СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОМАТЕРИАЛА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОМАТЕРИАЛА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---

RU (11) 2052400 (13) C1

(51) 6 C03C10/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

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

(14) Дата публикации: 1996.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93005278/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.01 
(45) Опубликовано: 1996.01.20 
(56) Аналоги изобретения: Павлов В.Ф., Аншиц А.Г., Боякин С.Г., Шабанов В.Ф. Препринт N 709 Ф "Технология переработки зол углей КАТЭКа", Красноярск, 1991. 
(71) Имя заявителя: Баякин Сергей Геннадьевич; Аншиц Александр Георгиевич; Павлов Вячеслав Фролович; Шабанов Василий Филиппович 
(72) Имя изобретателя: Баякин Сергей Геннадьевич; Аншиц Александр Георгиевич; Павлов Вячеслав Фролович; Шабанов Василий Филиппович 
(73) Имя патентообладателя: Баякин Сергей Геннадьевич; Аншиц Александр Георгиевич; Павлов Вячеслав Фролович; Шабанов Василий Филиппович 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОМАТЕРИАЛА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ 

Использование: для получения стекломатериала из золошлаковых отходов. Сущность изобретения: шихту, содержащую, мас.%: CaO 9 - 54; SiO2 13 - 75; Al2O3 5 - 26; Fe2O3 1 - 24; MgO 2 - 6; Na2O 0,1 - 1; K2O 0,2 - 1; SO3 1 - 0,6; TiO2 0,2 и углерод, нагревают до температуры плавления и плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав термоударом охлаждают до образования стекломатериала. Перед нагреванием шихты содержание углерода в ней доводят до 3 - 8 мас.%. Охлаждение расплава ведут в потоке газовой среды, которая может образовываться в результате разложения карбидов в воде. 6 з. п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к строительным материалам, а более конкретно к способу получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, которые могут быть также широко использованы в химической, радиоэлектронной и других отраслях.

Известен способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, заключающийся в том, что шихту следующего состава, мас. CaO 9,0-54,0 SiO2 13,0-75,0 Al2O3 5,0-26,0 Углерод 1,0-2,0 Fe2O3 1-24 MgO 2,0-6,0 Na2O 0,1-1,0 K2O 0,2-1,0 SO3 0,1-0,6 TiO2 0,2 нагревают до температуры плавления и плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав термоударом охлаждают до образования стекломатериала (Препринт Института физики Сибирского отделения Академии наук СССР. N 74, 1991 Красноярск, Павлов В.Ф. и другие "Технология переработки зол, углей КАТЭК").

Данным способом практически из всех широкоизвестных золошлаковых отходов можно получать стекломатериалы со сравнительно низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет их широко использовать в качестве теплоизоляционных материалов. Однако известным способом невозможно осуществить полную очистку обрабатываемых золошлаковых отходов от примесей переходных соединений металлов, что значительно снижает область использования получаемых стекломатериалов, так как их невозможно использовать в качестве сырья для получения оптически прозрачных стекломатериалов.

Целью изобретения является создание такого способа получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, который благодаря полной очистки шихты от примесей переходных соединений металлов и связыванию свободного оксида кальция значительно повысил бы качество получаемых стекломатериалов и расширил бы область их применения.

Это решается тем, что в способе получения стекломатериалов из золошлаковых отходов, заключающемся в том, что шихту следующего состава, мас. CaO 9,0-54,0 SiO2 13,0-75,0 Al2O3 5,0-26,0 Углерод 1,0-2,0 Fe2O3 1,0-24,0 MgO 2,0-6,0 Na2O 0,1-1,0 K2O 0,2-1,0 SO3 0,1-0,6 TiO2 0,2 нагревают до температуры плавления и плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав термоударом охлаждают до образования стекломатериала, перед нагреванием шихты содержание углерода в ней доводят до 3,0-8,0 мас. а формирование структуры стекломатериала осуществляют в регулируемом потоке газовой среды. В тех случаях, когда необходимо получить стекломатериал с максимальной пористостью для использования его в качестве теплоизоляционного материала, целесообразно, чтобы газовая среда была образована газами, возникающими в результате разложения карбидов в воде.

В тех случаях, когда необходимо получить стекломатериал сферической формы, находящий широкое применение в различных областях промышленности от химической (например в качестве фильтров) до авиационной (например в качестве легкого и теплоизоляционого материала), необходимо, чтобы газовая среда была образована дополнительно подаваемым инертным газом.

Возможно, чтобы газовая среда представляла собой смесь дополнительно подаваемого инертного газа и газов, возникающих в результате разложения карбидов в воде.

Это позволит получать стекломатериалы с максимальной пористостью из золошлаковых отходов с малым содержанием оксидов алюминия и кальция.

Для получения силикатных кирпичей, облицовочной плитки, использующихся в строительной индустрии, целесообразно полученный стекломатериал дополнительно измельчить и спрессовать с последующим обжигом.

Можно полученный материал дополнительно нагреть до образования расплава, а затем медленно охладить.

Это позволяет получать стеклокристаллические износостойкие материалы.

Для получения оптических материалов с широкой полосой пропускания и высоким коэффициентом прозрачности в видимой и инфракрасной областях спектра электромагнитных волн необходимо полученный стекломатериал дополнительно нагреть до образования расплава, а затем охладить с последующим обжигом.

Лучшие варианты осуществления изобретения.

Предлагаемый способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов заключается в том, что шихту следующего состава, мас. CaO 9-54 SiO2 13,0-75,0 Al2O3 5,0-26,0 Углерод 1,0-2,0 Fe2O3 1,0-24,0 MgO 2,0-6,0 Na2O 0,1-1,0 K2O 0,2-1,0 SO3 0,1-0,6 TiO2 0,2 нагревают до температуры плавления и плавят в восстановительной среде, а затем полученный расплав охлаждают посредством термоудара с одновременным формированием структуры стекломатериала в регулируемом потоке газовой среды.

В золошлаковых отходах, получаемый при сжигании углей различных месторождений, содержание углерода обычно не превышает 5 мас. что является недостаточным для проведения процесса полного восстановления оксидов железа и образования карбидов. Поэтому для проведения процесса прямого восстановления оксидов железа перед нагреванием шихты содержания углерода в ней доводят до 3,0-8,0 мас. Данный количественный интервал углерода обусловлен процентным содержанием оксидов железа в исходных золошлаковых отходах.

Для получения заданной структуры стекломатериала в данном способе используют газы, образованные в результате разложения карбидов, инертные газы или смесь тех и других.

Ниже предлагаемый способ получения стекломатериалов из золошлаковых отходов поясняется конкретными примерами его осуществления.

П р и м е р 1. 500 г золошлаковых отходов, полученных от сжигания углей состава, мас. CaO 24 SiO2 54,57 Al2O3 9,43 Углерод 1 Fe2O3 6,0 MgO 4,0 Na2O 0,31 K2O 0,36 SO3 0,13 TiO2 0,2 плавят в графитовом тигле при температуре 1350-1450оС в течение 2,5 ч. Перед нагреванием содеpжание углерода в шихте доводят до 3,0 мас. Полученный расплав с содержанием общего железа 0,15 мас. охлаждают в режиме термоудара отливом в воду. При этом происходит мгновенное вспенивание стекломатериала. Полученный пористый стекломатериал дробят до нужной крупности и для упрочнения пор обжигают нагреванием до температуры 850оС, затем охлаждают. Изготовленный стекломатериал характеризуется насыпной плотностью 150 кг/м3.

П р и м е р 2. 500 г золы от сжигания углей состава, мас. CaO 32,2 SiO2 42,5 Al2O3 5,0 Углерод 2,0 Fe2O3 12,0 MgO 4,5 Na2O 1,0 K2O 0,4 SO3 0,2 TiO2 0,2 нагревают и плавят в графитовом тигле при температуре 1350-1450оС в течение 2,5 ч. Перед нагреванием содержание углерода в шихте доводят до 3 мас. Полученный расплав с содержанием общего железа 0,15 мас. охлаждают в режиме термоудара отливом в воду. При этом происходит мгновенное вспенивание массы. Полученный пористый стекломатериал дробят до нужной крупности и термообрабатывают способом, указанным в примере 1. Изготовленный стекломатериал характеризуется насыпной плотностью 150 кг/м3.

П р и м е р 3. Берут 500 г золы от сжигания углей состава, мас. CaO 13,1 SiO2 38 Al2O3 19,2 Углерод 2,0 Fe2O3 20,0 MgO 6,0 Na2O 0,2 K2O 0,9 SO3 0,4 TiO2 0,2

Перед нагреванием содержание углерода в шихте доводят до 8 мас. а затем шихту плавят в графитовом тигле при температуре 1350-1450оС в течение 2,5 ч. Полученный расплав с содержанием общего железа 0,15 мас. охлаждают в режиме термоудара отливом в воду. При этом происходит мгновенное вспенивание массы. Полученный пористый стекломатериал термообрабатывают аналогично примеру 2. Изготовленный стекломатериал характеризуется насыпной плотностью 150 кг/м3.

П р и м е р 4. 500 г золы от сжигания углей состава указанного в примере 1 плавят и термообрабатывают аналогично примеру 1. Полученный стекломатериал диспергируют до крупности 0-80 мкм, затем из порошка прессуют кубики размером 100х100х100 мм и палочки размеров 40х40х160 мм. Сформованные изделия сушат, а затем обжигают при температуре 950оС в течение 30 мин с последующим охлаждением в печи. Полученные образцы обладают следующими характеристиками:

Предел прочности при сжатии, МПа 39,3

Предел прочности при изгибе, МПа 7,7

П р и м е р 5. 500 г золы от сжигания углей состава, указанного в примере 4, плавят аналогично примеру 4. Полученный расплав охлаждают в режиме термоудара методом отлива на восходящий поток инертного газа (СО2), в результате чего полученный стекломатериал имеет полую сферическую форму с плотностью гранул 1000 кг/м3.

П р и м е р 6. 500 г золы от сжигания углей состава, указанного в примере 4, плавят аналогично этому же примеру. Полученный расплав охлаждают в режиме термоудара методом отлива в воду с поддувом инертного газа (СО2), в результате чего более 50% полученного стекломатериала имеет полую сферическую форму разных диаметров с плотностью гранул 500 кг/м3.

П р и м е р 7. 500 г золы от сжигания углей состава, указанного в примере 4, варят аналогично примеру 4. Полученный расплав охлаждают в режиме термоудара методом отлива расплава в воду через вспененный материал, в результате чего менее 50% от общей массы полученного стекломатериала имеет полую сферическую форму разных диаметров с плотностью гранул 100-300 кг/м3.

Изобретение наиболее эффективно можно использовать для получения строительных материалов различного назначения (кирпича, тепло- и звукоизоляционные материалы, облицовочные и керамические материалы), фильтрующих материалов, химически стойких материалов. Кроме того, предлагаемым способом можно получать стекломатериалы с большим коэффициентом пропускания света, которые используются в магнитооптике (магнитооптические диски памяти, жидкокристаллические модуляторы света), а также в астрооптике. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОМАТЕРИАЛА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ путем плавления шихты, включающей мас.%: CaO 9 - 54; SiO2 13 - 75; Al2O3 5 - 26; Fe2O3 1 - 24; MgO 2 - 6; Na2O 0,1 - 1; K2O 0,2 - 1; SO3 0,1 - 0,6; TiO2 0,2 и С, в восстановительной среде и охлаждения полученного расплава посредством термоудара, отличающийся тем, что перед плавлением содержание углерода в шихте доводят до 3 - 8 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение расплава ведут в потоке газовой среды.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что газовая среда образована газами, образующимися в результате разложения карбидов в воде.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что газовая смесь представляет собой смесь инертного газа и газов, образующихся в результате разложения карбидов в воде.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный стекломатериал дополнительно измельчают и прессуют с последующим обжигом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный стекломатериал дополнительно нагревают до образования расплава, а затем медленно охлаждают.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный стекломатериал дополнительно нагревают до образования расплава, а затем охлаждают с последующим обжигом.




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