Патент на изобретение №2246463

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗЕРНИСТОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве зернистого теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства. Технический результат – сокращение длительности термообработки сырцовых гранул и снижение температуры гидротермальной обработки сырьевой смеси, уменьшение насыпной плотности и водопоглощения, повышение прочности и пористости зернистого теплоизоляционного материала. Сырьевая смесь для получения зернистого теплоизоляционного материала, включающая микрокремнезем, каустическую соду и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем 39,23-40,77, каустическая сода (в пересчете на Na₂0) 7,13-7,41, зола-унос ТЭЦ 2,04-3,96, вода 49,67-49,78. 2 н.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве зернистого теплоизоляционного материала и особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.

Известна сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из жидкого стекла – стеклопора [Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989. – 384 с.]. Сырьевая смесь включает следующие компоненты: 93-95% жидкого стекла плотностью 1,4-1,45 г/см³, 7-5% тонкодисперсного наполнителя с удельной поверхностью 2000-3000 см²/г (например, золы ТЭЦ) и 0,5-1% гидрофобизирующей добавки (например, ГКЖ-10). Способ изготовления стеклопора заключается в следующем: сырьевая смесь, перемешанная до однородного состояния, подается в капельном виде в раствор хлористого кальция с температурой 22-30°С и выдерживается в течение 40 мин для формирования гранул. Полученные сырцовые гранулы подсушиваются при температуре 85-90°С в течение 10-20 мин и затем вспучиваются при температуре 350-500°С в течение 1-3 мин.

Недостатками известной сырьевой смеси и способа производства являются низкие прочность и водостойкость полученного материала, сложность и длительность технологического процесса его изготовления, а также применение раствора хлористого кальция, вызывающего коррозию используемого оборудования.

Известна сырьевая смесь и способ получения безобжигового легкого заполнителя, предусматривающие, что в качестве вяжущего вещества используют жидкое стекло, полученное в результате гидротермальной обработки суспензии микрокремнезема – отхода производства кристаллического кремния – с каустической содой при температуре 80-90°С и атмосферном давлении, и дополнительно в качестве порообразующей добавки – отсев кристаллического кремния. Из смеси зола-унос ТЭЦ, вышеназванного жидкого стекла и отсева кристаллического кремния формуют гранулы и производят их термообработку при 120-150°С в течение 1 ч, при предварительном подогреве до 50-60°С вяжущего и порообразующей добавки и следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос ТЭЦ 25,7-27,6; указанное жидкое стекло 64,5-68,9; отсев кристаллического кремния 3,5-9,8 [RU 2148043, 1998].

Недостатками известных сырьевой смеси и способа получения являются длительный режим термической обработки сырцовых гранул, что приводит к повышенным энергозатратам, и высокая насыпная плотность безобжигового легкого заполнителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2151121, 1998]. Способ получения теплоизоляционного материала включает приготовление сырьевой смеси (мас.%) из каустической соды (в пересчете на Na₂O) 5,74-6,13; наполнителя – микрокремнезема – отхода производства кристаллического кремния – 43,0-45,9; натриевой соли неорганической кислоты – бикарбоната натрия – 0,57-1,21 и воды – остальное; подогрев суспензии; грануляцию с последующей термообработкой сырцовых гранул, причем подогрев суспензии проводят при 110-120°С в течение 20-30 мин, а термообработку сырцовых гранул – при 350-400°С в течение 1 ч.

Недостатками способа являются длительный режим термической обработки сырцовых гранул, что приводит к повышенным энергозатратам, повышенные насыпная плотность и водопоглощение, относительно низкие прочность и пористость гранулированного теплоизоляционного материала.

Технический результат – сокращение длительности термообработки сырцовых гранул и снижение температуры гидротермальной обработки сырьевой смеси, уменьшение насыпной плотности и водопоглощения, повышение прочности и пористости зернистого теплоизоляционного материала.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения зернистого теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, каустическую соду, воду и дополнительно золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем – 39,23-40,77; каустическая сода (в пересчете на Na₂O) – 7,13-7,41; зола-унос ТЭЦ – 2,04-3,96; вода – 49,67-49,78.

Микрокремнезем является отходом производства кристаллического кремния следующего химического состава (мас.%):

SiO₂ – 78,6; Fе₂O₃ – 0,479; Аl₂О₃ – 1,22; CaO – 0,607; MgO – 0,303; (Nа₂О+K₂O) – 0,18; (SiC+С) – 13,23; п.п.п.- 5,2. Микрокремнезем представляет собой высокодисперсный порошок серого цвета с удельной поверхностью 25-34 тыс. см²/г и насыпной плотностью 135-300 кг/м³.

Свойства микрокремнезема соответствуют требованиям ТУ-1-249М533-01-90 “Микрокремнезем конденсированный. Технические условия”.

Зола-унос ТЭЦ образуется при сжигании бурых углей (улавливается электрофильтрами и другими устройствами) и имеет следующий химический состав (мас.%): SiO₂ – 40-55; Fе₂O₃ – 6-14; Аl₂О₃ – 4-10; CaO – 20-35; MgO – 3-6; (Na₂O + К₂О) – 0,5-2; SO₃ – 0,9-5; п.п.п. – не более 2.

Зола-унос ТЭЦ представляет собой несгоревший пылевидный остаток с размером частиц менее 150 мкм, удельной поверхностью 3,9-4,3 тыс. см²/г и насыпной плотностью 820-988 кг/м³, образующийся при сгорании твердого топлива.

Свойства золы-унос ТЭЦ соответствуют требованиям ОСТ 34-70-542-81.

Каустическая сода (гидроксид натрия) соответствует требованиям ГОСТ 2263-79 и может быть использована в виде водного раствора различной концентрации. Расчет количества каустической соды в составе сырьевой смеси производится в пересчете на Na₂O.

Вода соответствует требованиям ГОСТ 23732-79 “Вода для бетонов и растворов. Технические условия”.

Способ получения зернистого теплоизоляционного материала из сырьевой смеси, включающий приготовление сырьевой смеси и ее гидротермальную обработку, грануляцию с последующей термообработкой сырцовых гранул, причем гидротермальную обработку сырьевой смеси проводят при 85-95°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, а термообработку сырцовых гранул при 100°С в течение 10 мин и при 350-400°С в течение 10 мин.

Способ получения зернистого теплоизоляционного материала заключается в следующем: микрокремнезем, каустическую соду, золу-унос ТЭЦ и воду, отдозированные в заданных количествах, перемешивают в течение 1-1,5 мин. Далее гидротермальной обработкой (при 85-95°С и атмосферном давлении) в течение 10-15 мин сырьевой смеси получают высокомодульную жидкостекольную композицию, которую подают в экструдер для обеспечения ее порционного поступления в тарельчатый гранулятор. Сформированные сырцовые гранулы опудриваются микрокремнеземом и поступают на термообработку в сушильный барабан. Термообработка состоит из двух стадий: подсушивание сырцовых гранул при 100°С в течение 10 мин и низкотемпературное вспучивание при 350-400°С в течение 10 мин.

В таблице 1 приведены физико-механические показатели предлагаемого и известного материалов.

В таблице 2 приведены сравнительные результаты предлагаемого и известного способов получения материала.

Как видно из табл. 1-2, предлагаемый способ позволяет уменьшить длительность термообработки сырцовых гранул в 3 раза и существенно повысить качественные характеристики зернистого теплоизоляционного материала. Кроме того, вовлечение в производство строительных материалов техногенных крупнотоннажных отходов – микрокремнезема и золы-унос ТЭЦ способствует снижению экологической напряженности в регионе и приводит к освобождению полезных площадей, занятых под отвалы.

Предлагаемое изобретение для производителей отходов способствует решению проблемы бюджетных платежей за образование и размещение отходов, повышает рентабельность производства.

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для получения зернистого теплоизоляционного материала, включающая микрокремнезем, каустическую соду и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем 39,23-40,77

Каустическая сода (в пересчете на Na₂О) 7,13-7,41

Зола-унос ТЭЦ 2,04-3,96

Вода 49,67-49,78

2. Способ получения зернистого теплоизоляционного материала из сырьевой смеси, включающий приготовление сырьевой смеси и ее гидротермальную обработку, грануляцию с последующей термообработкой сырцовых гранул, отличающийся тем, что гидротермальную обработку сырьевой смеси по п.1 проводят при 85-95°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, а термообработку сырцовых гранул при 100°С в течение 10 мин и при 350-400°С в течение 10 мин.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 23.10.2005

Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007