СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ ШЛАКОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ ШЛАКОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2192397 (13) C2

(51) 7 C03C11/00, C04B5/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.04.2008 - действует 

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

(21) Заявка: 2000126916/03 
(22) Дата подачи заявки: 2000.10.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.10.26 
(45) Опубликовано: 2002.11.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2091341 C1, 27.09.1997. RU 2132306 C1, 27.06.1999. RU 2104977 C1, 20.02.1998. JP 0411995 A, 21.04.1992. DE 1944523 A, 01.09.1977. US 5763341 A, 09.06.1998. 
(71) Заявитель(и): Специальное конструкторско-технологическое бюро "Наука" Красноярского научного центра СО РАН 
(72) Автор(ы): Шабанов В.Ф.; Павлов В.Ф.; Павлов И.В.; Павлова Н.А. 
(73) Патентообладатель(и): Специальное конструкторско-технологическое бюро "Наука" Красноярского научного центра СО РАН 
Адрес для переписки: 660036, г.Красноярск, Академгородок, 12, кв.12, Н.А.Павловой 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ СТЕКЛОМАТЕРИАЛОВ ИЗ ШЛАКОВ 

Изобретение относится к области переработки шлаков цинкового производства в пористые теплоизоляционные материалы строительного назначения с попутным получением паров цинка. Способ получения пористых стекломатериалов из шлаков заключается в следующем: массовое соотношение SiO2/CaO в шлаке состава, мас. %: SiO2 42,0-47,0, Al2O3 17,0-20,0, Fe2O3 6,0-8,0, СаО 24,0-30,0, MgO 4,0-6,0 ZnO 2,0-3,0, SO3 0,3-0,7, Na2O 1,0-1,8, K2O 0,5-1,1, TiO2 0,2-0,72 доводят до 0,9, вводят до 3 мас.% углерода, плавят в восстановительной среде и охлаждают силикатную часть расплава отливом в воду. Газовую часть паров цинка в виде возгонов состава, мас.%: ZnO 94,1, SiO2 1,2, Al2O3 1,5, SO3 0,2, CaO 2,35, PbO 0,65 собирают в конденсаторе. Технический результат изобретения - снижение содержания сероводорода в пеноматериале до "следов" без использования химреактива и получение дополнительного продукта. 1 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Настоящее изобретение относится к области переработки твердых отходов, в частности шлаков цинкового производства, в пористые теплоизоляционные стекломатериалы строительного назначения с попутным получением дополнительной продукции - пирон цинка, которой улавливаются в виде оксидных возгонов.

Известен способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, заключающийся в том, что шихту следующего состава, мас.%:

СаОобщ. - 5-41

СаОсв. - 4-13

SiO2 - 13-75

Al2O3 - 5-26

MgO - 6-3

Na2O - 0,1-1,0

K2O - 0,2-1,0

TiO2 - 0,2

C - 1-2

Fe2O3 - 1-24

SO3 - 0,1-0,6

плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав охлаждают в режиме термоудара в водной среде до образования пористого стекломатериала (патент Российской Федерации 2052400) /1/.

Данным способом получают стекломатериал с низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет использовать его в качестве теплоизоляционного материала. Однако полученный материал содержит сероводород, снижающий его эксплуатационные свойства.

В известном способе (патент Российской Федерации 2114797) /2/ в шихте следующего состава, мас.%:

SiO2 - 45-60

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.% и плавят в восстановительной среде. Затем полученный расплав охлаждают в режиме термоудара в водном растворе солей цинка с концентрацией 0,2-0,5 г/л. Данный способ выбран в качестве прототипа по максимальному совпадению существенных признаков.

Применение способа /2/ снижает эмиссию сероводорода из полученных стекломатериалов до значений ниже ПДК, но не исключает ее, а также требует использования химреактива (соли цинка) при реализации способа.

В основу заявляемого изобретения положена задача создания способа получения пористых стекломатериалов с содержанием сероводорода до "следов" без использования химреактива (солей цинка) с возможностью извлечения дополнительной продукции (оксидов цинка).

Поставленная задача решается тем, что в способе получения пористых стекломатериалов из шлаков цинкового производства, заключающемся в том, что в шлаке, состоящем из окислов SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O, K2O, SO3, TiO2 и введенного углерода до 3 мас.%, дополнительно содержится ZnO, а массовое соотношение SiO2/CaO доводят до 0,9 и плавят в восстановительной печи, оборудованной охлаждаемой камерой (конденсатором) для улавливания возгонов. В результате восстановительного плавления кроме силикатной части расплава, при охлаждении которой в режиме термоудара в воде образуется пористый стекломатериал с содержанием сероводорода до "следов", в охлаждаемой камере (конденсаторе) улавливаются возгоны, содержащие цинк.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что в шлаке следующего состава, мас.%:

SiO2 - 42,0-47,0

Al2O3 - 17,0-20,0

Fe2O3 - 6,0-8,0

CaO - 24,0-30,0

MgO - 4,0-6,0

ZnO - 2,0-3,0

SO3 - 0,3-0,7

Na2O - 1,0-1,8

K2O - 0,6-1,1

TiO2 - 0,2-0,72

массовое соотношение SiO2/CaO доводят до 0,9 и плавят в восстановительной печи. Массовое соотношение SiO2/CaO =0,9 позволяет снизить температуру жидкотекучего состояния и ускорить процесс образования карбидов кальция, алюминия и кремния, которые образуются в расплаве только после восстановления оксидов железа. Образование карбидов ускоряет процесс восстановления цинка, протекающий по реакции

ZnO+CO=Znпар+CO2

Наличие небольших количеств CO2 смещает реакцию восстановления оксида цинка влево. В области температур 1100-1250oC идет процесс интенсивного испарения восстановленного цинка и осаждения его в виде оксида цинка на стенках конденсатора, т.е. происходит концентрация цинка. Полученный продукт (возгоны) состоит преимущественно из оксидов цинка (более 90%). В качестве примесей содержит незначительные количества оксидов кремния (1,2-1,4 мас.%), алюминия (1,5-1,95 мас.%), кальция (2,35 мас.%) и серы (0,2 мас.%), некоторый разброс концентраций которых связан с разбросом их концентраций в исходном шлаке. В случае наличия в исходном шлаке примесей свинца, он также будет переходить в возгоны в качестве примеси оксида цинка в количестве от 0 до 0,65 мас.%.

Содержащиеся в расплаве железо и углерод также участвуют в восстановлении цинка по реакции

ZnO+Fe=Znпар+FeO;

ZnO+C=Znпар+CO.

Восстановленный цинк способствует частичному перераспределению серы в газовую фазу вследствие ее большого сродства к цинку.

Пониженная окисленность силикатной части расплава, обусловленная соотношением SiO2/CaO =0,9, и высокий восстановительный потенциал расплава приводит к неполному перераспределению серы в газовую и металлическую фазы, а частично сера остается в силикатной части расплава. В результате большого химического сродства серы к цинку и перехода ее в координационную сферу ионов цинка последний частично остается в силикатной части расплава в виде сульфида цинка. Это исключает образование сероводорода при отливе силикатной части расплава в воду.

Ниже предлагаемый способ получения пористых стекломатериалов и возгонов оксида цинка из шлаков цинкового производства поясняется конкретным примером его осуществления.

Пример 1.

В 50 кг шлака цинкового производства состава, мас.%:

SiO2 - 42,18

Al2O3 - 17,08

Fe2O3 - 6,88

CaO - 24,62

MgO - 4,2

ZnO - 2,0

SO3 - 0,5

Na2O - 1,28

K2O - 0,8

TiO2 - 0,46

Вводят углерод до 3 мас.%, массовое соотношение SiO2/СаО доводят до 0,9 и плавят в восстановительной среде. Силикатную часть расплава охлаждают в режиме термоудара контактом с водой. При этом получается пористый стекломатериал с эмиссией сероводорода 0,0005 мг/м3, что значительно ниже ПДК (т.е. "следы").

В охлаждаемой камере (конденсаторе) осаждаются возгоны оксида цинка следующего состава, мас.%:

ZnO - 94,1

SiO2 - 1,4

Al2O3 - 1,95

SO3 - 0,2

СаO - 2,35. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения пористых стекломатериалов из шлаков путем плавления шихты, включающей SiO2, СаО, Al2O3, MgO, Fe2O3, SO3, Na2O, K2O, TiO2 в восстановительной среде, причем перед плавлением вводят углерод до 3 мас. %, и последующего охлаждения силикатной части расплава в режиме "термоудара", отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит ZnO, массовое соотношение SiO2/СаО в шлаке доводят до 0,9 при следующем содержании компонентов в исходном шлаке, мас. %:

SiO2 - 42,0-47,0

Al2O3 - 17,0-20,0

Fe2O3 - 6,0-8,0

СаO - 24,0-30,0

MgO - 4,0-6,0

ZnO - 2,0-3,0

SO3 - 0,3-0,7

Na2O - 1,0-1,8

K2O - 0,5-1,1

TiO2 - 0,2-0,72

а охлаждение силикатной части расплава осуществляют отливом в воду.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газовую часть паров цинка в виде возгонов оксида цинка состава, мас. %: ZnO - 94,1; SiO2 - 1,2; Al2O3 - 1,5; SO3 - 0,2; СaO - 2,35; PbО - 0,65 собирают в конденсаторе.




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