RU2740956C1 - Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал - Google Patents
Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740956C1 RU2740956C1 RU2019134230A RU2019134230A RU2740956C1 RU 2740956 C1 RU2740956 C1 RU 2740956C1 RU 2019134230 A RU2019134230 A RU 2019134230A RU 2019134230 A RU2019134230 A RU 2019134230A RU 2740956 C1 RU2740956 C1 RU 2740956C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- slag
- ash
- cao
- tpp
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0063—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing waste materials, e.g. slags
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к производству стеклокристаллических материалов и может быть использована в химической промышленности, производстве композитов, строительной индустрии, в нефтегазовой и других отраслях. Шихта для стеклокристаллического материала, содержит, мас.%: золошлак ТЭС или доменный шлак состава, мас.%: SiO2 26,43–45,30; Al2O3 6,37–14,93; СаО 30,29–43,90; MgO 4,87–9,64; MnO 0,053–2,00; FeO или Fe2O3 0,10–4,17; S2- или SO3 0,10–6,31; TiO2, Na2O, K2O, P2O5 до 14,00, 50,90–59,60, песок кварцевый 33,34–42,04, кремнефтористый натрий 2,73–5,24, поташ 3,00–6,968, жженую магнезию 0,00–0,945, глинозем 0,00–8,70, соду кальцинированную 1,33–4,10. Стеклокристаллический материал – стекло, полученное из указанной выше шихты, включает, мас.%: SiO2 57,80–58,80; Al2O3 5,50–6,65; CaO 23,20–24,50; MgO 2,49–3,30; MnO 0,30–0,69; TiO2 0,10–0,19; S2- 0,25–0,40; FeO 0,15–0,20; Na2O 1,80–4,90; K2O 0,20–5,28; F- 1,70–2,00. Технический результат – повышение физико-химических характеристик стеклокристаллического материала – стекла. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к производству стеклокристаллических материалов. Может быть использовано в химической промышленности, производстве композитов, строительной индустрии, в нефтегазовой и других отраслях.
Известна шихта для изготовления стекол и стеклокристаллических материалов, содержащая, мас.%: песок 16 - 30; соду 5 - 15 и шлам производства обогащенного глинозема - остальное. Характеристики: водостойкость 99,7 - 99,85%, прочность при сжатии 470 - 495 МПа, микротвердость 7,22 - 8,03 ГПа (патент RU 2008284 C1).
Известна шихта для изготовления каменных и стеклокристаллических материалов и изделий черного цвета литьем или формованием из расплавов с последующей кристаллизацией, включающая доломит, карбонат кальция, например, мел, известняк или мрамор, кварцевый песок, отходы обогащения природных фосфатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| доломит | 10,0 – 40,0 |
| карбонат кальция, например, мел, известняк или мрамор | 28,0 – 60,0 |
| кварцевый песок | 0,01 – 20,0 |
| отходы обогащения природных фосфатов | 25,0-60,0 |
(патент RU 2130434).
Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (авторское свидетельство SU 695156), содержащий следующие компоненты, мас.%:
| SiO2 | Al2O3 | P2O5 | Li2O | TiO2 | As2O3 | CaO |
| 46-57 | 24-30 | 4-16 | 3,5-5 | 3,5-6 | 0,5-1 | 1,5-3,5 |
Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (авторское свидетельство SU 925031), содержащий следующие компоненты, мас.%:
| SiO2 | Al2O | Li2O | ZnO | K2O | P2O5 | F | Cs2O | ZrO2 | Yb2O3 | Nd2O3 | Gd2O3 |
| 55-65 | 10-15 | 10-15 | 1-10 | 1-5 | 2-3 | 0,5-2 | 0,5-4 | 0,2-1 | 0,01-0,1 | 0,01-0,1 | 0,01-0,1 |
Наиболее близким по составу к заявляемому изобретению является стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС, включающий SiO2; Al2O3; Fe2O3; CaO; MgO; Na2O; K2O; TiO2; S-; P2O5; MnO (патент RU 2477712 C2, 20.03.2013) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| SiO2 | Al2O | Fe2O3 | CaO | K2O | P2O5 | MgO | S- | TiO2 | Na2O | MnO |
| 53-55 | 11-13 | 6,5-8 | 9-11 | 3-5 | 0,1-0,15 | 1-2,5 | 0,05-0,15 | 4,5-6 | 4-5,5 | 0,05-0,15 |
Недостатком данных составов шихты и стекла, являются низкие технические характеристики получаемого стеклокристаллического материала.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение физико-химических характеристик стеклокристаллического материала – стекла.
Указанный технический результат достигается тем, что шихта для стеклокристаллического материала, состоящая из золошлака ТЭС или доменного шлака, и корректирующих добавок, содержит золошлак ТЭС или доменный шлак состава, мас.%:
| SiO2 | 26,43 – 45,30 |
| Al2O3 | 6,37 – 14,93 |
| СаО | 30,29 – 43,90 |
| MgO | 4,87 – 9,64 |
| MnO | 0,053 – 2,00 |
| FeO или Fe2O3 | 0,10 – 4,17 |
| S2- или SO3 | 0,10 – 6,31 |
| оксиды из ряда: TiO2, Na2O, K2O, P2O5 | до 14,00, |
а в качестве корректирующих добавок используют песок кварцевый, кремнефтористый натрий, поташ, жженую магнезию, глинозем, соду кальцинированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| золошлак ТЭС или доменный шлак | 50,90 – 59,60 |
| песок кварцевый | 33,34 – 42,04 |
| кремнефтористый натрий | 2,73 – 5,24 |
| поташ | 3,00 – 6,968 |
| жженая магнезия | 0,00 – 0,945 |
| глинозем | 0,00 – 8,70 |
| сода кальцинированная | 1,33 – 4,10 |
Также указанный технический результат достигается тем, что стеклокристаллический материал – стекло, полученное из указанной выше шихты на основе золошлака ТЭС или доменного шлака, имеет следующий состав, мас.%:
| SiO2 | 57,80 – 58,80 |
| Al2O3 | 5,50 – 6,65 |
| CaO | 23,20 – 24,50 |
| MgO | 2,49 – 3,30 |
| MnO | 0,30 – 0,69 |
| TiO2 | 0,10 – 0,19 |
| S2- | 0,25 – 0,40 |
| FeO | 0,15 – 0,20 |
| Na2O | 1,80 – 4,90 |
| K2O | 0,20 – 5,28 |
| F- | 1,70 – 2,00 |
Технический результат обеспечивается за счет использования для приготовления шихты металлургических шлаков или золошлаков ТЭС. Данные шлаки содержат готовые продукты реакций силикатообразования, которые плавятся при нагреве гораздо быстрее, чем другие компоненты, использующиеся при традиционной варке стекол. За счет этого увеличивается скорость стеклообразования и повышается однородность расплава. Стекло для производства стеклокристаллического материала получают из расплава синтезированной стекольной шихты. Добавление в шихту катализаторов объемной кристаллизации, таких как оксиды металлов, фтор и др., растворяющихся в стекломассе и способствующих образованию в стекломассе центров кристаллизации. Расплавы застывают в стекловидной форме и способны при повторном нагревании выделять определенные кристаллические фазы. Дополнительный нагрев и выдержка в муфельной печи стекла, полученного из расплава, обеспечивает образование максимального числа центров кристаллизации, необходимую степень закристаллизованности и заданный фазовый состав. При применяемом температурно-временном режиме достигаются оптимальные свойства стеклокристаллического материала, такие как прочность, термостойкость, кислотостойкость и другие важные характеристики.
При производстве стеклокристаллического материала для получения шихты в качестве сырьевых материалов использовались шлаковые отходы, кварцевый песок, глинозем, кальцинированная сода, поташ, жженая магнезия, кремнефтористый натрий и другие сырьевые материалы. В качестве катализатора объемной кристаллизации использовался фтор, который вводился в состав шихты через кремнефтористый натрий. Были синтезированы следующие составы стекол:
| № сос-тава | Содержание, мас.% | ||||||||||
| SiO2 | Al2O3 | FeO | TiO2 | MnO | CaO | MgO | K2O | Na2O | S2- | F- | |
| 1 | 58,26 | 6,01 | 0,15 | 0,15 | 0,69 | 23,25 | 2,49 | 3,10 | 3,80 | 0,40 | 1,70 |
| 2 | 58,68 | 6,65 | 0,15 | 0,15 | 0,69 | 23,43 | 2,49 | 3,71 | 1,95 | 0,40 | 1,70 |
| 3 | 57,80 | 5,70 | 0,20 | 0,10 | 0,30 | 23,80 | 3,30 | 4,90 | 1,95 | 0,25 | 1,70 |
| 4 | 58,80 | 5,50 | 0,20 | 0,10 | 0,40 | 24,50 | 3,10 | 0,20 | 4,90 | 0,30 | 2,00 |
| 5 | 57,92 | 6,00 | 0,18 | 0,19 | 0,30 | 23,30 | 2,50 | 5,28 | 2,13 | 0,30 | 1,90 |
| 6 | 58,47 | 5,60 | 0,18 | 0,19 | 0,30 | 23,20 | 3,30 | 4,80 | 1,80 | 0,30 | 1,86 |
Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивались и сплавлялись при температуре 1450-1550оС с последующей выработкой при температуре 1400-1450оС. Из стекла формовались изделия различных форм и размеров. В дальнейшем стекло подвергалось кристаллизации. После охлаждения образцы стеклокристаллического материала сохранили геометрическую форму, кристаллическая фаза составила 57-78%. Составы золошлаков ТЭС и доменных шлаков для получения шихты, состав корректирующих добавок для производства стекломассы и физико-химические свойства стеклокристаллического материала были следующие:
Составы золошлаков ТЭС и доменных шлаков, мас.%:
| доменный шлак ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокузнецк |
золошлак ТЭС Auvere EF1, Эстония | золошлак Эстонской ТЭС, г. Нарва | доменный шлак ОАО «Арселор Миталл Темиртау», Казахстан |
доменный шлак ПАО «Тулачер-мет», г. Тула | доменный шлак ПАО «Косогорс-кий мет. завод», г. Тула | |
| SiO2 | 34,89 | 26,43 | 35,45 | 40,70 | 45,30 | 39,00 |
| Al2O3 | 14,93 | 6,37 | 14,189 | 8,00 | 6,37 | 7,00 |
| Fe2O3 | 2,27 | 3,30 | 4,17 | |||
| CaO | 34,40 | 43,90 | 30,29 | 43,80 | 41,31 | 41,90 |
| FeO | 1,00 | 0,10 | 0,45 | |||
| MnO | 0,70 | 2,00 | 0,053 | 0,20 | 0,73 | 1,90 |
| MgO | 9,64 | 8,489 | 4,87 | 5,20 | 5,90 | 8,30 |
| Na2O | 0,69 | 0,16 | 0,107 | |||
| K2O | 0,64 | 3,07 | 3,93 | |||
| SO3 | 5,54 | 6,31 | ||||
| TiO2 | 1,00 | 0,59 | 0,48 | 0,45 | 0,19 | 0,25 |
| P2O5 | 0,151 | 0,151 | ||||
| S2- | 0,84 | 0,65 | 0,10 | 1,20 |
Корректирующие добавки к используемым шлакам, мас.%:
| доменный шлак ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», г. Новокуз-нецк | золошлак ТЭС Auvere EF1, Эстония | Золошлак Эстонской ТЭС, г. Нарва | доменный шлак ОАО «Арселор Миталл Темиртау», Казахстан | доменный шлак ПАО «Тулачер-мет», г. Тула | доменный шлак ПАО «Косогор-ский мет. завод», г. Тула | |
| 59,60 | 50,90 | 50,90 | 52,00 | 50,90 | 51,50 | |
| Песок кварцевый | 33,34 | 42,04 | 33,815 | 33,375 | 33,34 | 37,50 |
| Сода кальцини-рованная | 1,33 | 1,33 | 4,10 | 1,40 | 1,33 | 2,30 |
| Глинозем | 0 | 0 | 0 | 1,50 | 8,70 | 0,70 |
| Поташ | 3,00 | 3,00 | 5,00 | 6,968 | 3,00 | 4,10 |
| Жженая магнезия | 0 | 0 | 0,945 | 0,847 | 0 | 0,90 |
| Кремне-фтористый натрий | 2,73 | 2,73 | 5,24 | 3,91 | 2,73 | 3,00 |
Физико-химические свойства стеклокристаллического материала:
| Усредненные показатели | |
| Плотность реальная, кг/м3 | 2930 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 931 |
| Предел прочности при изгибе, МПа | 294 |
| Модуль упругости, х 1010 Па | 14 |
| Коэффициент Пуассона | 0,31 |
| Микротвердость, МПа | 9512 |
| Удельная ударная вязкость, КДж/м2 | 5,0 |
| Термостойкость, оК | 473,15 |
| Температура размягчения, оК | 1425 |
| Коэффициент линейного термического расширения, 10-7 1/град | 81 |
| Теплопроводность при 293оК, Вт/ м К | 1,485 |
| Потери массы при истирании, г/см2 | 0,0009 |
| Кислотостойкость в минеральной кислоте, % (H2SO4) | 99,25 |
| Щелочестойкость в 35% NaOH, % | 91,40 |
| Пористость, % | 0 |
| Водопоглощение, % | 0 |
Таким образом, полученный на основе предлагаемой шихты стеклокристаллический материал – стекло с физико-механическими характеристиками, приведенными в вышеуказанной таблице, обладает высокими эксплуатационными свойствами и по большинству показателей превосходит другие стеклокристаллические материалы.
Claims (6)
1. Шихта для стеклокристаллического материала, состоящая из золошлака ТЭС или доменного шлака и корректирующих добавок, отличающаяся тем, что содержит золошлак ТЭС или доменный шлак состава, мас.%:
а в качестве корректирующих добавок используют песок кварцевый, кремнефтористый натрий, поташ, жженую магнезию, глинозем, соду кальцинированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Стеклокристаллический материал – стекло, полученное из шихты по п.1 на основе золошлака ТЭС или доменного шлака, включающее SiO2, Al2O3, FeO, TiO2, MnO, CaO, MgO, K2O, Na2O, S2-, F-, отличающееся следующим соотношением компонентов, мас.%:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134230A RU2740956C1 (ru) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134230A RU2740956C1 (ru) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2740956C1 true RU2740956C1 (ru) | 2021-01-25 |
Family
ID=74213328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134230A RU2740956C1 (ru) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2740956C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781058C1 (ru) * | 2021-04-19 | 2022-10-04 | Федоровская Валентина Григорьевна | Шихта и состав стекла для стеклокристаллического материала |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU201608A1 (ru) * | К. Т. Бондарев, И. И. Китайгородский, Ю. И. Колесов , М. И. Барсуков | Способ получения стеклокристаллическихизделий | ||
| SU1458334A1 (ru) * | 1986-12-19 | 1989-02-15 | Алма-Атинский Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов "Ниистромпроект" | Цветное глушеное стекло |
| RU2031870C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Шихта для получения стекла |
| RO121023B1 (ro) * | 2001-03-15 | 2006-11-30 | Mirela Sidonia Nicolescu | Compoziţii vitroceramice pentru obiecte decorative şi procedeu de obţinere |
| RU2424999C1 (ru) * | 2010-01-26 | 2011-07-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Стекло для получения пеностекла (варианты) |
| RU2448918C1 (ru) * | 2010-11-22 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Стеклокристаллический материал для напольной и облицовочной плитки |
| RU2477712C2 (ru) * | 2011-05-03 | 2013-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций (тэс) |
-
2019
- 2019-10-25 RU RU2019134230A patent/RU2740956C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU201608A1 (ru) * | К. Т. Бондарев, И. И. Китайгородский, Ю. И. Колесов , М. И. Барсуков | Способ получения стеклокристаллическихизделий | ||
| SU1458334A1 (ru) * | 1986-12-19 | 1989-02-15 | Алма-Атинский Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов "Ниистромпроект" | Цветное глушеное стекло |
| RU2031870C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Шихта для получения стекла |
| RO121023B1 (ro) * | 2001-03-15 | 2006-11-30 | Mirela Sidonia Nicolescu | Compoziţii vitroceramice pentru obiecte decorative şi procedeu de obţinere |
| RU2424999C1 (ru) * | 2010-01-26 | 2011-07-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Стекло для получения пеностекла (варианты) |
| RU2448918C1 (ru) * | 2010-11-22 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Стеклокристаллический материал для напольной и облицовочной плитки |
| RU2477712C2 (ru) * | 2011-05-03 | 2013-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций (тэс) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2781058C1 (ru) * | 2021-04-19 | 2022-10-04 | Федоровская Валентина Григорьевна | Шихта и состав стекла для стеклокристаллического материала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3904424A (en) | Alkali resistant glassy fibers | |
| KR101299769B1 (ko) | 내화물이 라이닝 처리된 용융기에서의 고성능 유리 섬유의 제조 방법 및 이 방법에 따라 형성된 섬유 | |
| US20070225145A1 (en) | Method for manufacture of glass | |
| CN101508524B (zh) | 适于化学钢化的玻璃及其化学钢化玻璃 | |
| JP5667578B2 (ja) | 高性能ガラス繊維用組成物及びそれをもって成形される繊維 | |
| CA2745050C (en) | Glass fiber composition | |
| AU773476B2 (en) | Fused and cast AZS products of reduced cost, and uses thereof | |
| DK2094616T3 (en) | COMPOSITIONS FOR MINERAL WOOL | |
| RU2521005C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких композитов | |
| CN102491644A (zh) | 一种高镁含量的无硼玻璃纤维 | |
| CN106396419A (zh) | 环保低能耗的玻璃纤维 | |
| JPH0476345B2 (ru) | ||
| RU2740956C1 (ru) | Шихта для стеклокристаллического материала и стеклокристаллический материал | |
| WO2021015243A1 (ja) | 無機繊維、無機繊維製品、無機繊維製品の製造方法、無機繊維製造用組成物及び無機繊維の製造方法 | |
| WO1983001947A1 (en) | Alkali-resistant glass fibers | |
| CN110436772A (zh) | 一种钠钙硅玻璃 | |
| JP2968166B2 (ja) | 珪石れんがの製造方法 | |
| EA038424B1 (ru) | Шихта и состав стекла для стеклокристаллического материала | |
| RU2781058C1 (ru) | Шихта и состав стекла для стеклокристаллического материала | |
| RU2424999C1 (ru) | Стекло для получения пеностекла (варианты) | |
| JPS58167444A (ja) | 耐アルカリ性ガラス繊維 | |
| RU2824109C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения блочного пеностекла | |
| RU2714175C1 (ru) | Композиция для изготовления жаростойких поризованных композитов | |
| Aliyu et al. | THE POTENTIAL OF USING LOCALLY AVAILABLE RAW MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF ALKALINE EARTH ALUMINOSILICATE BASE GLASS SYSTEM | |
| CN113548801B (zh) | 一种利用飞灰制备微晶玻璃的方法 |