Сырьевая смесь и способ производства легкого заполнителя
Патент 2214977
Авторы
Классы МПК
Сырьевая смесь и способ производства легкого заполнителя
Реферат
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению легких заполнителей. Технический результат: снижение насыпной плотности и длительности термообработки, а также повышение прочности и морозостойкости заполнителя. Сырьевая смесь для производства легкого заполнителя включает микрокремнезем, водный раствор гидроксида натрия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна с содержанием свободного оксида кальция 3-13 мас. % при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем 51,5 - 52,5, водный раствор гидроксида натрия 42,2, зола-унос 5,3 - 6,3. При этом сырьевая смесь содержит 11,9 мас.% гидроксида натрия, в пересчете на Na2O, и воду в количестве 30,3% от массы сухих компонентов смеси. Способ производства легкого заполнителя из этой смеси включает приготовление сырьевой смеси, нагревание полученной смеси перед гранулированием до 85oС, выдерживание при непрерывном перемешивании при этой температуре 15 мин, гранулирование и термообработку отформованных гранул при 300-400oС в течение 20 мин. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к композициям для изготовления легкого заполнителя.
Известна сырьевая смесь и способ производства легкого заполнителя из смеси, включающей жидкое стекло 64,5-68,9 мас.%, отсев кристаллического кремния 3,5-9,8 мас.% и золу-унос ТЭЦ 25,7-27,6 мас.% (RU 2148043 C1, C 07 B 18/10, 27.04.2000). Недостатки данного решения - высокая насыпная плотность, небольшая прочность, низкий коэффициент конструктивного качества и длительное время термической обработки материала. Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является сырьевая смесь для получения легкого заполнителя, включающая, мас.%: Водный раствор гидроксида натрия (в пересчете на Na2O) - 5,74 - 6,13 Микрокремнезем - 43,0 - 45,0 Бикарбонат натрия - 0,57 - 1,21 Вода - Остальное (RU 2151121 C1, C 04 B 28/26, 20.06.2000). Способ приготовления легкого заполнителя заключается в следующем: гидроксид натрия, воду и бикарбонат натрия перемешивают течение 5-10 с, добавляют микрокремнезем и снова перемешивают до получения однородной суспензии (в течение 2-3 мин), которую подвергают термообработке в течение 20-30 мин при температуре 110-120oС. Полученную массу гранулируют в тарельчатом грануляторе и сырцовые гранулы сушат при температуре 350-400oС в течение 1 ч. Заявленное изобретение обеспечивает снижение насыпной плотности, повышение прочности, коэффициента конструктивного качества заполнителя при сокращении времени термообработки. Использование изобретения обеспечивает расширение сырьевой базы легких заполнителей за счет вовлечения в производство дисперсного техногенного сырья. Применение предлагаемого сочетания отходов в составе сырьевой смеси не только позволяет получать качественный заполнитель, но и способствует решению экологической проблемы. Указанный технический результат достигается за счет того, что сырьевая смесь для производства легкого заполнителя, включающая микрокремнезем, водный раствор гидроксида натрия и добавку, в качестве добавки содержит золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна с содержанием свободного оксида кальция 3-13 мас.% при следующем соотношении компонентов мас.%: Микрокремнезем - 51,5 - 52,5 Водный раствор гидроксида натрия - 42,2 Зола-унос - 5,3 - 6,3 при этом сырьевая смесь содержит 11,9 мас.% гидроксида натрия, в пересчете на Na2O, и воду в количестве 30,3% от массы сухих компонентов смеси. Способ производства легкого заполнителя из смеси по п. 1, включающий приготовление сырьевой смеси, нагревание полученной смеси перед гранулированием до 85oС, выдерживание при непрерывном перемешивании при этой температуре 15 мин, гранулирование и термообработку отформованных гранул при 300-400oС в течение 20 мин. Микрокремнезем является дисперсным отходом производства кристаллического кремния, который характеризуется малым размером частиц (0,1...3 мк) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 25 тыс.см2/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема, мас.%: SiО2 90. . .94; Аl2O3 0,7...1,5; Fe2O3 1...3; CaO 0,7...1,4; MgO 0,2...0,4; SiC до 3; С 1...4; (Na2O + К2O) 0,1...0,5; SO3 до 0,09; Р2O5 до 0,2; TiO2 0,1...0,2; п.п.п до 20. Зола-унос от сжигания углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна содержит дисперсный материал, состоящий из сферических частиц диаметром от долей мкм до нескольких мкм. Химический состав золы-уноса, мас. %: SiO2 40...55; Аl2O3 4...10; Fe2O3 6...14; CaO 20...35; MgO 3...6; SO3 0,9...5; К2O 0,3...1,5; Na2O 0,2...0,5; СаОсвоб 3...13; п.п. п. не более 2. Гранулы, размягчаясь в процессе термообработки, приобретают сферическую форму, что обусловлено образованием газонепроницаемой поверхностной оболочки с одновременным парогазовыделением вследствие выгорания углеродистых частиц, содержащихся в микрокремнеземе и золе-унос, а также дегидратации гидросиликатов натрия, образовавшихся в исходной сырьевой смеси при взаимодействии микрокремнезема и щелочи. Взаимодействие аморфного кремнезема с оксидом кальция, присутствующим в золе-уносе, приводит к образованию водостойких гидросиликатов кальция, что в свою очередь предопределяет формирование прочного и морозостойкого каркаса гранул. Пример Сырьевые компоненты дозируют. Микрокремнезем и золу-унос перемешивают в сухом состоянии, после чего к ним добавляют водный раствор щелочи. Расход воды при этом составляет 30,3% от массы сухих компонентов. Смесь при непрерывном помешивании доводят до температуры 85oС (температура растворения SiО2 в NaOH) с последующей выдержкой при этой температуре в течение 15 мин. Из полученной массы формуют гранулы. После выдержки в воздушно-сухих условиях в течение суток гранулы подвергают термообработке при 300...400oС в течение 20 мин. Составы сырьевой смеси и свойства полученного из них легкого заполнителя представлены в таблицах 1, 2.Формула изобретения
1. Сырьевая смесь для производства легкого заполнителя, включающая микрокремнезем, водный раствор гидроксида натрия и добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки она содержит золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского угольного бассейна с содержанием свободного оксида кальция 3-13 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%: Микрокремнезем - 51,5 - 52,5 Водный раствор гидроксида натрия - 42,2 Зола-унос - 5,3 - 6,3 при этом сырьевая смесь содержит 11,9 мас.% гидроксида натрия, в пересчете на Na2O, и воду в количестве 30,3 % от массы сухих компонентов смеси. 2. Способ производства легкого заполнителя из смеси по п. 1, включающий приготовление сырьевой смеси, нагревание полученной смеси перед гранулированием до 85oС, выдерживание при непрерывном перемешивании при этой температуре 15 мин, гранулирование и термообработку отформованных гранул при 300-400oС в течение 20 мин.РИСУНКИ
Рисунок 1