способ получения конструкционно-теплоизоляционного пеностекла

Формула изобретения

Способ получения конструкционно-теплоизоляционного пеностекла, включающий смешение измельченного кремнеземсодержащего компонента с раствором щелочи, термообработку, помол и обжиг при температуре 700-850°C, отличающийся тем, что смешивают кремнеземсодержащий компонент с кальцинированной содой и/или поташом и раствором щелочи, причем общее количество оксидов щелочного металла, вводимого с этими компонентами, составляет от 8 до 30 мас.% от массы сухого кремнеземсодержащего компонента, при этом количество оксида щелочного металла, вводимого в виде щелочи, составляет от 2 до 12 мас.% от массы сухого кремнеземсодержащего компонента, полученную после смешения массу гранулируют и осуществляют ее термообработку при температуре 500-600°C, измельчают полученную смесь и осуществляют ее обжиг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительной индустрии, в частности к способу получения строительного материала из широко распространенного и доступного сырья.

Известен способ получения конструкционно-теплоизоляционного пеностекла, включающий смешение кремнийсодержащего компонента, например трепела, р-ра щелочи (при этом отношение кол-ва оксида щелочного металла, введенного в виде щелочи, к сухому кремнеземистому компоненту составляет от 0,08 до 0,3) с получением гомогенной массы, ее выдержку для образования до силикатов и последующий обжиг, при этом осуществляют сушку кремнистой породы, ее термообработку при 250-700°C в течение не менее 0,5 часа, измельчение до фракции менее 5 мм, затем указанное смешение, указанную выдержку осуществляют при температуре от 0 до 150°C в течение не менее 0,2 часа, затем проводят сушку, дробление и повторную термообработку при 250-700°C в течение не менее 0,5 часа, после чего осуществляют дробление материала, засыпают полученную шихту в формы и осуществляют вспучивание обжигом при 680°C с получением пеностекла (см. Патент RU 2333176, опубликован 10.09.2008).

Недостатком описанного способа является большой расход дорогостоящей щелочи, кроме того, при перемешивании кремнийсодержащего компонента и водного раствора щелочи при отношении щелочи к кремнийсодержащему компоненту более 13 мас.% образуется липкая масса, что затрудняет ее перемешивание, происходит сильное налипание шихты на рабочие органы смесителя, а при высыхании остаточной влажной массы - на внутренних полостях смесителя, а очистка этого оборудования весьма затруднительна.

Техническим результатом является снижение расхода дорогостоящей щелочи, облегчение процесса перемешивания шихты и снижение ее налипания на элементы смесителя.

Технический результат достигается за счет того, что способ получения пеностекла включает смешение измельченного кремнеземсодержащего компонента с раствором щелочи, термообработку, помол и обжиг при температуре 700-850°C, причем кремнеземсодержащий компонент с кальцинированной содой и/или поташом и раствором щелочи, причем общее количество оксидов щелочного металла, вводимого с этими компонентами, составляет от 8 до 30 мас.% от массы сухого кремнеземсодержащего компонента (что соответствует отношению сухой щелочи к сухому кремнеземистому компоненту в пределах от 10% до 40%), при этом количество оксида щелочного металла, вводимого в виде щелочи, составляет от 2 до 12 мас.% от массы сухого кремнеземсодержащего компонента, полученную после смешения массу гранулируют и осуществляют ее термообработку при температуре 500-600°C, измельчают полученную смесь и осуществляют ее обжиг.

Способ получения высококачественного пеностекла предлагается осуществлять следующим образом.

Кремнийсодержащий компонент перемешивают с кальцинированной содой (Na₂CO₃ ) или поташем (K₂CO₃), которым замещают большую часть щелочи. В процессе перемешивания получается шихта, не обладающая сильной липкостью и не затрудняющая перемешивание компонентов. Затем в полученную шихту добавляют небольшое количество щелочи (NaOH, KOH), что не приводит к каким-либо проблемам при перемешивании. Полученную смесь прессуют в гранулы на пресс-грануляторе. Гранулы подвергают обработке во вращающейся печи при температуре 500-600°C, а затем размалывают в стержневом смесителе. При этом кроме помола происходит гомогенизация порошка. Полученный таким образом порошок засыпают в металлические формы и устанавливают в обжиговую печь. В обжиговой печи происходят химические процессы силикатообразования, причем наличие щелочи, температура плавления которой составляет около 400°C, создает благоприятные условия силикатообразования, а также выделения газообразных компонентов при температурах от 700 до 850°C.

При такой технологии большая часть щелочи, производство которой сложное и дорогостоящее, заменяется более доступной и дешевой кальцинированной содой, а технологическое оборудование работает стабильно из-за отсутствия налипания шихты на рабочие органы.

Пример реализации способа.

Получение пеностекла осуществлялось следующим образом. Добытое кремнеземсодержащее сырье (трепел) карьерной влажности пропускали через глиноизмельчитель и подавали в сушильный барабан, где подсушивали при температуре 200-250°C в течение 30 минут. Подсушенное сырье подавали на помол в шахтную мельницу аэрофольного типа, где оно измельчалось до фракции менее 2 мм. После помола сырье смешивали в растворомешалке с сухой кальцинированной содой (или поташом) в течение о20 минут. Затем в эту смесь добавляли раствор щелочи и продолжали процесс перемешивания до получения гомогенной массы. Полученную шихту пропускали через пресс-гранулятор. Диаметр отверстий на перфорированной решетке составлял около 15 мм. Гранулы подавали транспортером во вращающуюся печь, в которой они находились 40 минут при температуре 500-600 градусов. После выгрузки из печи гранулы остужали и засыпали в стержневой смеситель. Молотый порошок засыпали в металлические формы и устанавливали на обжиговые вагонетки.

Вагонетки прогоняли через туннельную обжиговую печь при температуре 780°C. После остывания до температуры 20-30°C металлическую форму раскрывали и извлекали полученный блок пеностекла.

В таблице приведены составы шихты и свойства полученного пеностекла.

Таблица
Шихтовой состав смеси	Свойства полученного пеностекла.
Трепел по сухому 100%	Плотность 380 кг/м куб.
Na2O (в виде раствора щелочи)/трепел	6,2%	Теплопроводность 0,098 Вт/м град
K2O (в виде поташа)/трепел	12%	Прочность при сжатии 60 кгс/см кв
Трепел по сухому 100%	Плотность 420 кг/м куб.
Na2O(в виде р-ра щелочи)/трепел	3,8%	Теплопроводность 0,1 Вт/м град
Na2O (в виде соды)/трепел	8%	Прочность при сжатии 65 кг/см кв
K2O (в виде поташа)	3%
Трепел по сухому 100%	Плотность 320 кг/м куб.
Na2O (в виде р-ра щелочи)/трепел	7,5%	Теплопроводность 0,091 Вт/м град
Na2O (в виде соды)/ трепел	7,1%	Прочность при сжатии 55 кгс/см кв