SK61997A3 - Method for producing vitrified expanded granulate - Google Patents
Method for producing vitrified expanded granulate Download PDFInfo
- Publication number
- SK61997A3 SK61997A3 SK61997A SK61997A SK61997A3 SK 61997 A3 SK61997 A3 SK 61997A3 SK 61997 A SK61997 A SK 61997A SK 61997 A SK61997 A SK 61997A SK 61997 A3 SK61997 A3 SK 61997A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- granulate
- inhibitor
- weight
- expanded
- granules
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Anorganický sklovitý matrix sa zmieša so speňovacím prostriedkom a s inhibitorom redukčných reakcii a potom sa vodou alebo vodným roztokom inhibítora redukčných reakcií zo skupiny solí kysllkatých kyselín síry, chlóru, dusíka, mangánu a/alebo peroxidov alkalických kovov, a/alebo oxidu manganičitého granuluje, pričom sa na čerstvo vytvorený granulát nabaľuje antispekavá vrstva na báze jemnej práškovej tuhej látky, s následným tepelným spracovaním a expandáciou granúl, ktorá sa uskutočňuje pri teplote minimálne o 50 °C nižšej ako vzťažný viskozitný bod, definovaný ako bod tečenia pre použitý anorganický sklovitý matrix v priebehu času neprekračujúceho o viac ako trojnásobok čas počiatku expandácie granulátu, a následným riadeným ochladením na teplotu okolia. Expandované granuly sú guľovitého, alebo približne guľovitého tvaru, s veľkosťou častíc 0,25 až 40 mm a sypná hmotnosť tohto expandovaného granulátu je 120 až 430 kg.m'3, pričom merná špecifická hmotnosť je 180 až 680 kg.m'3.The inorganic glassy matrix is mixed with foaming and with a reducing reaction inhibitor and thereafter with water or an aqueous solution of a reducing inhibitor reactions from the group of acidic acid salts sulfur, chlorine, nitrogen, manganese and / or alkali peroxides metal, and / or manganese dioxide granulates, wherein the freshly formed granulate is anti-caking a fine powdered solid layer, s by subsequent heat treatment and expansion of the granules, which is carried out at a temperature of at least 50 ° C lower than the reference viscosity point, defined as a point creep for the inorganic glass matrix used during the course time not exceeding three times the time the start of the granulate expansion and subsequent controlled cooling to ambient temperature. The expanded granules are spherical or approximately spherical in shape from 0.25 to 40 mm and the bulk density of this expanded the granulate is 120 to 430 kg.m'3, whereas specific gravity is 180 to 680 kg.m'3.
Description
Spôsob výroby sklovitého expandovaného granulátu.Process for producing a glassy expanded granulate.
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka spôsobu výroby sklovitého expandovaného yf O granulátu o veľkosti granuliek rádovo 10” až 10” m a veľkosti vnútorných pórov rádovo 10až 10 m z anorganického sklovitého matrixu, speňovacích a ďalších prísad s antispekavou vrstvou.The invention relates to a process for the production of a glassy expanded γ0 granulate having a granule size of the order of 10 to 10 m and an internal pore size of the order of 10 to 10 m from inorganic glassy matrix, foaming and other anti-caking agents.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Všeobecne je známych viac postupov, ktorými je možné vyrobiť sklený pórovitý granulát. Je známy postup, kde je sklený pórovitý granulát vyrobený podrvením väčších kusov penového skla a roztriedením vzniknutej drviny na jednotlivé frakcie. Takto pripravený granulát je však pre mnohé aplikácie nevhodný, hlavne z dôvodu jeho pomerne nízkej mechanickej pevnosti a tak isto aj povrchovej otvorenej pórovitosti a náväzne z toho vyplývajúcej vysokej nasiakavosti vodou. Naviac vzniká prachový odpad.In general, several processes are known by which glass porous granules can be produced. A process is known in which a glass porous granulate is produced by crushing larger pieces of foamed glass and sorting the resulting pulp into individual fractions. However, the granulate thus prepared is unsuitable for many applications, mainly because of its relatively low mechanical strength as well as its surface open porosity and consequently high water absorption. In addition, dust is generated.
Iný spôsob rieši nedostatky predchádzajúceho postupu vytvorením granúlí, pozostávajúcich z jemne rozomletého skla a uhlíkatého materiálu, najčastejšie sadzí, pričom granule sú podrobené tepelnému spracovaniu za účelom ich zoslinovania a spenenia. Pri tomto postupe je však na závadu veľmi ťažko riaditeľný technologický proces, pretože je potrebné reprodukovateľným spôsobom zabezpečiť najskôr odstránenie uhlíka z povrchovej časti granulí, aby sa mohli sklené častice v granuliach vzájomne spájať. Z toho následne vyplýva kolísavá kvalita produktu, ktorý má pomerne vysokú objemovú hmotnosť.Another method addresses the shortcomings of the foregoing process by providing granules consisting of finely ground glass and carbonaceous material, most commonly carbon black, wherein the granules are subjected to heat treatment to sinter and foam them. In this process, however, the technological process is very difficult to control because it is necessary to first ensure the removal of carbon from the surface of the granules in a reproducible manner so that the glass particles in the granules can be joined together. This results in a fluctuating quality of the product having a relatively high bulk density.
Je známy tiež postup, pri ktorom sa sklený pórovitý granulát pripraví tepelným spracovaním častíc vyrobených z pasty zloženej z vodného roztoku alkalického kremičitanu, jemne rozomletého skla a speňovacieho činidla.Also known is a process in which the glass porous granulate is prepared by heat treating particles made from a paste composed of an aqueous solution of an alkali silicate, a finely divided glass and a foaming agent.
Československý patent č. 222259 chráni spôsob výroby sklovitého expandovaného granulátu, ktorým sa môžu ľahko pripraviť reprodukovateľným spôsobom v priemyslovom meradle expandované sklené granule mnohodutinkovej štruktúry, nízkej objemovej hmotnosti a nízkej priepustnosti pre vodu. Tento spôsob výroby granull z expandovaného skla pozostáva z vytvorenia zmesi obsahujúcej častice sodnovápenatého skla a speňovacej prísady do granulí, s nasledujúcim tepelným za účelom dosiahnutia roztavenia skla speňovacej prísady a vytvorenia granulí a jej vytvarovania spracovaním granulí a vývinu plynu zo z expandovaného skla a ich ochladenia do tuhého stavu. Podstata riešenia spočíva v tom, že speňovacou prísadou je uhličitan vápenatý v množstve 1,7 až 2,7 % z hmotnosti skla a teplota pri expandácii nepresahuje teplotu zodpovedajúcu viskozite skla 10^’^ Pa.s, pričom doba zotrvania pri expandácii je najviac 600 sekúnd. Jednotlivé zložky východiskovej zmesi sú do tvaru granulí spojené pôsobením vody. Tepelné spracovanie zmesi obsahujúcej častice skla a speňovaciu prísadu sa vykonáva v dvoch stupňoch. V prvom stupni sa granule bez vzájomného valivého pohybu vysušia a zoslinujú pri teplote najvýhodnejšie 600 až 650θ C a následne sa ochladia na teplotu 250 až 300θ C, aby sa podrvili. Po roztriedení zoslinovaného a podrveného poloproduktu nasleduje druhý stupeň tepelného spracovania pri teplote, ktorá nie je vyššia ako teplota, ktorá zodpovedá viskozite skla 10^’^ Pa.s. Týmto postupom vyrobené napenené granule majú sypnú hmotnosť od «3Czechoslovak patent no. 222259 protects a process for producing vitreous expanded granules, by which expanded glass granules of a multi-minute structure, low bulk density and low water permeability can be readily prepared on an industrial scale in a reproducible manner. This method of making expanded glass granules comprises forming a mixture comprising soda-lime glass particles and a foaming additive into the granules, followed by heat to achieve melting of the foaming additive glass and forming the granules and shaping them by processing the granules and developing the expanded glass gas and cooling them into solid state. The essence of the solution is that the foaming agent is calcium carbonate in an amount of 1.7 to 2.7% by weight of the glass and the temperature during the expansion does not exceed the temperature corresponding to the viscosity of the glass. seconds. The individual components of the starting mixture are combined to form granules by the action of water. The heat treatment of the mixture comprising the glass particles and the foaming agent is carried out in two stages. In the first step, the granules are dried and sintered at a temperature of preferably 600 to 650 ° C without rolling, and subsequently cooled to a temperature of 250 to 300 ° C to crush. The screening of the sintered and crushed semi-product is followed by a second heat treatment step at a temperature not higher than the temperature corresponding to a glass viscosity of 10 ° C. The foamed granules produced by this process have a bulk density of > 3
0,12 do menej ako 0,5 g. cm-*’ a zároveň nízku priepustnosť pre vodu, ktorá je pod 15 % objemových.0.12 to less than 0.5 g. cm - * 'and low water permeability below 15% by volume.
Tento postup má pri viacerých výhodách a praktickej uskutočniteľnosti výroby i niektoré nevýhody. Je to hlavne nutnosť ochladzovania a následného opätovného ohrevu produktu medzi stupňom slinovania a samotnej expandácie. Tým dochádza jednak ku zvýšenej energetickej spotrebe procesu a ku vzniku ďalšieho manipulačného uzla s náročným sitovaním pri teplotách cca 300 ®C.This process has several disadvantages with several advantages and practical feasibility of production. This is mainly the need for cooling and subsequent reheating of the product between the sintering stage and the expansion itself. This leads to an increased energy consumption of the process and to an additional handling node with demanding sieving at temperatures of approx. 300 ° C.
Nakoniec možno spomenúť fakt, že pri tomto spôsobe nie je vytváraná separačná vrstva na granuliach už pri ich prvotnom vytvarovaní, čím by sa následne odstránila nutnosť procesu dezintegrácie granulám medzi stupňom slinovania a expandácie.Finally, it can be mentioned that in this process, a separating layer is not formed on the granules when they are initially formed, thereby eliminating the need for a granule disintegration process between the sintering and expansion stages.
Veľkú časť nedostatkov predchádzajúcich riešení odstraňuje patent SR č. 277 793 a analogický patent ČR č. 278 059. V tomto patente sa granulačná zmes pripravuje z anorganického sklovitého matrixu s pridaním speňovacích prostriedkov na báze uhličitanu vápenato-horečnatého v množstve 1,5 - 6,9 % hmotnostných. Ďalej sa pridávajú granulačné spojivá na báze kremičitanov, na uhličitanov a hydroxidov sodných a draselných, vo forme vodného roztoku 0,001 až 0,95 mol.I1. Do granulačnej zmesi sa pridáva i tuhé, časticové plastifikačné spojivo v množstve do 5,9 %, ako príklad je uvedený kaolín. Granulácia bola realizovaná buď na tanieri, alebo v extrúdri, alebo tiež na valcoch, s celkovým prídavkom vody 5 až 18%. Pred tepelným spracovaním sa povrch granulí pokrýval vrstvou antispekavej látky na báze práškovitých posypov, netvoriacich ani pri ΙΟΟΟθ C eutektiká so skleneným matrixom. Takto upravený granulát prechádzal postupne sušiacou, slinovaciou a expandačnou pecou, kde sa expandoval pri teplote minimálne o 50 nižšej, ako je vzťažný viskozitný bod tečenia sklovitého matrixu. Nakoniec dochádzalo k riadenému chladeniu expandovaného granulátu na teploty neprevyšujúce 300 ®C.A large part of the shortcomings of the previous solutions is eliminated by the Slovak patent no. 277 793 and the analogous Czech patent no. In this patent, the granulation mixture is prepared from an inorganic glassy matrix with the addition of foaming agents based on calcium-magnesium carbonate in an amount of 1.5-6.9% by weight. Granulating binders based on silicates, on carbonates and on sodium and potassium hydroxides, in the form of an aqueous solution of 0.001 to 0.95 mol.l 1, are also added . A solid, particulate plasticizing binder is also added to the granulation mixture in an amount of up to 5.9%, as exemplified by kaolin. The granulation was carried out either on a plate or in an extruder, or on rolls, with a total water addition of 5 to 18%. Prior to heat treatment, the surface of the granules was coated with a layer of anti-caking agent on the basis of powdered scattering, not even eutectics with a glass matrix at Cθ C. The granulate so treated was passed through a drying, sintering and expanding furnace successively, where it expanded at a temperature at least 50 below the reference viscosity point of the glass matrix flow. Finally, there was controlled cooling of the expanded granulate to temperatures not exceeding 300 ° C.
Takto získaný granulát je charakteristický časticami guľovitého, alebo nepravidelného izometrického tvaru o strednom priemere 0,25 až 25 mm a sypná hmotnosť tohoto sklovitého expandovaného granulátu je 125 až 450 kg.m” , pričom merná,The granulate thus obtained is characterized by particles of a spherical or irregular isometric shape with a mean diameter of 0.25 to 25 mm and the bulk density of the glassy expanded granulate is 125 to 450 kg.m.
O špecifická hmotnosť granulí je 185 až 750 kg.m- .The specific gravity of the granules is 185 to 750 kg.m - .
Tento spôsob je reálne uskutočniteľný, avšak na vylepšenie granulácie je nutné pridávať viacero aditív.This method is feasible, but several additives need to be added to improve granulation.
Pri tomto, ako i pri predchádzajúcich riešeniach nie je riešená problematika prirodzeného znečistenia reálnych, recyklovaných črepov, ktoré sú používané na výrobu expandovaného sklovitého granulátu. Znečistenia, hlavne organického pôvodu, môžu inhibovať proces expandácie. Výsledkom môže byť nežiadúco zvýšená sypná hmotnosť hotového produktu.In this as well as in the previous solutions, the problem of natural contamination of real, recycled shards, which are used to produce expanded glassy granulate, is not addressed. Pollution, especially of organic origin, can inhibit the expansion process. This can result in an undesirably increased bulk density of the finished product.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky doteraz známych riešení v podstatnej miere odstraňuje a technický problém rieši spôsob výroby sklovitého expandovaného granulátu, obsahujúceho dezintegrovaný sklovitý matrix a speňovacie prostriedky, ktorý sa získa granuláciou, tepelným spracovaním a expandáciou, podľa tohoto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že anorganický sklovitý matrix sa zmieša so speňovacím prostriedkom v množstve 0,7 až 6, 9 percent hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť anorganického sklovitého matrixu a aspoň jedným inhibítorom redukčných reakcií v celkovom množstve 0,5 až 39 % hmotn., vzhľadom na hmotnosť spevňovacieho prostriedku, následne sa zmes za prítomnosti vody a/alebo vodného roztoku aspoň jedného inhibítora redukčných reakcií granuluj'e, pričom sa na čerstvo vytváraný slinovania a expandácie nabaľuj’e riadeným procesom chladenia a látky, vytváraj’úcej' hydrofóbny granulát pred etapou tepelného antispekavá vrstva, s následným aplikáciou povrchovo aktívnej povrch v množstve od 0,001 do % hmotn. vzhľadom na hmotnosť anorganického sklovitého matrixu.The process of manufacturing a glassy expanded granulate comprising a disintegrated glassy matrix and a foaming agent obtained by granulation, heat treatment and expansion according to the invention, which consists in that the inorganic glassy the matrix is mixed with the foaming agent in an amount of 0.7 to 6.9 percent by weight based on the weight of the inorganic glassy matrix and at least one inhibitor of reducing reactions in a total amount of 0.5 to 39 percent by weight based on the weight of the reinforcing agent, the mixture is granulated in the presence of water and / or an aqueous solution of at least one inhibitor of the reduction reactions, wherein the freshly formed sintering and expansion is wrapped by a controlled cooling process and a hydrophobic granulate forming phase prior to the thermal antispelation stage % of the coating, followed by the application of a surfactant surface in an amount of from 0.001 to wt. with respect to the weight of the inorganic glassy matrix.
Výhodné je, keď inhibítor redukčných reakcií je tvorený alkalickými soľami zvolenými zo skupiny pozostávajúcej z kyslíkatej kyseliny chlóru, síry, dusíka a mangánu vo vyšších oxidačných stupňoch.Preferably, the reduction reaction inhibitor is formed by alkali salts selected from the group consisting of oxygenic chlorine, sulfur, nitrogen and manganese in higher oxidation stages.
K výhodám patrí tiež to, že inhibítor redukčných reakcií je tvorený aspoň jedným zo skupiny peroxidov alkalických kovov.Advantages also include that the inhibitor of the reduction reactions is formed by at least one of the group of alkali metal peroxides.
Výhodou je aj to, ak inhibítor redukčných reakcií je tvorený oxidom manganičitým.It is also an advantage if the inhibitor of the reduction reactions consists of manganese dioxide.
Výhodné je tiež to, že inhibítor redukčných reakcií je tvorený zmesou aspoň jednej z alkalických solí zvolených zo skupiny pozostávajúcej z kyslíkatej kyseliny chlóru, síry, dusíka a mangánu vo vyšších oxidačných stupňoch a/alebo aspoň jedným zo skupiny peroxidov alkalických kovov a/alebo oxidu manganičitého.It is also advantageous that the inhibitor of the reduction reactions consists of a mixture of at least one of the alkali salts selected from the group consisting of oxygenic chlorine, sulfur, nitrogen and manganese in higher oxidation stages and / or at least one of alkali metal peroxides and / or manganese dioxide. .
K výhodám patrí aj to, že koncentrácia vodného roztoku inhibítora redukčných reakcií je určená rozmedzím stopy až 0,35 mol. 1Advantages also include that the concentration of the aqueous solution of the inhibitor of the reduction reactions is determined by a trace range of up to 0.35 mol. 1
Tiež je výhodné, ak speňovacím prostriedkom je uhličitan vápenatý a/alebo zmesný uhličitan horečnato - vápenatý s molárnym pomerom horčíka a vápnika od 0,001: 1 do 1:1.It is also preferred that the foaming agent is calcium carbonate and / or mixed magnesium-calcium carbonate with a magnesium to calcium molar ratio of from 0.001: 1 to 1: 1.
Medzi výhody patrí tiež to, že vplyvom povrchovo aktívnej látky má povrch expandovaného granulátu s vodou uhol zmáčania rovný alebo väčší ako 90θ.Advantages also include that due to the surfactant, the surface of the expanded granulate with water has a wetting angle equal to or greater than 90θ.
Prednosti tohoto spôsobu výroby sklovitého expandovaného granulátu spočívajú najmä vo využívaní bežných odpadových črepov, aj značne znečistených, ďalej v ľahkej a reprodukovateľnej priemyselnej realizácii, nenáročnosti strojne-technického zariadenia, energetickej výhodnosti z titulu absencie medzioperačného ochladzovania a opätovného ohrevu medzi procesom slinovania a expandácie a ekologickej nezávadnosti. Takto získaný granulát je charakteristický časticami guľovitého alebo takmer guľovitého tvaru o strednom priemere 0,25 až 40 mm a sypná hmotnosť tohoto sklovitého expandovaného granulátu je 120 až 430 kg.m-3, pričom merná špecifická hmotnosť granulí je 180 ažAdvantages of this method of production of glassy expanded granulate consist mainly in the utilization of conventional waste cullet, even heavily contaminated, easy and reproducible industrial implementation, low-tech machinery, energy efficiency due to the absence of in-process cooling and reheating between the sintering and expansion process and ecological safety. The granulate thus obtained is characterized by particles of a spherical or almost spherical shape with a mean diameter of 0.25 to 40 mm and the bulk density of the glassy expanded granulate is 120 to 430 kg.m -3 , the specific gravity of the granules being 180 to
690 kg.m690 kg.m
Príklady uskutočnenia vynálezu uhličitanu z hmotnostiExamples of embodiments of the invention carbonate by weight
Jemne zomletý anorganický sklovitý matrix, vytvorený pomletím bežného silikátového, s výhodou sodnodraselného, najčastejšie odpadného skla na zrnitosť 80 a menej mikrometrov sa zmieša so speňovacím prostriedkom na báze vápenca, alebo zmesného horečnato-vápenatého v množstve 0,7 až 6,9 % sklovitého matrixu, ktorého častice sú s výhodou rovnakej alebo menšej veľkosti, ako častice anorganického sklovitého matrixu. Ďalej sa pridá aspoň jeden inhibítor redukčných reakcií zo skupiny alkalických solí kyslíkatých kyselín chlóru, síry, dusíka, mangánu vo vyšších oxidačných stupňoch a/alebo peroxidov alkalických kovov a/alebo oxid manganičitý alebo ich zmes, v celkovom množstve 0,5 až 39 percent hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť speňovacieho prostriedku.The finely ground inorganic vitreous matrix, formed by grinding a conventional silicate, preferably sodium-potassium, most often waste glass to a particle size of 80 microns or less, is mixed with a calcium-based foaming agent or a magnesium-calcium blend in an amount of 0.7-6.9% of the vitreous matrix. the particles of which are preferably of equal or smaller size than the inorganic glassy matrix particles. Further, at least one inhibitor of the reduction reactions of the group of alkali metal salts of chlorine, sulfur, nitrogen, manganese in the higher oxidation stages and / or alkali metal peroxides and / or manganese dioxide or a mixture thereof is added in a total amount of 0.5 to 39 percent by weight , based on the weight of the foaming agent.
Vytvorená zmes sa granuluje vodou, alebo roztokom aspoň jedného inhibítora redukčných reakcií vo vode v koncentrácii do 0,35 mol.l-!. Granulácia sa môže realizovať buď na peletizačnom tanieri skrápaním roztokom inhibítora redukčných reakcií, alebo po vmiesení roztoku inhibítora redukčných reakcií do zmesi extrúziou, alebo lisovaním na hladkých, alebo dezénových valcoch. Množstvo vody, alebo roztoku inhibítora redukčných reakcií, vzhľadom na množstvo anorganického sklovitého matrixu sa pohybuje v rozmedzí 5 až 25 % hmotnostných, podľa spôsobu granulácie.The resulting mixture is granulated with water or a solution of at least one inhibitor of reduction reactions in water in a concentration of up to 0.35 mol l -?. The granulation can be carried out either on a pelletizing plate by sprinkling the reducing reaction inhibitor solution, or after mixing the reducing reaction inhibitor solution into the mixture by extrusion, or by pressing on smooth or tread cylinders. The amount of water, or solution of the inhibitor of the reduction reactions, based on the amount of inorganic glassy matrix, is in the range of 5 to 25% by weight, depending on the granulation method.
Vlhký, čerstvo vytvorený granulát sa obaľuje jemne mletým práškom za účelom vytvorenia separačnej vrstvy. Táto separačná vrstva sa vytvára akoukoľvek práškovou látkou, ktorá pri teplotách do 950 nevytvára eutektiká s granulátom ani s výmurovkou pecí. S výhodou sa môžu používať uhličitany, oxidy, alebo hydroxidy vápenaté, horečnaté alebo zmesné z týcho dvoch prvkov, ďalej rôzne hlinitokremičitany, ako napríklad kaolíny a živce.The wet, freshly formed granulate is coated with a finely divided powder to form a separation layer. This separating layer is formed by any powdered substance which, at temperatures up to 950, does not form eutectics with the granulate or the furnace lining. Preference is given to using calcium, magnesium or mixed carbonates, oxides or hydroxides of the two elements, as well as various aluminosilicates such as kaolins and feldspars.
Po vytvarovaní sa vlhký a separačnou vrstvou obalený granulát tepelne spracuje. Najskôr sa suší pri teplotách do 300 na posuvnom rošte bez vzájomného pohybu granulátu. Ďalej sa buď vysušený alebo nevysušený granulát slinuje pri teplotách v rozmedzí vzťažných viskozitných bodov, a to medzi bodom deformačnej teploty a Littletonovým bodom mäknutia po dobu maximálne o trojnásobok prevyšujúcu dobu počiatku slinovania tak, aby následne takto spevnené granule vydržali volný pád minimálne z výšky jedného metra. Slinovací proces je realizovaný na posuvnom rošte bez vzájomného pohybu granulátu. Potom sa granulát či už vlhký, vysušený, alebo slinovaný podrobí procesu samotnej éxpandácie. Tento proces môže byť realizovaný opäť na posuvnom rošte, alebo v rotačnej peci, kde dochádza k prevaľovaniu granulátu a tým k jeho vzájomnému pohybu a miešaniu. Teplota expandácie je minimálne o 50 nižšia, ako vzťažný vizkozitný bod - bod tečenia, pre použitý anorganický sklovitý matrix a celková doba expandácie neprekročí o viac ako trojnásobok dobu počiatku expandácie. Voľba jedno-, dvoj- alebo trojstupňového tepelného spracovania je závislá na veľkosti a východiskovej mechanickej pevnosti vlhkých granúlí.After shaping, the wet granular granules are heat treated. It is first dried at temperatures up to 300 on the sliding grid without moving the granulate relative to each other. Further, either the dried or undried granulate is sintered at temperatures within the reference viscosity points, between the deformation temperature point and the Littleton softening point for a maximum of three times the sintering time so that the subsequently reinforced granules can withstand a free fall of at least one meter. . The sintering process is carried out on the sliding grid without the relative movement of the granulate. Thereafter, the granulate, whether wet, dried or sintered, is subjected to the expansion process itself. This process can be carried out again on a sliding grate or in a rotary kiln, where the granulate is rolled and thus its mutual movement and mixing. The expansion temperature is at least 50 lower than the reference viscosity-pour point for the inorganic glassy matrix used, and the total expansion time does not exceed by more than three times the onset of expansion. The choice of one, two or three-stage heat treatment is dependent on the size and initial mechanical strength of the wet granules.
Po expandácii sa hotový granulát voľne ochladzuje na hornú chladiacu teplotu a potom sa riadene chladí rýchlosťou 3 až 50 ®C/min až na teplotu 250 ®C. Rýchlosť chladenia je závislá na priemere granulí. Pod touto teplotou nastáva buď už len voľné dochladzovanie expandovaného granulátu na teplotu 50 - 100 ®C, kde sa tento zbavuje nadbytočného materiálu tvoriaceho separačnú antispekavú vrstvu a zároveň, či následne je triedený na rôzne požadované zrnitosti, alebo sa tento expandovaný granulát voľne ochladzuje na teplotu aplikácie povrchovo aktívnych látok. Ako povrchovo aktívnu látku je výhodné použiť technologicky vhodnú formu, ako roztok, disperziu, emulziu, výpary, alebo taveninu látky, ktorá má s vodou uhol zmáčania nad 90θ. Pred aplikáciou povrchovo aktívných látok sa expandovaný granulát zbavuje najskôr nadbytočného materiálu, tvoriaceho separačnú antispekavú vrstvu a po ich aplikácií nastáva už len voľné dochladzovanie na teplotu 100 a menej, so súčasným, alebo následným zaradením stupňa triedenia expandovaného granulátu. Tento proces triedenia je realizovaný aspoň jedným z procesov sitovania, vibrofluidného delenia, alebo aeromechanického delenia. Oddelený a zachytený nadbytočný materiál, ktorý tvoril separačnú vrstvu, môže byť čiastočne alebo úplne recyklovaný v procese vytvárania separačnej vrstvy na vlhký granulát.After expansion, the finished granulate is freely cooled to the upper cooling temperature and then cooled in a controlled manner at a rate of 3 to 50 ° C / min to 250 ° C. The cooling rate depends on the diameter of the granules. Below this temperature there is either a free cooling of the expanded granulate to a temperature of 50-100 ° C, where it is freed of excess material forming a separating anti-caking layer and, at the same time, whether it is subsequently sorted to different desired granularities or this expanded granulate is freely cooled to application of surfactants. As a surfactant, it is preferable to use a technologically suitable form, such as a solution, dispersion, emulsion, vapor, or melt of a substance having a wetting angle above 90 ° with water. Prior to the application of the surfactants, the expanded granulate is first stripped of excess material forming a separating antispecific layer, and after application there is only a free cooling to a temperature of 100 or less, with simultaneous or sequential sorting of the expanded granulate. This sorting process is carried out by at least one of the screening, vibrofluidic separation or aeromechanical separation processes. The separated and entrapped excess material that formed the release layer may be partially or completely recycled in the process of forming the release layer into the wet granulate.
Granulát získaný týmto spôsobom je charakterizovaný granulami, ktoré sú guľovitého, alebo nepravidelne izometrického tvaru o strednom priemere 0,25 až 40 mm a sypná hmotnosť tohotoThe granulate obtained in this way is characterized by granules which are spherical or irregularly isometric in shape with a mean diameter of 0.25 to 40 mm and a bulk density of this
Q sklovitého expandovaného granulátu je 120 až 430 kg.m-·’ pri a mernej špecifickej hmotnosti 180 až 690 kg.m .The Q of the glassy expanded granulate is 120-430 kg / m @ 2 at a specific gravity of 180-690 kg / m @ 2.
Príklad č.lExample 1
Odpadné sklo, najmä obalové bolo pomleté na guľovom mlyne na častice o strednom priemere 15 mikrometrov. K anorganickému sklovitému matrixu bol pridaný dolomitický vápenec s molárnym pomerom CaO : MgO 15 : 1. Tohoto speňovacieho prostriedku bolo pridané 3,9 % hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť skla. Ďalej sa do zmesi pridával, ako inhibítor redukčných reakcií, síran sodný kryštalický v množstve 7 % hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť speňovacieho prostriedku. Na vlhčenie zmesi sa používala voda v množstve 18 % hmotnostných, vzhľadom na hmotnosť suchej zmesi skla a aditív. Po dokonalom zamiešaní a prevlhčení sa zmes pretláčala cez dvojicu hladkých valcov. Vytvarovaný výlisok sa rozdružoval a následne granuloval v bubnovom granulátore s vostavbou a ku vlhkému granulátu sa pridával v množstve 9 % hmotnostných suchý, jemne mletý vápenec na vytvorenie antispekavej vrstvy. Granulát sa ním úplne obalil. Potom bol tento granulát priamo expandovaný na pásovej peci, pri maximálnej teplote prostredia 825 až 835 ®C. Po expandácii, sa granulát v peci ochladzoval na teplotu 250 ®C. Celá táto operácia trvala 100 min. Potom sa granulát voľne dochladzoval na rotačnom site, kde sa zároveň oddelil podsitný podiel, a následne sa aplikovala povrchovo aktívna látka. Podsitný podiel obsahoval nadbytočnú antispekavú vrstvu, ktorá sa skladala zväčša z CaO. Tento sa recykloval späť do procesu vytvárania antispekavej vrstvy. Ako povrchovo aktívna látka bol použitý 3 - metakryloxypropyl trimetoxysilán a aplikoval sa postrekom jeho vodného roztoku na povrch expandovaného granulátu pri teplotách pod 200 ®C.Waste glass, especially container glass, was ground in a ball mill to a particle diameter of 15 microns. Dolomitic limestone with a CaO: MgO molar ratio of 15: 1 was added to the inorganic glassy matrix. This foaming agent was added 3.9% by weight, based on the weight of the glass. Further, sodium sulfate crystallized in an amount of 7% by weight, based on the weight of the foaming agent, was added to the mixture as an inhibitor of the reduction reactions. Water was used in an amount of 18% by weight, based on the weight of the dry mixture of glass and additives, to wet the mixture. After thorough mixing and wetting, the mixture was forced through a pair of smooth cylinders. The molded compact was de-granulated and subsequently granulated in a built-in drum granulator, and 9% by weight of dry, finely ground limestone was added to the wet granulate to form an anti-caking layer. The granulate was completely covered with it. Then, the granulate was directly expanded on a belt furnace at a maximum ambient temperature of 825-835 ° C. After expansion, the granulate in the furnace was cooled to 250 ° C. The whole operation took 100 min. The granulate was then freely cooled on a rotary screen, where the lining portion was simultaneously separated, followed by the application of a surfactant. The undercoat contained an excess anti-caking layer which consisted mostly of CaO. This was recycled back to the anti-caking layer. 3 - Methacryloxypropyl trimethoxysilane was used as a surfactant and was applied by spraying its aqueous solution onto the surface of the expanded granulate at temperatures below 200 ° C.
Granule boli izometrického, viacmenej guľovitého tvaru. Granulát, takto vytvorený mal viac než 90 % častíc väčších ako 20 mm a maximálna veľkosť dosahovala až do 40 mm, sypná hmotnosť polydisperznej zmesi sa pohybovala v rozmedzí 130-145 kg.m- . Po vytriedení na frakcie tieto dosahovali sypnú hmotnosť 120 až 130The granules were isometric, more or less spherical in shape. The granulate thus formed had more than 90% of particles larger than 20 mm and the maximum size was up to 40 mm, the bulk density of the polydisperse mixture was in the range of 130-145 kg.m - . After sorting into fractions, they reached a bulk density of 120 to 130
O kg.m“J. Vplyvom aplikácie povrchovo aktívnej látky došlo ku zníženiu nasiakavosti expandovaného granulátu na 35 % z pôvodnej hodnoty tohoto povrchovo neupraveného, expandovaného granulátu.O kg.m “ J. As a result of the application of the surfactant, the absorbency of the expanded granulate was reduced to 35% of the original value of the uncoated, expanded granulate.
Príklad č.2Example 2
Sklo podobného zloženia, ako v príklade č.l bolo zomleté na priemer častíc menší, ako 50 mikrometrov. K zomletému sklu saGlass of a composition similar to that of Example 1 was ground to a particle diameter of less than 50 microns. To the ground glass
- 8 pridal vápenec v množstve 4,6% z hmotnosti sklovitého matrixu. Vzniknutá zmes sa po dokonalom zhomogenizovaní peletizovala na tanierovom peletizátore. Skrápaná bola vodným roztokom inhibítora redukčných reakcií, ktorým bol v tomto prípade dusičnan draselný o koncentrácii 0,07 % molárnych. Granule po peletizácii mali veľkosť 1 až 5 mm pri menšej vlhkosti a tiež veľkosť 3 až 11 mm pri väčšej vlhkosti. Vlhkosť hotových čerstvých granulí sa pohybovala v rozmedzí 14,1 až 15,6 % hmotnostných.- 8 added limestone in an amount of 4.6% by weight of the glassy matrix. The resulting mixture was pelletized on a plate pelletizer after complete homogenization. It was sprayed with an aqueous solution of the inhibitor of the reduction reactions, which in this case was potassium nitrate at a concentration of 0.07 mol%. The pelletized granules had a size of 1 to 5 mm at less moisture and also a size of 3 to 11 mm at greater moisture. The moisture content of the finished fresh granules ranged from 14.1 to 15.6% by weight.
Po vytvorení antispekavej vrstvy, na ktorú bolo potrebné 10,5 až 16 hmotnostných % vápenca, sa granulát v pásovej peci najskôr sušil pri 200 ®C a potom slinoval pri 635 ®C po dobu 10 minút, bez vzájomného pohybu granulí. Takto spevnené granule sa ihneď horúce presýpali do rotačnej pece, kde sa expandovali pri teplote 800-825 ®C po dobu 2,5 až 6 minút, v závislosti na ich veľkosti. Vyrobený granulát sa najskôr chladil riadene, a to rýchlosťou 8 až 20 ®C.min-^ až na teplotu 250 ®C s následným voľným dochladením na teplotu okolitého prostredia. Potom bol vibrofluidne zbavený nadbytočnej antispekavej vrstvy a sitami delený na frakcie podľa požiadaviek užívateľov.After forming an anti-caking layer, which required 10.5 to 16% by weight of limestone, the granulate in a belt furnace was first dried at 200 ° C and then sintered at 635 ° C for 10 minutes without moving the granules relative to each other. The solidified granules were immediately hot transferred to a rotary kiln where they expanded at 800-825 ° C for 2.5 to 6 minutes, depending on their size. The granulate produced was first cooled in a controlled manner, at a rate of 8 to 20 ° C / min to 250 ° C, followed by free cooling to ambient temperature. It was then vibrofluidically stripped of excess anti-caking layer and sieved into fractions according to user requirements.
Granulát bol guľovitej formy o veľkosti 2 až 24 mm a sypnej oThe granulate was a spherical form with a size of 2 to 24 mm and a free-flowing o
hmotnosti 125 až 210 kg.m s tým, že jemnejšie frakcie mali všeobecne vyššiu sypnú hmotnosť.weight of 125 to 210 kg.m, with finer fractions generally having a higher bulk density.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Sklovitý expandovaný granulát je priemyselne využiteľný, ako nenasiakavé, alebo len minimálne nasiakavé plnivo do tepelne-izolačných hmôt pri použití organických i anorganických spojív, s výhodou silikátových. Takto vyrobené hmoty sú vhodné na izolácie v stavebníctve i v priemysle, napr. v chemickom alebo energetike. Aplikáciou vznikajú hmoty ľahké, pomerne pevné, tepelne odolné, s nízkym koeficientom tepelnej vodivosti. Zvláštnou výhodou týchto stavebných hmôt je ich ekologická neškodnosť, pri súčasnom použití odpadnej suroviny na ich výrobu. Samotný sklovitý expandovaný granulát možno použiť i ako zásypovú hmotu s veľmi nízkou sypnou hmotnosťou a s dobrými tepelno-izolačnými vlastnosťami a to zvlášť po povrchovej úprave i do veľmi vlhkého prostredia.The glassy expanded granulate is industrially useful as a non-absorbent or minimally absorbent filler in heat-insulating materials using both organic and inorganic binders, preferably silicate. The materials produced in this way are suitable for insulation in building and industry, eg. in chemical or power engineering. The application results in light, relatively strong, heat resistant materials with a low thermal conductivity coefficient. A special advantage of these building materials is their ecological harmlessness, while using the waste material for their production. The glassy expanded granulate itself can also be used as a backfill with a very low bulk density and good thermal insulating properties, especially after surface treatment even in very humid environments.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK61997A SK61997A3 (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Method for producing vitrified expanded granulate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK61997A SK61997A3 (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Method for producing vitrified expanded granulate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK61997A3 true SK61997A3 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=20433750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK61997A SK61997A3 (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Method for producing vitrified expanded granulate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK61997A3 (en) |
-
1997
- 1997-05-16 SK SK61997A patent/SK61997A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1549427B1 (en) | Method for producing synthetic hollow microspheres | |
| US7455798B2 (en) | Methods for producing low density products | |
| CA1256462A (en) | Process for producing agglomerates which are resistant to leaching out | |
| US4081259A (en) | Method for forming coated cellular glass pellets | |
| US4143202A (en) | Ash coated cellular glass pellet | |
| AU2004238392B2 (en) | Methods for producing low density products | |
| JP2005536333A5 (en) | ||
| JP2007506535A5 (en) | ||
| CN110183099A (en) | A kind of manufacturing method of expanded porous glass particle | |
| US20090146108A1 (en) | Methods and Formulations for Producing Low Density Products | |
| JPS6048457B2 (en) | Manufacturing method of cellular glass beads | |
| RU2187473C2 (en) | Method of manufacturing block expanded glass | |
| SK61997A3 (en) | Method for producing vitrified expanded granulate | |
| JPS62263299A (en) | Production of granular nonionic detergent composition | |
| US9643876B2 (en) | Microspheres and methods of making the same | |
| JP3571095B2 (en) | Method for producing acid gas absorbent | |
| SK277793B6 (en) | Method of manufacture of glassy expanded pellet | |
| CN113600608A (en) | Device and process method for preparing spherical particles of modified acid rain acidified soil by recycling waste gypsum plasterboards | |
| RU2255058C1 (en) | Method of preparing blend for fabricating glass foam | |
| JPS589833A (en) | Preparation of foamed glass bead | |
| RU2255057C1 (en) | Method of preparing raw mix for fabricating glass foam | |
| RU2225373C1 (en) | Method of manufacturing foamed silicate blocks | |
| JPS59195544A (en) | Hollow and cellular vitreous granule and its manufacture | |
| JP2005279444A (en) | Manufacturing method of hydroxide particle | |
| JPS63315527A (en) | Preparation of raw material for glassy foam |