a ball mill until the mixture passes through a sieve with a mesh of 0.5 mm. Next, the charge was loaded into metal forms and was heated in a muffle furnace to 1000 ° C for 1.25 hours until gas evolution ceased. After rapid cooling, the glass was removed from the mold and crushed together with 3% coke nut and 1% potassium nitrate to a specific surface of 600 m 2 / kg. The obtained foam-glass mixture was subjected to heat treatment according to the regime specified in example 1. The data of example 2 are shown in table 2.
Пример 3. Готовится шихта, содержащая 64% (мас.) суглинка, 7% кварцевого песка, 7% доломита и 22% кальцинированной соды. Компоненты шихты перемешиваются и измельчаются в бегунах до полного прохождения смеси через сито с ячейкой 0,5 мм. Из полученной шихты варилось стекло при температуре 950°С в течение 1,5 часов до прекращения газовыделения. После резкого охлаждения стекло извлекалось из формы и измельчалось совместно с 3,5% коксового орешка и 1,5% нитрата калия до удельной поверхности 550 м2/кг. Полученная пеностекольная шихта подвергалась термообработке по режиму, указанному в примере 1. Данные по примеру 3 приведены в таблице 3.Example 3. Preparing a mixture containing 64% (wt.) Loam, 7% quartz sand, 7% dolomite and 22% soda ash. The components of the mixture are mixed and ground in runners until the mixture passes through a sieve with a mesh of 0.5 mm. Glass was brewed from the resulting mixture at a temperature of 950 ° C for 1.5 hours until gas evolution ceased. After rapid cooling, the glass was removed from the mold and crushed together with 3.5% coke nut and 1.5% potassium nitrate to a specific surface area of 550 m 2 / kg. The obtained foam-glass mixture was subjected to heat treatment according to the mode specified in example 1. The data of example 3 are shown in table 3.
Пример 4. Готовится шихта, содержащая 64% (мас.) золы ТЭЦ, 7% кварцевого песка, 7% доломита и 22% кальцинированной соды. Компоненты шихты перемешиваются и измельчаются в бегунах до полного прохождения смеси через сито с ячейкой 0,5 мм. Из полученной шихты варилось стекло при температуре 1000°С в течение 1 часа до прекращения газовыделения. После резкого охлаждения стекло извлекалось из формы и измельчалось совместно с 3,5% коксового орешка и 1,5% нитрата натрия до удельной поверхности 600 м2/кг. Полученная пеностекольная шихта подвергалась термообработке по режиму, указанному в примере 1. Данные по примеру 4 приведены в таблице 4.Example 4. Preparing a mixture containing 64% (wt.) The ash of the TPP, 7% of quartz sand, 7% of dolomite and 22% of soda ash. The components of the mixture are mixed and ground in runners until the mixture passes through a sieve with a mesh of 0.5 mm. Glass was brewed from the resulting mixture at a temperature of 1000 ° C for 1 hour until gas evolution ceased. After rapid cooling, the glass was removed from the mold and crushed together with 3.5% coke nut and 1.5% sodium nitrate to a specific surface of 600 m 2 / kg. The obtained foam-glass mixture was subjected to heat treatment according to the mode specified in example 1. The data of example 4 are shown in table 4.
Пример 5. Готовится шихта, содержащая 62% (мас.) гранитной породы, 10% кварцевого песка, 8% доломитизированного известняка и 20% кальцинированной соды. Компоненты шихты перемешиваются в бегунах и дополнительно измельчаются в шаровой мельнице до полного прохождения смеси через сито с ячейкой 0,5 мм. Из полученной шихты варилось стекло при температуре 970°С в течение 1 часа до прекращения газовыделения. После резкого охлаждения стекло извлекалось из формы и измельчалось совместно с 4% коксового орешка и 1% нитрата натрия до удельной поверхности 600 м2/кг. Полученная пеностекольная шихта подвергалась термообработке по режиму, указанному в примере 1. Данные по примеру 5 приведены в таблице 5.Example 5. Preparing a mixture containing 62% (wt.) Granite rock, 10% quartz sand, 8% dolomitic limestone and 20% soda ash. The components of the charge are mixed in the runners and further crushed in a ball mill until the mixture passes through a sieve with a mesh of 0.5 mm. Glass was brewed from the resulting mixture at a temperature of 970 ° C for 1 hour until gas evolution ceased. After rapid cooling, the glass was removed from the mold and crushed together with 4% coke nut and 1% sodium nitrate to a specific surface of 600 m 2 / kg. The obtained foam-glass mixture was subjected to heat treatment according to the mode specified in example 1. The data of example 5 are shown in table 5.
В таблице 6 приведены итоговые показатели пеностекла на основе алюмосиликатных пород.Table 6 shows the total performance of foam glass based on aluminosilicate rocks.
Представленные примеры подтверждают возможность получения пеностекла из широкого круга алюмосиликатных пород с соотношением оксидов SiO2/Al2O3=3,3-5,0 и SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=2,45-4,20. Из шихты, содержащей алюмосиликатный, кварцсодержащий компоненты, доломит или известняк и кальцинированную соду в указанных количествах, можно, также как и в прототипе, получить при температурах вспенивания 900-1000°С поризованный материал с крайне неравномерной пористой структурой, с размером пор 1-6 мм и плотностью 400-600 кг/м3. Характер пористой структуры материалов, получаемых таким образом, не позволяет отнести эти материалы к группе пеностекла, так как неуправляемое формирование структуры происходит за счет выделения больших количеств диоксида углерода при протекании реакций силикатообразования. Преодолеть неуправляемое газовыделение и поризацию образующейся стекломассы можно только после предварительной варки стекла из шихты, содержащей алюмосиликатный компонент, и последующего тонкого измельчения стекла совместно с углеродистым газообразователем и вспенивающей добавкой. После варки стекло содержит большое количество газовой фазы, которая при помоле удаляется и не оказывает вредного влияния при поризапии пеностекольной шихты.The presented examples confirm the possibility of producing foam glass from a wide range of aluminosilicate rocks with the ratio of the oxides SiO 2 / Al 2 O 3 = 3.3-5.0 and SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 2.45-4 ,twenty. From a mixture containing aluminosilicate, quartz-containing components, dolomite or limestone and soda ash in the indicated amounts, it is possible, as in the prototype, to obtain a porous material with an extremely non-uniform porous structure with a pore size of 1-6 at foaming temperatures of 900-1000 ° C mm and a density of 400-600 kg / m 3 . The nature of the porous structure of the materials obtained in this way does not allow attributing these materials to the foam glass group, since uncontrolled formation of the structure occurs due to the release of large quantities of carbon dioxide during the course of silicate formation reactions. Uncontrolled gas evolution and porization of the resulting glass melt can be overcome only after preliminary glass melting from a mixture containing an aluminosilicate component and subsequent fine grinding of the glass together with a carbon gassing agent and a foaming additive. After cooking, the glass contains a large amount of the gas phase, which is removed during grinding and does not have a harmful effect when porous glass foam blends.
Химический состав стекла, получаемого на основе алюмосиликатных пород, характеризуется отношением оксидов SiO2/Al2O3=4,0-6,9 и SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=3,0-4,2. Стекло, используемое в предлагаемом составе шихты для получения пеностекла, находится в стеклообразном состоянии и поэтому его можно смешивать со стеклобоем тарного и оконного стекла в более широком диапазоне составов по сравнению с прототипом, а именно (мас.%): стекло на основе алюмосиликатных компонентов 5-95, стеклобой тарного и оконного стекла 5-95.The chemical composition of the glass obtained on the basis of aluminosilicate rocks is characterized by the ratio of oxides SiO 2 / Al 2 O 3 = 4.0-6.9 and SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) = 3.0-4, 2. The glass used in the proposed composition of the mixture to produce foam glass is in a glassy state and therefore it can be mixed with cullet container and window glass in a wider range of compositions compared to the prototype, namely (wt.%): Glass based on aluminosilicate components 5 -95, cullet container and window glass 5-95.
Из шихты предлагаемого состава можно получать пеностекло в виде блоков, скорлуп, а также гранулированное пеностекло. Все эти материалы можно использовать в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве и энергетике.From the mixture of the proposed composition, you can get foam glass in the form of blocks, shells, as well as granular foam glass. All these materials can be used as thermal insulation materials in construction and energy.
Химический состав цеолитовой породы и стекла на ее основеTable 1
The chemical composition of zeolite rock and glass based on it
Химический состав горелой породы и стекла на ее основеtable 2
The chemical composition of burned rock and glass based on it
Химический состав суглинка и стекла на его основеTable 3
The chemical composition of loam and glass based on it
Химический состав золы ТЭЦ и стекла на ее основеTable 4
The chemical composition of the cogeneration ash and glass based on it
Химический состав гранитной породы и стекла на ее основеTable 5
The chemical composition of granite rock and glass based on it
Показатели пеностекла на основе алюмосиликатных породTable 6
Indicators of foam glass based on aluminosilicate rocks
64Zeolite
64
2Coke
2
64Burnt rock
64
2Coke
2
64Loam
64
2Coke
2
80Zeolite tuff
80
2SiC
2
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118340/03A RU2357933C2 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Charge for production of glass foam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007118340/03A RU2357933C2 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Charge for production of glass foam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007118340A RU2007118340A (en) | 2008-11-27 |
| RU2357933C2 true RU2357933C2 (en) | 2009-06-10 |
Family
ID=41024904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007118340/03A RU2357933C2 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Charge for production of glass foam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357933C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540732C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Cellular heat- and sound-insulating material |
| RU2578233C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-03-27 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Mixture for producing black marbilite based on crystalline shale |
| RU2584170C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Briquetted mixture for making mineral fibre |
| RU2625424C1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Briquette charge for manufacture of mineral fiber |
-
2007
- 2007-05-16 RU RU2007118340/03A patent/RU2357933C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ДЕМИДОВИЧ Б.К. Производство и применение пеностекла. - Минск: Наука и техника, 1972, с.121-122. * |
| ШИЛЛ Ф. Пеностекло. - М.: Издательство литературы по строительству, 1965, с.17. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540732C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Cellular heat- and sound-insulating material |
| RU2578233C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-03-27 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Mixture for producing black marbilite based on crystalline shale |
| RU2584170C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Briquetted mixture for making mineral fibre |
| RU2625424C1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Briquette charge for manufacture of mineral fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007118340A (en) | 2008-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4430108A (en) | Method for making foam glass from diatomaceous earth and fly ash | |
| US5830251A (en) | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste | |
| US4071369A (en) | Method of manufacturing porous ceramic products by reacting flue gas dust and filter dust with clays or the like, such as expanded clay | |
| Karamanov et al. | Sintered glass-ceramics and foams by metallurgical slag with addition of CaF2 | |
| Ivanov | Preparation and properties of foam glass-ceramic from diatomite | |
| CN112759412A (en) | Method for preparing foamed ceramic by using ceramic production waste | |
| RU2357933C2 (en) | Charge for production of glass foam | |
| CN112552072A (en) | Construction waste regenerated foamed ceramic and preparation method thereof | |
| CN110104979A (en) | A method of gangue lightweight aggregate is prepared using belt sintering | |
| KR100357895B1 (en) | Method for manufacturing lightweight heat insulating forming glass by direct forming | |
| CN108503338A (en) | A method of using coal ash for manufacturing for high intensity foamed ceramic material | |
| Fan et al. | Preparation and microstructure evolution of novel ultra-low thermal conductivity calcium silicate-based ceramic foams | |
| CN100368346C (en) | Puffed silicate building material and its preparing process | |
| RU2405743C1 (en) | Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions) | |
| Bobkova et al. | Production of foam glass with granite siftings from the Mikashevichi deposit | |
| CN106430986A (en) | High-performance foam glass as well as raw material and preparation method thereof | |
| EP3656747B1 (en) | Process for producing foam glass | |
| RU2424999C1 (en) | Glass for producing foamed glass (versions) | |
| US20210395127A1 (en) | Submerged burner furnace | |
| Panov et al. | High-performance thermal insulation material based on waste glass | |
| RU2671582C1 (en) | Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof | |
| RU2051869C1 (en) | Charge for manufacture of foam glass | |
| JP2001518440A (en) | Manufacture of ceramic tiles from industrial waste | |
| JP3624033B2 (en) | Artificial lightweight aggregate | |
| WO2019078270A1 (en) | Method for producing decarbonated granules and method for producing glass article |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090517 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110517 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150517 |