RU2526034C2 - Method of producing foamed porous aggregates - Google Patents

Method of producing foamed porous aggregates Download PDF

Info

Publication number
RU2526034C2
RU2526034C2 RU2012114879/03A RU2012114879A RU2526034C2 RU 2526034 C2 RU2526034 C2 RU 2526034C2 RU 2012114879/03 A RU2012114879/03 A RU 2012114879/03A RU 2012114879 A RU2012114879 A RU 2012114879A RU 2526034 C2 RU2526034 C2 RU 2526034C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
perlite
water
field
wave number
Prior art date
Application number
RU2012114879/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012114879A (en
Inventor
Юрий Георгиевич Мещеряков
Сергей Васильевич Федоров
Original Assignee
Юрий Георгиевич Мещеряков
Сергей Васильевич Федоров
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 Юрий Георгиевич Мещеряков, Сергей Васильевич Федоров filed Critical Юрий Георгиевич Мещеряков
Priority to RU2012114879/03A priority Critical patent/RU2526034C2/en
Publication of RU2012114879A publication Critical patent/RU2012114879A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526034C2 publication Critical patent/RU2526034C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of granular heat-insulation materials from natural material - obsidian, pearlite and pitchstone. In the method of producing foamed porous aggregates by treating rock consisting of volcanic glass with an electromagnetic field, treatment is carried out using a field with wave number of 3400 cm-1 and frequency of 103·1012 Hz, which is resonant for structural water and OH groups in the glass structure. The method includes preliminary removal of mobile water by treating with an electromagnetic wave with wave number in the range of 3000-3200 cm-1 and frequency in the range of (91-97)·1012 Hz.
EFFECT: high volume of volcanic glass.
2 cl, 4 ex

Description

Предложение относится к области производства сыпучих теплоизоляционных материалов из природного сырья - обсидиана, перлита и пехштейна.The proposal relates to the production of bulk thermal insulation materials from natural raw materials - obsidian, perlite and pechstein.

Перлит, обсидиан и пехштейн относятся к группе кислых вулканических стекол и отличаются по содержанию воды в текстуре. Перлит содержит до 8% воды, обсидиан - до 1% и пехштейн - 8-10%.Perlite, obsidian and pechstein belong to the group of acidic volcanic glasses and differ in the water content in the texture. Perlite contains up to 8% water, obsidian - up to 1% and pechstein - 8-10%.

В горных породах, состоящих из вулканического стекла, присутствуют 2 типа воды:In the rocks, consisting of volcanic glass, there are 2 types of water:

- структурная и подвижная;- structural and mobile;

- вода гидроксильных групп (ОН-1).- water of hydroxyl groups (OH -1 ).

Подвижная вода находится в порах, молекулы воды связаны сильной водородной связью (частота поглощения на ИК-спектре - 3000-3200 см-1). При нагревании подвижная вода вызывает растрескивание и разрушение стекла.Moving water is in the pores, water molecules are connected by a strong hydrogen bond (absorption frequency in the IR spectrum is 3000-3200 cm -1 ). When heated, moving water causes cracking and glass breakage.

Структурная вода и группы ОН-1 (частота поглощения на ИК-спектре - 3400 см-1) вызывают вспучивание (увеличение объема) вулканических стекол при нагревании. [Т.А. Зиборова. Состояние воды и гидроксила в природных стеклах по данным ИК-спектроскопии. Перлиты. Сб. тр. АН СССР отд. геологии геофизики и геохимии «Наука», М., 1981 - с. 177; Ковальская Ф.И. и др. Минеральное сырье. Перлит // Справочник - М.: ЗАО Геоинформмарк, 1998].Structural water and OH -1 groups (the absorption frequency in the IR spectrum is 3400 cm -1 ) cause expansion (increase in volume) of volcanic glasses upon heating. [T.A. Ziborova. The state of water and hydroxyl in natural glasses according to IR spectroscopy. Perlite. Sat tr USSR Academy of Sciences geology of geophysics and geochemistry "Science", M., 1981 - p. 177; Kovalskaya F.I. Mineral raw materials. Perlite // Reference - M .: Geoinformmark CJSC, 1998].

Вспучивание перлита осуществляют в шахтных и вращающихся печах. Для повышения качества вспученного перлита обжиг (в зависимости от состава сырья) производят в 2 стадии (циклический нагрев):Perlite expansion is carried out in shaft and rotary kilns. To improve the quality of expanded perlite, firing (depending on the composition of the raw material) is carried out in 2 stages (cyclic heating):

- предварительный обжиг при температуре 300-400°С с целью удаления подвижной воды;- preliminary firing at a temperature of 300-400 ° C in order to remove moving water;

- вспучивание путем обжига при максимальной температуре 900-1200°С, в зависимости от состава и структуры сырья.- expansion by firing at a maximum temperature of 900-1200 ° C, depending on the composition and structure of the raw material.

Высокочастотная электромагнитная обработка диэлектриков применяется в промышленных условиях в производстве пластмасс, керамики, металлических сплавов, сушке древесины и др.High-frequency electromagnetic processing of dielectrics is used in industrial conditions in the production of plastics, ceramics, metal alloys, wood drying, etc.

Известно явление резонанса при внешнем воздействии на колебательную систему, который наступает при совпадении частот колебаний структуры или ее части (атомов, групп атомов, молекул) и внешнего контура. В резонансе амплитуда вынужденных колебаний достигает максимума, и возможно удаление атомов или групп атомов из структуры при пониженных затратах энергии.The phenomenon of resonance is known when externally acting on an oscillatory system, which occurs when the vibration frequencies of the structure or its part (atoms, groups of atoms, molecules) and the external contour coincide. In resonance, the amplitude of the forced oscillations reaches a maximum, and it is possible to remove atoms or groups of atoms from the structure at reduced energy costs.

Целью изобретения является увеличение объема (вспучивание) вулканических стекол (обсидиана, перлита, пехштейна) путем их обработки внешним электромагнитным полем ИК-спектра.The aim of the invention is to increase the volume (expansion) of volcanic glasses (obsidian, perlite, pechstein) by processing them with an external electromagnetic field of the IR spectrum.

Поставленная цель - вспучивание перлита и других горных пород, состоящих из вулканического стекла, и производство вспученного перлита и материалов на его основе, достигается тем, что по спектрам ИКС анализа обсидиана, перлита и пехштейна определяется волновое число и частота колебаний подвижной, структурной воды и групп ОН-1, и далее с помощью генераторов различных систем производится электромагнитная обработка полем резонансной частоты, которая обеспечивает вспучивание.The goal - swelling of perlite and other rocks, consisting of volcanic glass, and the production of expanded perlite and materials based on it, is achieved by the fact that the wave number and vibration frequency of moving, structural water and groups are determined from the IR spectra of analysis of obsidian, perlite and pechstein OH -1 , and then using the generators of various systems, electromagnetic processing is performed by the field of the resonant frequency, which provides expansion.

Как было отмечено, выделение подвижной воды может вызвать растрескивание и разрушение сырья, что приводит к снижению качества продукции. Поэтому в том случае когда сырье содержит подвижную воду, обработка производится в 2 стадии.As noted, the allocation of mobile water can cause cracking and destruction of raw materials, which leads to a decrease in product quality. Therefore, in the case when the raw material contains moving water, the processing is carried out in 2 stages.

1. Обработка электромагнитным полем с волновым числом в диапазоне 3000-3200 см-1 (диапазон частот - (91-97)·1012 Гц) с целью удаления подвижной воды.1. Processing by an electromagnetic field with a wave number in the range of 3000-3200 cm -1 (frequency range - (91-97) · 10 12 Hz) in order to remove moving water.

2. Обработка полем с волновым числом 3400 см-1 (частота 103·1012 Гц) с целью воздействия на структурную воду и группы ОН-1 и вспучивания.2. Field treatment with a wave number of 3400 cm -1 (frequency 103 · 10 12 Hz) in order to impact structural water and OH -1 groups and expansion.

Химический состав и структура вулканических стекол могут изменяться в широких пределах, в случае, когда сырье не содержит подвижной воды, обработка производится в 1 стадию - полем с волновым числом 3400 см-1 и с частотой колебаний - 103·1012 Гц.The chemical composition and structure of volcanic glasses can vary widely, in the case when the raw material does not contain moving water, processing is carried out in 1 stage - by a field with a wave number of 3400 cm -1 and with an oscillation frequency of 103 · 10 12 Hz.

Пример 1. В лабораторных условиях проведено вспучивание полифракционного перлитового месторождения Артени (Республика Армения). Содержание воды в перлите - 4,20%, наибольший размер зерна - 2,5 мм. Обработка проведена в излучателе электромагнитным полем с волновым числом 2500 см-1 (частота 75·1012 Гц) без резонанса. Продолжительность обработки при постоянной мощности индуктора составила 47 сек. Насыпная плотность вспученного перлита - 180 кг/м3 (марка 200).Example 1. Under laboratory conditions, the polyfractional perlite deposit Arteni (Republic of Armenia) was expanded. The water content in perlite is 4.20%, the largest grain size is 2.5 mm. The processing was carried out in the emitter by an electromagnetic field with a wave number of 2500 cm -1 (frequency 75 · 10 12 Hz) without resonance. The processing time at constant inductor power was 47 seconds. The bulk density of expanded perlite is 180 kg / m 3 (grade 200).

Пример 2. Проба перлита по п.1. Обработка в излучателе электромагнитным полем резонансной частоты с волновым числом 3400 см-1 (частота - 103·1012 Гц). Продолжительность обработки при постоянной мощности индуктора составила 32 сек. Снижение расхода энергии - 30%. Насыпная плотность вспученного перлита - 160 кг/м2 (марка 200).Example 2. A sample of perlite according to claim 1. Processing in the emitter with an electromagnetic field of a resonant frequency with a wave number of 3400 cm -1 (frequency - 103 · 10 12 Hz). The processing time at constant inductor power was 32 seconds. Reduced energy consumption - 30%. The bulk density of expanded perlite is 160 kg / m 2 (grade 200).

При обжиге перлита в промышленных условиях получают легкий заполнитель различного зернового состава:When firing perlite in an industrial environment, a lightweight aggregate of various grain composition is obtained:

1. перлитовый щебень различных фракций с размером зерна от 5 до 40 мм;1. perlite crushed stone of various fractions with a grain size of 5 to 40 mm;

2. перлитовый песок, состоящий из зерен размером менее 5 мм, который также разделяют на фракции.2. perlite sand, consisting of grains less than 5 mm in size, which are also divided into fractions.

Применение фракционированного легкого заполнителя позволяет понизить расход вяжущего и среднюю плотность и теплопроводность изделий.The use of fractionated lightweight aggregate allows to reduce the consumption of binder and the average density and thermal conductivity of products.

В примере 2 первичной заявки: проведен одностадийный обжиг перлитового песка фракции менее 0,63 мм. В этих условиях при обжиге мелких фракций вследствие выделения подвижной воды изменяется зерновой состав, что незначительно влияет на среднюю плотность и марку вспученного перлита, т.е. при вспучивании мелких фракций возможна одностадийная обработка.In example 2 of the initial application: a single-stage firing of perlite sand fraction less than 0.63 mm Under these conditions, when firing small fractions due to the release of mobile water, the grain composition changes, which slightly affects the average density and grade of expanded perlite, i.e. when swelling small fractions, one-step processing is possible.

При одностадийной обработке перлитового щебня возможно значительное изменение зернового состава, что в производственных условиях нежелательно, а в некоторых случаях - недопустимо.With a single-stage processing of perlite gravel, a significant change in the grain composition is possible, which is undesirable, and in some cases unacceptable, in production conditions.

Пример 3. Для сравнения проведен одностадийный обжиг перлитового щебня фракции 5-10 мм, содержащего 4,20% воды, в том числе 0,75% структурной и подвижной воды. В этих условиях одностадийная обработка электромагнитным полем с частотой 103·1012 Гц привела к частичному разрушению зерен и изменению зернового состава. Содержание зерен размером менее 5 мм после обработки составило 82% массы. Следовательно, при производстве перлитового щебня с одностадийной обработкой изменяется зерновой состав, что связано с дополнительными затратами на рассев, при этом содержание крупных фракций понижается на 60-80%, что приводит к повышению насыпной плотности и его марки со 150 до 200.Example 3. For comparison, a one-stage firing of perlite crushed stone fraction 5-10 mm containing 4.20% water, including 0.75% structural and mobile water. Under these conditions, a one-stage treatment with an electromagnetic field with a frequency of 103 · 10 12 Hz led to a partial destruction of grains and a change in grain composition. The content of grains with a size of less than 5 mm after processing was 82% of the mass. Therefore, in the production of perlite crushed stone with a one-stage processing, the grain composition changes, which is associated with additional sieving costs, while the content of large fractions decreases by 60-80%, which leads to an increase in bulk density and its grade from 150 to 200.

Пример 4. При двухстадийной обработке электромагнитным полем (частота 95·1012 Гц) с целью удаления подвижной воды и последующей обработке полем с частотой 103·1012 Гц для удаления структурной воды и вспучивания, количество разрушившихся зерен не превысило 3% массы, т.е. двухстадийный обжиг практически не изменяет зернового состава, насыпной плотности и марки перлита.Example 4. In a two-stage treatment with an electromagnetic field (frequency 95 · 10 12 Hz) in order to remove moving water and subsequent processing with a field with a frequency of 103 · 10 12 Hz to remove structural water and swelling, the number of destroyed grains did not exceed 3% of the mass, t. e. two-stage firing practically does not change the grain composition, bulk density and perlite grade.

Claims (2)

1. Способ производства вспученных пористых заполнителей путем обработки горных пород, состоящих из вулканического стекла, электромагнитным полем, отличающийся тем, что обработку производят полем с волновым числом 3400 см-1 и частотой 103·1012 Гц, резонансной для структурной воды и OH-групп в структуре стекла.1. Method for the production of expanded porous aggregates by treating rocks consisting of volcanic glass with an electromagnetic field, characterized in that the treatment is carried out by a field with a wave number of 3400 cm -1 and a frequency of 103 · 10 12 Hz, resonant for structural water and OH groups in the structure of glass. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно удаляют подвижную воду путем обработки электромагнитным полем с волновым числом в диапазоне 3000-3200 см-1 и частотой в диапазоне (91-97)·1012 Гц. 2. The method according to claim 1, characterized in that the moving water is first removed by treatment with an electromagnetic field with a wave number in the range of 3000-3200 cm -1 and a frequency in the range of (91-97) · 10 12 Hz.
RU2012114879/03A 2012-04-13 2012-04-13 Method of producing foamed porous aggregates RU2526034C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of producing foamed porous aggregates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of producing foamed porous aggregates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012114879A RU2012114879A (en) 2013-10-20
RU2526034C2 true RU2526034C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=49357019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Method of producing foamed porous aggregates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526034C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU534439A1 (en) * 1974-08-27 1976-11-05 Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов Method for producing expanded vermiculite
DE19635365A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof Forming mineral phases with hydraulic properties
RU2197423C1 (en) * 2002-02-19 2003-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" Porous aluminosilicate material manufacture process
RU2267464C2 (en) * 1999-06-17 2006-01-10 Устав Хемицких Процесу Академиэ Вед Цеске Републики Process and apparatus for heat treatment of glass materials and natural materials, especially volcanic-origin materials
RU2010129898A (en) * 2010-07-16 2012-01-27 Юрий Георгиевич Мещеряков (RU) METHOD FOR PRODUCING PLASTER AND ANHYDRITE BINDERS
RU2444484C1 (en) * 2010-07-16 2012-03-10 Юрий Георгиевич Мещеряков Method of producing expanded vermiculite

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU534439A1 (en) * 1974-08-27 1976-11-05 Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов Method for producing expanded vermiculite
DE19635365A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof Forming mineral phases with hydraulic properties
RU2267464C2 (en) * 1999-06-17 2006-01-10 Устав Хемицких Процесу Академиэ Вед Цеске Републики Process and apparatus for heat treatment of glass materials and natural materials, especially volcanic-origin materials
RU2197423C1 (en) * 2002-02-19 2003-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" Porous aluminosilicate material manufacture process
RU2010129898A (en) * 2010-07-16 2012-01-27 Юрий Георгиевич Мещеряков (RU) METHOD FOR PRODUCING PLASTER AND ANHYDRITE BINDERS
RU2444484C1 (en) * 2010-07-16 2012-03-10 Юрий Георгиевич Мещеряков Method of producing expanded vermiculite

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СТОЙЧЕВ П., "Резонансные технологии не только разрушают, но и созидают", Молдова, 2009, с. 5, 2 столб., найдено в Интернет:[http://library.utm.md/lucrari/Tipografia/2010/Rezonansnye tehnologhii Articol Meridian Ingineresc.pdf *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012114879A (en) 2013-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pimraksa et al. Lightweight geopolymer made of highly porous siliceous materials with various Na2O/Al2O3 and SiO2/Al2O3 ratios
Guan et al. Performance of microwave-activated coal gangue powder as auxiliary cementitious material
CN103979814B (en) A kind of suction ripple light skeletal and preparation method thereof
CN105776927A (en) Inorganic lightweight aggregate prepared from inorganic heat insulation material waste and preparing method thereof
RU2526034C2 (en) Method of producing foamed porous aggregates
Romero et al. Extension of the ‘inorganic gel casting’process to the manufacturing of boro-alumino-silicate glass foams
CN108117312A (en) A kind of decoration acoustic absorption and preparation method thereof
RU2444484C1 (en) Method of producing expanded vermiculite
RU2326094C1 (en) Method of making antenna cap from glass-ceramic lithium aluminosilicate mixture
EP3078425A1 (en) Procedure for calcination of granular silicates
Eisazadeh et al. Molecular characteristics of phosphoric acid treated soils
RU2433976C1 (en) Method of producing granular aggregate for autoclave hardening silicate articles
Bruyako et al. Plasma processing in industry of building materials
Miao et al. A novel humidity regulating material hydrothermally synthetized from concrete waste
Takeda et al. In-situ formation of novel geopolymer–zeolite hybrid bulk materials from coal fly ash powder
RU2567246C1 (en) Method of producing articles from sintered glass ceramic material of lithium-aluminosilicate composition
RU2222505C1 (en) Method of production of articles from sintered glass crystalline material of lithium-alumo- silicate composition
RU2528814C2 (en) Method to produce glass haydite and porous ceramics from fossil meal and silica clay
RU2464251C2 (en) Method for cellular construction material production
KR101076282B1 (en) a making method of vermiculite block
Sperberga et al. Mechanical properties of materials obtained via alkaline activation of illite-based clays of Latvia
JPH07150260A (en) Dehydrating method of bound water in pisolite ore
RU2024456C1 (en) Method of light filler preparing
Anchiloev et al. On the results of integrated researches of the initial raw material and fenced glass structure with the application of modern physical and chemical methods
CN104926171B (en) Method for preparing expanded products by using fine perlite powder

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20140221

HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150414