СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ МАРТЕНОВСКИХ ШЛАКОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ МАРТЕНОВСКИХ ШЛАКОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2132306 (13) C1

(51) 6 C03C11/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98113904/03 
(22) Дата подачи заявки: 1998.07.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.07.20 
(45) Опубликовано: 1999.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2114797 C1, 10.07.98. RU 2109700 C1, 24.04.98. US 4347326 A, 30.08.82. DE 3314797 A1, 25.10.84. EP 0661240 A2, 18.02.94. 
(71) Заявитель(и): Павлов Вячеслав Фролович 
(72) Автор(ы): Павлов В.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Павлов Вячеслав Фролович 
Адрес для переписки: 660036, Красноярск, Академгородок, 12-12, Павлову В.Ф. 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ МАРТЕНОВСКИХ ШЛАКОВ 

Использование: для изготовления теплоизоляционных стекломатериалов. Способ получения из мартеновских шлаков пористых стекломатериалов с насыпной плотностью 45 - 100 кг/м3 включает составление шихты, состоящей из окислов SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3, Na2O, K2O, TiO2, FeO, MnO, P2O5. Затем доводят содержание SiO2 в шихте до массового отношения SiO2/CaO, равного 1 - 2, плавят в восстановительной среде, а затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара". В полученном стекломатериале нет эмиссии сероводорода. Техническая задача изобретения: расширение возможности применения мартеновских шлаков в качестве строительных и фильтрующих материалов. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области переработки твердых отходов, в частности мартеновских шлаков металлургического производства, в пористые теплоизоляционные стекломатериалы для строительной индустрии и при производстве фильтрующих материалов.

Известен способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов (/1/ Патент Российской Федерации N 2052400), заключающийся в том, что в шихте следующего состава, мас.%:

SiO2 - 13 - 75

Al2O3 - 5 - 26

CaO - 9 - 54

Fe2O3 - 1 - 24

MdO - 2 - 6

Na2O - 0,1 - 1

K2O - 0,2 - 1

SO3 - 0,1 - 0,6

TiO2 - 0,2

C - 1 - 2

увеличивают содержание углерода до 3 - 8 мас.%, плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав "термоударом" охлаждают до образования стекломатериала. Таким способом достигается более полное извлечение железа и других переходных металлов из золошлаковых отходов и восстановление оксида кальция в карбид кальция, который на стадии "термоудара" вследствие разложения в воде образует газовую среду, способствующую получению стекломатериала с высокой пористостью. Это позволяет использовать их в качестве теплоизоляционных материалов. Однако наличие восстановительной атмосферы при плавлении способствует восстановлению сульфатной серы, содержащейся в золошлаковых отходах, до сульфидной, что при осуществлении "термоудара" контактированием с водой приводит к образованию сероводорода (вследствие гидролиза сульфидов), который накапливается в порах стекломатериала. Кроме того, непрореагировавшие с водой сульфиды являются потенциальными источниками сероводорода, поскольку при воздействии атмосферных водяных паров или другого источника влаги они гидролизуются с выделением сероводорода. Таким образом, эмиссия сероводорода из пористых стекломатериалов снижает их эксплуатационные качества и возможности применения в качестве строительных материалов.

В известном способе получения пористых материалов (/2/ RU N 2114797 С. 1 в шихте следующего состава, мас.%:

SiO2 - 45,0 - 60,0

CaO - 20,3 - 40,0

Al2O3 - 1,5 - 15,0

MgO - 1,0 - 5,0

Fe2O3 - 5,0 - 9,0

MnO - 4,0 - 18,0

SO3 - 0,1 - 3,0

Na2O - 0,4 - 0,6

K2O - 0,3 - 0,8

TiO2 - 0,1 - 0,2

доводят содержание углерода до 3 - 8 мас.%, плавят в восстановительной среде, а охлаждение "термоударом" осуществляют в водном растворе солей цинка, который связывает образовавшийся сероводород в нерастворимый сульфид цинка. Содержание оксида марганца в шихте способствует частичному перераспределению серы в металл.

Данный способ выбран в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков.

В процессе восстановительной плавки происходит перераспределение серы между оксидной и металлической фазами. Известно (/3/ Комплексная переработка силикатных отходов. Алма-Ата: Наука, 1985, 172 с., /4/ Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1989, 392 с.), что понижение основности оксидной фазы снижает содержание серы в ней за счет перераспределения ее в металл. В частности, в металлургических шлаках за счет образования карбида кальция, восстановления оксидов железа происходит не полное перераспределение серы в металл, что не гарантирует снижения эмиссии сероводорода из полученных по способу /2/ стекломатериалов.

В основу заявленного изобретения положена задача разработки способа получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков с низкой эмиссией сероводорода с тем, чтобы расширить возможности их применения в качестве строительных и фильтрующих материалов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков, заключающемся в том, что в шихте следующего состава, мас.%:

SiO2 - 20 - 25

CaO - 25 - 40

Al2O3 - 2 - 8

MgO - 7 - 15

MnO - 5 - 10

FeO - 12 - 18

Fe2O3 - 3 - 5

P2O5 - 0,3 - 0,7

Na2O - 0,3 - 0,5

K2O - 0,15 - 0,5

TiO2 - 0,2 - 0,5

SO3 - 0,05 - 0,09

доводят содержание углерода до 3 мас.% и плавят в восстановительной среде, затем силикатную часть расплава охлаждают в режиме "термоудара". Согласно изобретению содержание оксида кремния в шихте доводят до массового отношения SiO2/CaO, равного 1 - 2.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что восстановление закиси железа, образование карбида кальция и алюминия в процессе восстановительной плавки, наличие P2O5 в силикатной части расплава, а также разубоживание шихты кремнеземом приводит к существенному понижению основности силикатной части расплава и перераспределению серы в металл. При охлаждении силикатной части расплава в полученном пористом теплоизоляционном материале эмиссии сероводорода не наблюдается.

Нижепредлагаемый способ получения пористых стекломатериалов из мартеновских шлаков поясняется конкретными примерами его осуществления.

Пример 1.

500 г мартеновских шлаков состава, мас.%:

SiO2 - 24,1

CaO - 29,9

Al2O3 - 7,4

MgO - 12,5

MnO - 7,9

FeO - 13,5

Fe2O3 - 3,1

P2O5 - 0,5

TiO2 - 0,5

Na2O - 0,36

K2O - 0,15

SO3 - 0,09

плавят в восстановительной среде при температуре 1580 - 1610oC в течение 1 часа. Затем полученную силикатную часть расплава охлаждают отливом в воду. При этом происходит вспенивание расплава. Полученный материал с насыпной плотностью 580 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая равна 0,002 мг/м3.

Пример 2.

В 500 г мартеновских шлаков состава, мас.%:

SiO2 - 23,0

CaO - 29,0

Al2O3 - 7,0

MgO - 12,0

MnO - 7,9

FeO - 13,5

Fe2O3 - 3,0

P2O5 - 0,5

TiO2 - 0,2

NaO2 - 0,46

K2O - 0,35

SO3 - 0,09

вводят 3 мас. % углерода и доводят отношение SiO2/CaO до 1,1, плавят в восстановительной среде при температуре 1580 - 1610oC в течение 1 часа. Затем полученную силикатную часть расплава охлаждают отливом в воду. При этом происходит вспенивание расплава. Полученный материал с насыпной плотностью 75 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.

Пример 3.

В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,2, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2, полученный материал с насыпной плотностью 100 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.

Пример 4.

В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,42, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 72 кг/м3 помещают в сосуд и измеряют эмиссию сероводорода, которая не обнаруживается.

Пример 5.

В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 1,5, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 45 кг/м3 анализируют аналогично примеру 2. Эмиссия сероводорода не обнаружено.

Пример 6.

В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 2, вводят углерод, плавят и охлаждают аналогично примеру 2. Полученный материал с насыпной плотностью 80 кг/м3 анализируют аналогично примеру 2. Эмиссии сероводорода не обнаружено.

Пример 7.

В 500 г мартеновских шлаков состава, аналогичного примеру 2, доводят отношение SiO2/CaO до 2,5, вводят углерод, плавят аналогично примеру 2. Полученный расплав имеет большую вязкость и исключает возможность охлаждения его в режиме "термоудара". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ получения пористых стекломатериалов с насыпной плотностью 45 - 100 кг/м3 из мартеновских шлаков путем плавления шихты, включающей SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fe2O3, Na2O, K2O, TiO2, SO3, MnO в восстановительной среде, причем перед плавлением содержание углерода доводят до 3 мас.%, и последующего охлаждения силикатной части расплава в режиме "термоудара", отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит FeO, Р2О5, а содержание оксида кремния в шихте доводят до массового отношения SiO2/CaO, равного 1 - 2, при следующем содержании компонентов, мас.%:

SiO2 - 20 - 25

CaO - 25 - 40

Al2O3 - 2 - 8

MgO - 7 - 15

MnO - 5 - 10

FeO - 12 - 18

Fe2O3 - 3 - 5

Р2О5 - 0,3 - 0,7

Na2O - 0,3 - 0,5

K2O - 0,15 - 0,5

TiO2 - 0,2 - 0,5

SO3 - 0,05 - 0,09




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru