Спосіб одержання піноскла

1. Спосіб одержання піноскла, який включає подрібнення алюмосилікату, змішування його з домішками для зниження температури спінювання шихти, заповнення одержаною сумішшю вогнетривких форм, наступне відпалювання при темпера C2 1 3 82382 лише на одиничних виробництвах . При використанні спеціально вареного скла, температура виготовлення якого сягає 1400-1500°С, в цілому значно зростає енергоємність виробництва. Крім того, продукція, виготовлена цим способом, відзначається вузьким діапазоном застосування, бо може бути використана лише в якості теплоізоляційного будівельного матеріалу, оскільки максимальна густина такого піноскла не перевищує 200кг/м 3. Кращим рішенням, що може бути прототипом, є спосіб виготовлення піноскла з гірської алюмосилікатної породи (цеолітовмісний туф) без попереднього варіння скла. Цей метод включає наступні операції: подрібнення породи у кульовому млині і проходження через сито з розмірами "комірок" до 0,5мм, змішування подрібненого порошка туфа з газоутворювачем та технологічними добавками, засипання шихти у термостійкі форми, термічна обробка при температурі спінення 9001000°С і охолодження .[Патент РФ №2051869 СІ, С03С11/00, публікація 10.01.96р.]. У якості технологічних добавок, які знижують температуру плавлення цеолітовмісного туфа, застосовують уламки скла і лужний плавень, а у якості газоутворювача карбід кремнію або речовини, що містять карбід кремнію (відходи виробництва карбіду кремнію, силікований графіт та ін.). При такому способі виробництва з піноутворюючої ши хти одержують піноскло з густиною речовини вище 300кг/м 3. Недоліком цього методу є необхідність додаткового включення у склад суміші газоутворювача, тобто карбіду кремнію, або матеріалів, до складу яких входить карбід кремнію. Така неохідність зумовлена низьким власним рівнем спінення цеолітовмісних туфів при зазначених вище рівнях температур. Запропонований вид газоутворювача карбід кремнію і матеріали, що його містять, є дорогими і дефіцитними, крім того, таке виробництво є енергоємним, адже подрібнення цеолітового туфа здійснюється у кульовому млині, який, як відомо, навіть для вказаного ступеня помолу (проходження через сита 0,5мм) триває кілька годин. Крім того, температура спінювання суміші (9001000°С) виходить за верхню межу прийнятих у виробництві піноскла значень температури (780860°С) для склопорошка. Ще один недолік - невідповідність одержаного піноскла номенклатурі теплоізоляційних матеріалів, згідно з якою густина теплоізоляційного матеріалу не повинна перевищува ти 250кг/м 3. Недоліком вищеназваного методу одержання піноскла можна вважати також і обмеження кола алюмосилікатної сировини лише цеолітовмісними туфами, обраними для даного процесу у зв'язку з тим, що вони мають природні властивості щодо спінювання. У основу винаходу поставлено завдання створити такий спосіб одержання піноскла, у якому процес ціноутворення був би ефективно забезпечений без додаткового газоутворювача, що призвело б до зниження енергоємності виробництва та розширення його сировинної бази. Поставлене завдання вирішується тим, що у cпособі одержання піноскла, який передбачає подрібнення основного матеріалу для одержання 4 спіненої шихти, змішування його з домішками для зниження температури спінювання шихти, заповнення одержаною сумішшю вогнетривких форм, а також наступне відпалювання і охолодження, згідно з винаходом, у процесі подрібнення основного матеріалу для одержання спіненої шихти здійснюють механічну активацію часточок матеріалу. Основним матеріалом для одержання спіненої шихти може бути або гірська алюмосилікатна порода, або цеолітовмісні туфи, або вулканічне скло, або туфи, або туфіти., або аргіліти. Домішками для зниження температури спінювання шихти э лужновмісні матеріали, так наприклад, як кальцинована сода, гідрат оксид натрію, метасилікат натрію або подрібнене бите скло. Процес змішування основного матеріалу для одержання спіненої шихти з домішками для зниження температури спінювання шихти може або передувати процесу подрібнення основного матеріалу для одержання спіненої шихти, або бути суміщений з ним. Ме ханоактивація у процесі одержання піноскла - це процес підвищення хімічної активності основного матеріалу для одержання спіненої шихти (наприклад - алюмосилікатної сировини, тощо), який відбувається шляхом особливої механічної обробки та подрібнення цього основного матеріалу. Особливістю такої механічної обробки та подрібнення є те, що вони відбуваються шляхом нанесення ударів, стирання або одночасній дії ударів і стирання, що у наслідку приводить до накопиченя структурних дефектів, збільшенню кривизни поверхонь, фазовим перетворенням і навіть аморфизаціі кристалів основного матеріалу для одержання спіненої шихти. Додатковим наслідком такої особливої механічної обробки та подрібнення є підвищення абсорбційних якостей та хімічної активності отриманих подрібнених частинок основного матеріалу для одержання спіненої шихти. Переважно для такої особливої механічної обробки використовують планетарно-відцентрові, ударно-відбивні, роторно-відцентрові, роликові та інші подібні млини. Під час процесу, що проходить на планетарновідцентрових, ударно-відбивних, роторновідцентрових, роликових та подібних млинах, подрібнення здійснюється більш складним способом, ніж у кульових млинах. У кульових млинах розмелення є наслідком тільки механічних навантажень, що виникають при зіткненні часточок розмелюваної породи з кулями млина. В млинах же з механоактивацією подрібнюваний матеріал за рахунок значних відцентрових сил піддається руйнівним навантаженням комплексного характеру: це роздавлювання, стирання, удар, зсув тощо. Такий спосіб подрібнення дозволяє протягом короткого часу одержати тонкий алюмосилікатний порошок з розміром часток до 10мкм з високим ступенем дефектності поверхні цих часток. На цих високоактиних дефектах часточок абсорбуються гідроксильні групи ОН, які міцно зв'язані хімічними зв'язками з алюмосилікатною поверхнею, тому вони зберігаються аж до температури спікання і розм'я кшення складу. При температурі розм.'якшення гідроксильної групи ОН утворюють водяну пару, 5 82382 що сприяє формуванню пористої структури піноскла. Такі механоактивовані алюмосилікатні порошки мають значно більшу концентрацію газоутворюючої фази - водяної пари, ніж подрібненні без механоактивації цеолітизовані туфи. Це дає можливість виготовлення піноскла не тільки з цеолітовмісних туфів, але й і з інших алюмосилікатних порід вулканічного походження без додаткового газоутворювача у складі речовини, причому ви хідна продукція має меншу густин у. Виготовлене запропонованим способом піноскло також характеризується більш високими теплоізоляційними якостями. Для одержання піноскла з гірських алюмосилікатних порід, крім цеолітовмісних туфів, можна використати і породи, що не містять у своєму складі цеолітових мінералів, а тому не мають природної властивості спінювання (вулканічне скло, туфи, туфіти, аргіліти). Висока концентрація газоутворюючої компоненти (хімічно зв'язаних гідроксильних груп) у піноутворюючій суміші, а також висока питома поверхня механоактивованого порошку дозволяє зменшити температуру спінювання до 750-850°С. У заявленому те хнічному рішенні за рахунок подрібнення алюмосилікатних гірських порід у млинах,де одночасно з подрібненням здійснюється механічна активація часточок, яка дозволила забезпечити піноутворення без додаткового піноутворюючого компонента і знизити енергозатратність процесу одержання піноскла за рахунок зменшення часу подрібнення: від кількох годин у кульовому млині за прототипом до 5-10хв. - за винаходом. Крім того, за рахунок зниження температури відпалювання до 750-850°С є можливість знизити нижню межу густини піноматеріалу до 150кг/м 3. Широкий діапазон густини одержуваного Алюмінсилікатна порода % За прототипом 1. Цеолітовмісний туф - 35,0 Шивиртуйське родовище 2. Цеолітовмісний туф -78,5, родовище Тедзамі За винаходом 1. Цеолітовмісний туф - 80,0 родовище Сокирниці 2. Цеолітовмісний туф - 85,0 родовище Сокирниці 3. Вулканічний туф - 90,0 родовище Камчатки 4. Цеолітовмісний туф - 85,0 Шивиртуйське родовище 5.Аргілліт 80,0 6 піноскла у заявленому технічному рішенні розширює діапазон його застосування. Внаслідок цього піноскло можна використовувати як у якості теплоізоляційного, так і у якості теплоізоляційноконструкційного матеріалу. Крім цього заявлене технічне рішення має більш широку сировинну базу - у якості алюмосилікатної гірської породи можна використовувати не тільки цеолітовмісні туфи, що мають природну властивість спінюватись під час нагрівання до температури розплавлення, але й породи, що не мають такої властивості, наприклад вулканічне скло , туфи, туфі ти., аргіліти та ін. У якості домішок, що знижують температур у спінювання шихти, можна застосовувати традиційні лужновмісні матеріали, які застосовуються при виробництві скла або кераміки . Це кальцинована сода, гідрат оксид натрію, метасилікат натрію та ін., а також подрібнене бите скло . Подрібнення основної алюмосилікатної породи може проводитись сумісно з дабавками або окремо, з наступним змішуванням компонент у змішувача х. Заявлений спосіб одержання піноскла з гірських алюмосилікатних порід без попереднього варіння скла може бути реалізований наступним чином: алюмосилікатну гірську породу подрібнюють на відцентрово-планетарному млині протягом 510хв ,змішують з добавками, суміш засипають у вогнетривку форму, нагрівають до температури спінювання суміші 750-850°С. Витримують при цій температурі протягом 20-30хв., охолоджують до 600°С за 15-20хв. Далі - до 50С протягом 8-10 годин. Приклад конкретного виконання заявленого способу і прототипа наведено в таблиці. Приклад приведено тільки з метою ілюстрації і він ніяк не обмежує можливі варіанти реалізації винаходу. Температура спінюван- Густина піноскня °С ла кг/м 3 Добавки % Газо утворювач % 62,0 3,0 900 750 21,0 0,5 1000 310 20,0 750 150 15,0 750 400 10,00 850 600 15,0 800 250 20,0 850 180 Приклади з таблиці відносяться до піноскла густиною 150-600кг/м 3, яке одержано у температурному діапазоні 750-850°С за заявленим способом, при цьому розмелення алюмосилікатної по роди проводили на планетарно-відцентрованому млині; відповідно одночасно з подрібленням породи здійснюється механічна активація подрібнених часток. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 82382 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601