Стекло для получения пеностекла (варианты)

Стекло для получения пеностекла (варианты)

Реферат

Изобретение относится к составам стекол, используемых для получения шлакового пеностекла, которое может быть использовано в строительной индустрии как эффективный теплоизоляционный материал.

Из уровня техники известно, что стекло для пеностекла получают из шихты, содержащей компоненты, при следующем их соотношении, мас.%: кварцевый песок 0÷99,5; доломит 1÷15; сода кальцинированная 8÷82; алюмосиликатный компонент (полевой шпат) 6÷88. (Б.К.Демидович. Производство и применение пеностекла. Минск: Наука и техника, 1972, с.121-122).

Недостатком известного аналога является ограниченная сырьевая база в связи с использованием в основном природного сырья, а также низкое содержание в нем окиси железа, отрицательно влияющее на прочность.

Известно стекло для получения пеноматериала следующего состава, мас.%: SiO₂ 57,66÷66,13; Al₂O₃ 2,75÷3,75; СаО 20,91÷29,35; MgO 0,94÷1,32; R₂O 6,21÷14,07; Fe₂O₃ 0,06÷0,08; P₂O₅ 0,67÷0,95; F 0,36÷0,49; SO₃ 0,13÷0,19, а в качестве сырьевых компонентов для варки стекла использованы следующие материалы, мас.%: гранулированный шлак фосфорного производства 44,82÷62,84; кварцевый песок 31,44÷46,31; сода 20,27÷9,84 (Авторское свидетельство СССР №1675243, дата приоритета 19.09.89, дата публикации 07.09.91, авторы Ж.Т.Сулейменов и др.).

Недостатком известного аналога также является ограниченная сырьевая база и низкое содержание в сырье окиси железа, влияющее на необходимость введения компонентов для повышения прочности.

Известно стекло для получения пеноматериала следующего состава, мас.%: SiO₂ 43,39÷54,99; Al₂O₃ 7,52÷9,68; Fe₂O₃ 1,69÷1,95; СаО 11,96÷22,98; MgO 0,93÷1,05; Na₂O 10,43÷16,56; K₂O 3,21÷3,76; MnO 0,04÷0,06; TiO₂ 0,32÷0,43; SO₃ 0,21÷0,35; S^2- 0,34÷0,60, a в качестве сырьевых компонентов для варки стекла использованы следующие материалы, мас.%: речной песок 43-65, сода 15-25 и нефелиновый шлам 18-35, являющийся отходом при производстве глинозема (патент РФ №2235694 С2, дата приоритета 27.02.2002, дата публикации 10.10.2003, авторы Нагибин Г.Е. и др., прототип).

Недостатком прототипа является высокая себестоимость стекла, обусловленная тем, что большую часть сырьевой массы составляет природный материал, а доля вводимых отходов производства глинозема составляет малую часть.

Задачей изобретения является снижение себестоимости стекла путем использования отходов теплоэнергетики, а также регенерированных песков.

Для решения поставленной задачи по первому варианту в стекле для получения пеностекла, включающем SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, TiO₂, согласно изобретению в качестве сырья использованы отходы теплоэнергетики, а компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: SiO₂ 49,97÷58,98; Al₂O₃ 3,98÷5,25; Fe₂O₃ 4,58÷7,27; CaO 13,31÷22,98; MgO 2,32÷4,02; K₂O 0,30÷0,53; Na₂O 6,31÷16,29; TiO₂ 0,24÷0,41.

Для решения поставленной задачи по второму варианту в стекле для получения пеностекла, включающем SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, TiO₂, согласно изобретению в качестве сырья использованы отходы теплоэнергетики и дополнительно использованы регенерированные пески, а компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: SiO₂ 58,13÷58,98; Al₂O₃ 3,98÷5,01; Fe₂O₃ 4,58÷6,47; CaO 13,31÷19,81; MgO 2,32÷3,46; K₂O 0,30÷0,46; Na₂O 6,31÷16,29; TiO₂ 0,24÷0,36.

В качестве сырьевых компонентов для варки использовали следующие материалы, мас.%: золу Красноярской ТЭЦ-1 47-85, регенерированный песок завода «Сибтяжмаш» (формовочные земли) 15-28 и соду 10-25. Составы сырьевых смесей приведены в таблице 1. В таблице 2 приведены химические составы стекла.

Таблица 1
Наименование компонентов	Составы, мас.%
1	2	3
Зола Красноярской ТЭЦ-1	85	75	47
Регенерированный песок завода «Сибтяжмаш»	-	15	28
Сода	15	10	25

Таблица 2
Окислы	Химические составы стекла
1	2	3
Содержание окислов, мас.%
SiO2	49,97	58,13	58,98
Al2O3	5,25	5,01	3,98
Fe2O3	7,27	6,46	4,58
CaO	22,98	19,81	13,31
MgO	4,02	3,46	2,32
K2O	0,53	0,46	0,30
Na2O	9,57	6,31	16,29
TiO2	0,41	0,36	0,24

Из таблиц видно, что заявляемый состав стекла для получения пеностекла характеризуется высоким содержанием отходов теплоэнергетики и количественным содержанием компонентов в таком соотношении окислов, которое обеспечивает снижение себестоимости и оптимальную температуру варки (1320°С) и вспенивания стекла.

Технологический процесс производства пеностекла на основе заявленных составов стекла состоит в следующем. Готовят сырьевую смесь, засыпают ее в огнеупорные тигли и подвергают нагреву до температуры 1320°С в течение 1-го часа в камерной высокотемпературной электропечи (ПВК-1,4-17). Сваренное стекло подвергают резкому охлаждению в воде для получения стекольного гранулята. Далее стекольную фракцию сушат и подвергают совместному помолу с углеродистым газообразователем (графитом) в керамической шаровой мельнице до удельной поверхности 5000-6000 см²/г. Готовую шихту загружают в формы из жаростойкого металла и вспенивают при температуре 850-950°С в течение 0,5-2 часов. После стабилизации структуры полученного пеностекла и постепенного охлаждения блоки извлекают из форм.

Пеностекло, полученное из предлагаемого состава шихты при вышеуказанном режиме термообработки, имеет равномерную мелкопористую структуру с размером пор до 3 мм и плотностью 300-500 кг/м³.

1. Стекло для получения пеностекла, включающее SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, TiO₂, отличающееся тем, что в качестве сырья использованы отходы теплоэнергетики, а компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%:

SiO2	49,97÷58,98
Al2O3	3,98÷5,25
Fe2O3	4,58÷7,27
CaO	13,31÷22,98
MgO	2,32÷4,02
K2O	0,30÷0,53
Na2O	6,31÷16,29
TiO2	0,24÷0,41

2. Стекло для получения пеностекла, включающее SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, TiO₂, отличающееся тем, что в качестве сырья использованы отходы теплоэнергетики и дополнительно использованы регенерированные пески, а компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%:

SiO2	58,13÷58,98
Al2O3	3,98÷5,01
Fe2O3	4,58÷6,47
CaO	13,31÷19,81
MgO	2,32÷3,46
К2О	0,30÷0,46
Na2O	6,31÷16,29
TiO2	0,24÷0,36