×
22.05.2020
220.018.1f9f

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве, например, теплоизоляционных засыпок, а также гранулированного теплоизоляционного материала. Технический результат - упрощение технологии, повышение прочности теплоизоляционных материалов и применение для их получения отходов производств. В способе получения теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла, включающем перемешивание компонентов смеси, их измельчение и термообработку, применяют смесь жидкого стекла с отходами производства при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: жидкое стекло с плотностью 1,30-1,50 г/см 42-58, отработанный раствор травления щелочью сплава цинка 22-38 и отвальный цинксодержащий шлак 20, от которого предварительно отделяют металлическое железо, указанную смесь измельчают до размера частиц 1-2 мм, затем проводят термообработку в «кипящем слое» при температуре 320-350°С в течение 10-20 мин. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве, например, теплоизоляционных засыпок, а также гранулированного теплоизоляционного материала.

Известен способ получения теплоизоляционного материала, который включает приготовление сырьевой смеси из жидкого стекла - 82-89,3 мас. %, наполнителя - микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния - 8,93-16,4 мас. % и натриевой соли неорганической кислоты - бикарбоната натрия - 1,6-1,77, мас. %, гранулирование полученной смеси и последующую ее термообработку при 100°С в течение 1 часа и затем при 250°С в течение часа [RU 2128633, опубл. 10.04. 1999].

Этот способ имеет следующие недостатки:

1. Сложность технологического процесса.

2. Низкое качество получаемого теплоизоляционного материала.

Известна теплоизоляционная смесь из асбеста, гранул жидкого стекла и воды (до 50%), при нанесении которой на тепловой агрегат и его работе смесь разогревается, в результате чего она увеличивается в объеме в 3…5 раз (А.С. №833767, 1981).

Эта смесь имеет следующий недостаток:

1. Узкая область применения.

2. Теплопроводность теплоизоляции зависит от температуры в агрегате. Известен способ получения конструкционно-теплоизоляционного строительного материала на основе алюмосиликатных микросфер, включающий перемешивание алюмосиликатных микросфер и вяжущего - жидкого стекла, формование, термообработку, выдержку, остывание, используют в качестве наполнителя жидкое стекло натриевое и/или калиевое с модулем 1-4 и плотностью 1,1-1,47 г/см3, осуществляют формование с удельной нагрузкой 1,5-5 МПа, термообработку, включающую: I этап термоудара - путем повышения температуры до 100-130°С за 7-15 минут, выдержку - при 100-130°С 7-15 минут, II этап термоудара - путем подъема температуры до 300-550°С в течение 10-30 минут, выдержку - 40-80 минут и остывание в печи в течение 5-8 часов, при следующем соотношении компонентов, % об.: алюмосиликатные микросферы 65-97, указанное жидкое стекло 3-35. Технический результат - получение негорючего материала с высокой прочностью при снижении средней плотности и теплопроводности [RU 2455253, опубл. 10.07.12].

Этот способ имеет следующие недостатки:

1. Очень сложная технология получения теплотехнического материла.

2.Длительность процесса и высокий расход энергии.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения теплоизоляционного пористого материала на основе жидкого стекла, включающий тщательное перемешивание компонентов композиции, содержащей жидкое стекло, хлорид натрия, подготовку изделий и термообработку их при 350°С, часть жидкого стекла перед тщательным перемешиванием компонентов предварительно термообрабатывают в интервале температур 250…300°С, затем полученную поризованную массу, измельченную до размера 2…5 мм с насыпной плотностью 50…80 кг/м3, тщательно перемешивают с жидким стеклом и хлоридом натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %: жидкое стекло с плотностью 1,45 г/см3 70…80, хлорид натрия 10, указанная измельченная масса 10…20 [RU №2504525, опубл. 10.07.13].

Этот способ также имеет следующие недостатки:

1. Сложная технологическая схема процесса.

2. Низкая прочность теплоизоляционного материала (в зависимости от состава изменяется от 0,075 до 1,3 МПа).

Технической задачей предлагаемого способа является упрощение технологии, повышение прочности теплоизоляционных материалов и применение для их получения отходов производств.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ получения теплоизоляционного материала из компонентов смеси на основе жидкого стекла, включает тщательное перемешивание компонентов смеси, их измельчение, термообработку и подготовку изделий, но в отличие от прототипа, применяют смесь из компонентов при их следующем соотношении, мас. %: жидкое стекло с плотностью 1,30…,1,50 г/см3 - 42…58, отработанный раствор травления щелочью сплава цинка (марка ЦАМ-10-2) -22…38 и отвальный цинковый шлак -20, от которого предварительно отделяют металлическое железо магнитной сепарацией, смесь измельчают в бисерной мельнице до размера частиц 1…2 мм, затем ее подают распылением в печь «кипящего слоя», где проводят термообработку при температуре 320…350°С в течение 10…20 мин, а подготовленные изделия формуют методом опрессовки при давлении 1-2 атм и выдерживают в течение суток.

Известно, что жидкое натриевое стекло с плотностью 1,3…1,5 г/см3 широко применяется в различных отраслях промышленности. Однако оно не обладает достаточной вяжущей способностью и, в связи с этим, наиболее рационально для получения теплоизоляционных материалов с большей прочностью проводить модифицирование жидкого натриевого стекла цинкатом натрия, который в промышленных условиях получают обработкой оксида цинка 40%-ным раствором щелочи. Повышение прочности смеси жидкого натриевого стекла и цинката натрия подтверждается приведенными данными исследования в табл.1 [Сычев М.М. Неорганические клеи. - Л.: Химия, 1986, с. 97].

Однако применять для изготовления цинката натрия оксида цинка и щелочи экономически не выгодно в связи с высокой их стоимостью. Как предложено в изобретении, для изготовления теплоизоляционных материалов целесообразно применять отработанные растворы травления сплавов цинка марки ЦАМ-10-2, содержащего, мас. %: NaOH-3,2…3,4; Na2 ZnO4 -47…50; CuO 0,1…0,2; NaAlO2 -6,7…7,4; воды-43…46. Такой отработанный раствор образуется в больших объемах на Челябинском автотракторном и Миасском автомобильном заводах при обработке двигателей щелочью перед монтажом и не находят широкого промышленного применения.

Отвальный цинксодержащий шлак, содержащий, мас. %: SiO2 - 22…24; СаО-24…27; Zn-1,6…2,4; Pb-0,2…0,3; Cu-0,3…0,4; Fe-27…31 и S-1,8…2,1, образуется наЧелябинском электролитно-цинковом заводе в значительных объемах и частично перерабатывается при плавке, рафинировании и восстановлении соединений железа, но требует больших затрат и поэтому перерабатывается не весь, накапливаясь в отвалах.

Однако такой шлак целесообразно использовать для изготовления теплоизоляционных материалов после отделения от него металлического железа в связи с тем, что цинк шлака (по приведенным ниже реакциям (1 и 2) взаимодействует со щелочью и алюминатом натрия отработанного раствора травления сплавов цинка, повышая прочность смеси, а выделяемый по реакции (2) оксид алюминия образует с оксидом кальция отвального шлака цементное вяжущее по реакции (3), также дополнительно повышает прочность теплоизоляционного материала.

Основными технологическими операциями при изготовлении теплоизоляционных материалов на основе жидкого натриевого стекла являются получение модифицированной жидкостекольной композиции и пористой структуры путем измельчения до 1…2 мм в бисерной мельнице предлагаемой смеси на основе жидкого натриевого стекла, отработанного раствора травления сплава цинка и отвального цинкового шлака и термообработка в печи «кипящего слоя» при температуре 320…350°С.

Измельчение смеси более 1 мм значительно увеличит время и энергозатраты на термообработку с 350…320°С, а измельчение более 2 мм приведет к значительному уменьшению времени вспучивания жидкого стекла и повышению температуры термообработки.

Проведенные исследования процесса термообработки тройной силикатной системы показали, что вспучивание начинается при температуре выше 48°С, а наиболее полное при 350°С Вспучивание жидкого стекла авторы объясняют тем, что катионы и анионы силикатной системы связывают только электростатическое взаимодействие и слабые водородные связи между молекулами воды, поэтому при такой температуре кристаллическая структура разрушается и кристаллогидрат плавится в собственной воде. [Конев В.И., Данилов В.В. Производство и применение растворимого стекла. Л.: Стройиздат, 1991, 177 с.]

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь, состоящую из жидкого натриевого стекла с плотностью 1,3…1,5 г/см3, отработанного раствора травления сплава цинка (марка ЦАМ-10-2) и отвального цинкового шлака, взятых в следующих соотношениях: мас. %: жидкое натриевое стекло - 42…58, отработанный раствор травления сплава цинка - 22…38 и отвальный цинковый шлак - 20, загружают в бисерную мельницу, предварительно отделив от отвального цинкового шлака металлическое железо. Измельчают указанную смесь до размера частиц 1…2 мм в течение 10…20 мин. Причем при измельчении в течение 10 мин. - размер частиц равен 2 мм, а при 20 мин - 1 мм.

Снижение плотности жидкого стекла меньше 1,3 г/см3 резко снизит его вспучивание, а, следовательно, повысит теплопроводность теплоизоляционного материала, а повышение его плотности больше 1,5 г/см3 осложнит проведение процесса измельчения.

После окончания измельчения смесь подают распылением в печь «кипящего слоя», в которой поддерживается температура 320…350°С в течение 10…20 мин. При термообработке при температуре 320°С в течение 10 мин прочность изделия из полученного материала равна 1,2 МПа, а при 20 мин - 2,2 МПа. При обработке при температуре 350°С в течение 10 мин прочность изделия, изготовленного из полученного материала равна -5,3 МПа, а в течение 20 мин -7,2МПа).

Снижение температуры ниже 320°С увеличивает время термообработки смеси, а повышение температуры смеси более 350°С незначительно снижает время термообработки, но приводит к увеличению энергозатрат.

При термообработке происходит вспучивание модифицированного жидкого стекла и образование теплоизоляционного материала, прочность изготовленных изделий из которого зависит от состава применяемой смеси и величины нагрева при термообработке.

Так, например, можно изготовить теплоизоляционный материал с прочностью 1,6…2,2 МПа, из предлагаемой смеси, получаемой из следующего состава компонентов, мас. %: жидкое натриевое стекло-58 с плотностью 1,3 г/см3, отработанный раствор травления сплава цинка- 22 и шлака - 20 при термообработке 320°С. Далее, при использовании данного материала в качестве теплоизоляции трубопроводов проводят подготовку несъемной опалубки к трубопроводу, засыпают в нее указанный материал, уплотняя его.

Для получения теплоизоляционного материала с прочностью 5,3…7,2 МПа применяют смесь следующего состава, мас. %: жидкое натриевое стекло - 42 плотностью 1,5 г/см3, отработанный раствор травления сплава цинка - 38 и шлака - 20 при термообработке 350°С. Данный материал можно использовать для теплоизоляции строительных конструкций. При этом применяют съемную опалубку, в которой материал после засыпки прессуют при давлении 1-2 атм, проводят выдержку в течение суток, затем опалубку убирают. Снижение давления прессования менее 1 атм значительно снизит прочность материала, а повышение давления выше 2 атм резко повысит теплопроводность.

На чертеже показана технологическая схема получения теплоизоляционного материала согласно изобретения: при этом 1 - бункер шлака; 11 - емкость отработанного раствора травления сплава цинка; 2 - емкость жидкого стекла; 2- магнитный сепаратор; 3 - бисерная мельница; 4 - бункер металлического железа; 5 - промежуточная емкость; 6 - шламовый насос для перекачки суспензии; 7 - печь «кипящего слоя»; 8 - бункер теплоизоляционного материала.

Смесь, состоящую из жидкого натриевого стекла плотностью 1,3…1,5 г/см3, отработанного раствора травления сплава цинка, подают из емкостей 11 и 12, шлак цинковый отвальный, из которого магнитным сепаратором 2 отделили металлическое железо в бункер 4, подают в бисерную мельницу 3. Указанные виды сырья измельчают в бисерной мельнице 2 до размера частиц 1…2 мм, после чего через промежуточную емкость 5 шламовым насосом 6 подают распылением в печь «кипящего слоя» 7, в которой при температуре 320…350°С термообрабатывают, а готовый теплоизоляционный материал (заданной прочности - 1…2 и 5…7 МПа) подают в бункер 8.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения теплоизоляционного материала, повысить его прочность и использовать техногенные отходы производств.

Способ получения теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла, включающий тщательное перемешивание компонентов смеси, их измельчение и термообработку, отличающийся тем, что применяют смесь жидкого стекла с отходами производства, при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %: жидкое стекло с плотностью 1,30-1,50 г/см 42-58, отработанный раствор травления щелочью сплава цинка 22-38 и отвальный цинксодержащий шлак 20, от которого предварительно отделяют металлическое железо, указанную смесь измельчают до размера частиц 1-2 мм, затем проводят термообработку в «кипящем слое» при температуре 320-350°С в течение 10-20 мин.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 17.
25.08.2017
№217.015.ccb3

Способ переработки отходов, содержащих тяжелые цветные металлы

Изобретение относится к переработке пылеотходов, полученных при прокаливании отходов бронзы, содержащих тяжелые цветные металлы. Способ заключается в растворении в 20-25% растворе серной кислоты пыли, уловленной при прокаливании отходов бронзы. В полученный сернокислый раствор добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620538
Дата охранного документа: 26.05.2017
21.03.2019
№219.016.ead6

Способ получения жидкого стекла

Изобретение относится к получению жидкого стекла. Способ получения жидкого стекла включает составление смеси, состоящей из 80 мас. % отхода производства ферросиликохрома, представляющего собой микрокремнезем с размером частиц (10-100)⋅10 м, содержащий, мас. %: SiO - 83-93, AlO - 0,8-1,5, СаО -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682635
Дата охранного документа: 19.03.2019
04.06.2019
№219.017.7339

Способ переработки шламов кислых шахтных вод

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при комплексной переработке шламов нейтрализации кислых шахтных вод и переработки шламов сточных вод гальванических и аналогичных производств. Шламы кислых шахтных вод одновременно измельчают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690330
Дата охранного документа: 31.05.2019
04.06.2019
№219.017.7358

Способ переработки отработанных кислых растворов гальванических производств

Изобретение относится к обезвреживанию отходов гальванических производств, содержащих тяжелые металлы, отхода горнодобывающих предприятий доломитовой пыли. Способ включает обработку раствора отходом производства до достижения установленных значений рН для каждого металла в полученной смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690328
Дата охранного документа: 31.05.2019
07.06.2019
№219.017.7505

Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств

Изобретение относится к области химической технологии. Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств, включает нейтрализацию раствора соляной кислоты карбонатами. В качестве соляной кислоты используют отработанные солянокислые растворы травления металлов. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690820
Дата охранного документа: 05.06.2019
26.06.2019
№219.017.9208

Способ очистки отходящих газов от оксидов серы с получением товарных продуктов

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов (пиролизного газа, дымовых газов от сжигания его или других углеводородов) от оксидов серы в теплоэнергетике, в металлургии и в других отраслях народного хозяйства с аналогичным составом отходящих газов. Способ очистки отходящих газов от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692382
Дата охранного документа: 24.06.2019
13.07.2019
№219.017.b359

Способ очистки отходящих газов от хлора и хлористого водорода с получением товарных продуктов

Изобретение относится к технологии очистки отходящих газов в химической, металлургической, строительной отраслях промышленности. Способ включает очистку газов от хлора суспензией и дальнейшую переработку отработанной суспензии в товарный продукт. При очистке пиролизных и дымовых газов от хлора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694351
Дата охранного документа: 11.07.2019
17.07.2019
№219.017.b56b

Способ получения расширяющейся цементной смеси

Изобретение относится к промышленности, производящей расширяющиеся цементы, применяемые, например, для крепления анкеров в горных выработках, в строительстве подземных сооружений, при гидроизоляции и в других целях. Технический результат настоящего изобретения - снижение себестоимости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694653
Дата охранного документа: 16.07.2019
12.10.2019
№219.017.d51a

Способ получения железосодержащего коагулянта из отходов производств

Изобретение может быть использовано при водоочистке. Способ получения железосодержащего коагулянта включает окисление железа (II) в железо (III) путем окисления отработанных травильных растворов. В реактор, оборудованный мешалкой и распылителем воздуха, подают отработанный сернокислый раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702572
Дата охранного документа: 08.10.2019
17.10.2019
№219.017.d723

Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси

Изобретение относится к способам производства бетонной смеси и жаростойких бетонных изделий, пригодных для изготовления футеровки промышленных тепловых и огнеупорных агрегатов, в частности для футеровки вагонеток обжига кирпича и других агрегатов. Технической задачей предлагаемого изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703036
Дата охранного документа: 15.10.2019
Показаны записи 1-10 из 19.
25.08.2017
№217.015.ccb3

Способ переработки отходов, содержащих тяжелые цветные металлы

Изобретение относится к переработке пылеотходов, полученных при прокаливании отходов бронзы, содержащих тяжелые цветные металлы. Способ заключается в растворении в 20-25% растворе серной кислоты пыли, уловленной при прокаливании отходов бронзы. В полученный сернокислый раствор добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620538
Дата охранного документа: 26.05.2017
20.01.2018
№218.016.1188

Способ получения сульфата магния и железоокисных пигментов из отходов производств

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения сульфата магния и железооксидных пигментов из отходов производств осуществляют взаимодействие тонкодисперсного магнийсодержащего сырья с сернокислым отработанным травильным раствором, содержащим сульфат железа. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634017
Дата охранного документа: 23.10.2017
15.12.2018
№218.016.a7f9

Способ получения алюмосиликатного клея-связки

Изобретение относится к алюмосиликатной клеевой промышленности. Для получения клея-связки приводят в контакт раствор натриевой щелочи с кремнийсодержащими отходами производства при 150-160°C в течение 1,5-2 ч, производят механохимическую обработку и отделение осадка от клея-связки. Полученную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674801
Дата охранного документа: 14.12.2018
21.03.2019
№219.016.ead6

Способ получения жидкого стекла

Изобретение относится к получению жидкого стекла. Способ получения жидкого стекла включает составление смеси, состоящей из 80 мас. % отхода производства ферросиликохрома, представляющего собой микрокремнезем с размером частиц (10-100)⋅10 м, содержащий, мас. %: SiO - 83-93, AlO - 0,8-1,5, СаО -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682635
Дата охранного документа: 19.03.2019
04.06.2019
№219.017.7339

Способ переработки шламов кислых шахтных вод

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при комплексной переработке шламов нейтрализации кислых шахтных вод и переработки шламов сточных вод гальванических и аналогичных производств. Шламы кислых шахтных вод одновременно измельчают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690330
Дата охранного документа: 31.05.2019
04.06.2019
№219.017.7358

Способ переработки отработанных кислых растворов гальванических производств

Изобретение относится к обезвреживанию отходов гальванических производств, содержащих тяжелые металлы, отхода горнодобывающих предприятий доломитовой пыли. Способ включает обработку раствора отходом производства до достижения установленных значений рН для каждого металла в полученной смеси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690328
Дата охранного документа: 31.05.2019
07.06.2019
№219.017.7505

Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств

Изобретение относится к области химической технологии. Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств, включает нейтрализацию раствора соляной кислоты карбонатами. В качестве соляной кислоты используют отработанные солянокислые растворы травления металлов. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690820
Дата охранного документа: 05.06.2019
26.06.2019
№219.017.9208

Способ очистки отходящих газов от оксидов серы с получением товарных продуктов

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов (пиролизного газа, дымовых газов от сжигания его или других углеводородов) от оксидов серы в теплоэнергетике, в металлургии и в других отраслях народного хозяйства с аналогичным составом отходящих газов. Способ очистки отходящих газов от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692382
Дата охранного документа: 24.06.2019
13.07.2019
№219.017.b359

Способ очистки отходящих газов от хлора и хлористого водорода с получением товарных продуктов

Изобретение относится к технологии очистки отходящих газов в химической, металлургической, строительной отраслях промышленности. Способ включает очистку газов от хлора суспензией и дальнейшую переработку отработанной суспензии в товарный продукт. При очистке пиролизных и дымовых газов от хлора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694351
Дата охранного документа: 11.07.2019
17.07.2019
№219.017.b56b

Способ получения расширяющейся цементной смеси

Изобретение относится к промышленности, производящей расширяющиеся цементы, применяемые, например, для крепления анкеров в горных выработках, в строительстве подземных сооружений, при гидроизоляции и в других целях. Технический результат настоящего изобретения - снижение себестоимости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694653
Дата охранного документа: 16.07.2019
+ добавить свой РИД