RU2528798C1

RU2528798C1 - Granular foamed slag glass

Info

Publication number: RU2528798C1
Application number: RU2013119748/03A
Authority: RU
Inventors: Елена Альфредовна Яценко; Виктория Александровна Смолий; Андрей Сергеевич Косарев; Борис Михайлович Гольцман
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-09-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: granular foamed slag glass contains the following components, wt %: thermal power plant slag 50-60; scrap glass 30-40; borax 3-7; anthracite 3-7.

EFFECT: low resource consumption of the technology of producing granular foamed slag glass and reducing foaming temperature of the granular foamed slag glass to 800-850 degrees.

5 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов.The invention relates to construction materials, and in particular to a technology for the manufacture of effective heat-insulating materials.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495 от 06.04.2005, МПК C03C 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:A known raw material mixture for the production of granular foam glass (RF patent No. 2287495 dated 04/06/2005, IPC C03C 11/00), including glass breakage, CHP slag, a binder — soluble glass and a pore former — silicon production electrostatic dust in the following ratio of components, wt.% :

Шлак ТЭЦSlag CHP 21,5-23,021.5-23.0

Пыль электрофильтровDust of electrostatic precipitators

кремниевого производстваsilicon production 3,0-5,03.0-5.0 Растворимое стеклоSoluble glass 7,0-8,07.0-8.0 Бой стеклаGlass break остальноеrest

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°C.The disadvantage of the prototype is the high foaming temperature of 1003-1063 ° C.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов мас.%:The closest in composition is the composite mixture for the production of granular foam glass (RF patent No. 2243174), which includes glass breakage, CHP slag, soluble glass and pore former — aluminum sludge in the following ratio of components wt.%:

Шлак ТЭЦSlag CHP 20,0-21,020.0-21.0

Шлам алюминиевогоSludge aluminum

производстваproduction 1,0-2,01.0-2.0 Растворимое стеклоSoluble glass 8,0-10,08.0-10.0 Бой стеклаGlass break остальноеrest

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.The disadvantage of this raw material mixture is the presence of hydrophobic carbon particles in the sludge, which does not allow the introduction of a large amount of blowing agent and, accordingly, reduces the amount of waste used.

Задача изобретения - утилизация шлаковых отходов ТЭС, снижение ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла без ухудшения его качества, снижение себестоимости.The objective of the invention is the disposal of slag waste from TPPs, reducing the resource consumption of the technology for producing granular foam slag glass without deterioration of its quality, reducing cost.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 800-850°C в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Данное снижение обеспечивается за счет введения в состав шихты буры и боя стекла, значительно снижающих температуру вспенивания, а также антрацита, позволяющего производить вспенивание в данном интервале температур.The technical result of the invention is to reduce the foaming temperature to 800-850 ° C, depending on the amount of TPP slag in the foam slag glass. This reduction is ensured by the introduction of borax and glass breakage into the charge, which significantly reduce the foaming temperature, as well as anthracite, which allows foaming in this temperature range.

Технический результат достигается за счет введения в состав пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковых отходов ТЭС (шлак ТЭС) при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the introduction of foam slag glass as the main raw material component of the slag waste TPP (slag TPP) in the following ratio of components, wt.%:

Шлак ТЭСSlag TPP 50-6050-60 Бой стеклаGlass break 30-4030-40 БураBorax 3-73-7 АнтрацитAnthracite 3-73-7

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:The process of producing foam slag glass includes the following stages:

- приготовление шихты;- preparation of the mixture;

- грануляция;- granulation;

- вспенивание;- foaming;

- отжиг.- annealing.

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, антрацита и боя стекла. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 1%.The foam slag glass mixture is prepared by fine grinding and thoroughly mixing TPP slag, borax, anthracite and glass breakage. Thorough mixing is achieved by joint grinding of all components of the charge in ball mills. Grinding should be carried out until a specific surface area of 400 ... 600 m ² / kg is reached. In the process of grinding, the mixture is moistened to 1%.

Далее шихта подается на тарельчатый гранулятор и одновременно орошается водным раствором связующего (например, крахмала). Образовавшиеся гранулы непрерывно подают слоем до 50 мм на ленточно-сетчатую сушилку, в которой их сушат при температуре 200°C горячими газами до достижения влажности гранул около 2%.Next, the mixture is fed to a plate granulator and simultaneously irrigated with an aqueous solution of a binder (for example, starch). The granules formed are continuously fed with a layer of up to 50 mm to a belt-mesh dryer in which they are dried at a temperature of 200 ° C with hot gases until the granules reach a moisture content of about 2%.

Из сушилки гранулы попадают на вибросито, где происходит отсев мелочи. Далее гранулы обсыпаются разделяющей средой, например каолином, и подаются во вращающуюся печь вспенивания, в которой горячими газами при температуре 800-850°C в течение 10-25 минут осуществляется вспенивание гранул.From the dryer, the granules fall onto a vibrating screen, where the little things are eliminated. Further, the granules are sprinkled with a separating medium, for example kaolin, and fed into a rotary foaming furnace, in which the granules are foamed for 10-25 minutes with hot gases at a temperature of 800-850 ° C.

Из печи вспенивания гранулы вместе с разделяющей средой передаются во вращающуюся печь отжига, где проводится удлиненный цикл постепенного остывания без растрескивания гранул до комнатной температуры. Затем на выходе из печи отжига разделяющая среда отделяется от массы вспененных гранул и снова направляется в печь вспенивания, а гранулы направляются на склад готовой продукции.From the foaming furnace, the granules together with the separating medium are transferred to a rotary annealing furnace, where an extended cycle of gradual cooling is carried out without cracking the granules to room temperature. Then, at the exit from the annealing furnace, the separating medium is separated from the mass of foamed granules and again sent to the foaming furnace, and the granules are sent to the finished product warehouse.

В таблице приведены свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол.The table shows the properties of the synthesized granular foam slag glass.

Пример 1Example 1

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: антрацит, бой стекла, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:To obtain a foam slag glass mixture, the following materials are used as raw materials: anthracite, glass break, borax, TPP slag. The composition of foam slag glass in this case is the following, wt.%:

Шлак ТЭСSlag TPP 60,060.0 Бой стеклаGlass break 30,030,0 БураBorax 3,03.0 АнтрацитAnthracite 7,07.0

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте большого количества шлака ТЭС (60%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и малого количества боя стекла (30%) и буры (3%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 850°C при вспенивании в течение 25 минут.The mixture and granules of foam slag glass are prepared according to the standard method described above. The presence in the charge of a large amount of TPP slag (60%), slowing down foaming and increasing its temperature, and a small amount of glass breakage (30%) and borax (3%), accelerating foaming and lowering its temperature, makes it possible to obtain granular foam slag glass of this composition with required quality at a temperature of 850 ° C when foaming for 25 minutes.

Пример 2Example 2

Шлак ТЭСSlag TPP 50,050,0 Бой стеклаGlass break 40,040,0 БураBorax 7,07.0 АнтрацитAnthracite 3,03.0

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте малого количества шлака ТЭС (50%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и большого количества боя стекла (40%) и буры (7%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 800°C при вспенивании в течение 10 минут.The mixture and granules of foam slag glass are prepared according to the standard method described above. The presence in the charge of a small amount of TPP slag (50%), slowing down foaming and increasing its temperature, and a large amount of glass breakage (40%) and borax (7%), accelerating foaming and lowering its temperature, makes it possible to obtain granular foam slag glass of this composition with the required quality at a temperature of 800 ° C when foaming for 10 minutes.

Пример 3Example 3

Шлак ТЭСSlag TPP 54,554.5 Бой стеклаGlass break 34,534.5 БураBorax 5,85.8 АнтрацитAnthracite 5,25.2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте среднего количества шлака ТЭС (54,5%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и среднего количества боя стекла (34,5%) и буры (5,8%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает возможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температуре 820°C при вспенивании в течение 20 минут.The mixture and granules of foam slag glass are prepared according to the standard method described above. The presence in the charge of an average amount of TPP slag (54.5%), slowing down foaming and increasing its temperature, and an average amount of glass breakage (34.5%) and borax (5.8%), accelerating foaming and lowering its temperature, makes it possible get granular foam slag glass of this composition with the required quality at a temperature of 820 ° C when foaming for 20 minutes.

Пример 4Example 4

Шлак ТЭСSlag TPP 64,464,4 Бой стеклаGlass break 30,130.1 БураBorax 1,31.3 АнтрацитAnthracite 4,24.2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте слишком большого количества шлака ТЭС (64,4%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и очень малого количества боя стекла (30,1%) и буры (1,3%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, делает невозможным вспенивание в заданном интервале температур, вследствие чего, в свою очередь, становится невозможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температурах 800-850°C при вспенивании в течение 10-25 минут.The mixture and granules of foam slag glass are prepared according to the standard method described above. The presence in the charge of too much slag of TPP (64.4%), slowing down foaming and increasing its temperature, and a very small amount of glass break (30.1%) and borax (1.3%), accelerating foaming and lowering its temperature, makes foaming impossible in a given temperature range, due to which, in turn, it becomes impossible to obtain granular foam slag glass of this composition with the required quality at temperatures of 800-850 ° C during foaming for 10-25 minutes.

Пример 5Example 5

Шлак ТЭСSlag TPP 44,544.5 Бой стеклаGlass break 44,544.5 БураBorax 8,88.8 АнтрацитAnthracite 2,22.2

Шихту и гранулы пеношлакостекла готовят по стандартной методике, описанной выше. Наличие в шихте очень малого количества шлака ТЭС (44,5%), замедляющего вспенивание и повышающего его температуру, и слишком большого количества боя стекла (44,5%) и буры (8,8%), ускоряющих вспенивание и понижающих его температуру, приводит к чрезмерному вспениванию и оплавлению образцов, вследствие чего становится невозможным получить гранулированное пеношлакостекло данного состава с требуемым качеством при температурах 800-850°C при вспенивании в течение 10-25 минут.The mixture and granules of foam slag glass are prepared according to the standard method described above. The presence in the charge of a very small amount of TPP slag (44.5%), slowing down foaming and increasing its temperature, and too much glass breakage (44.5%) and borax (8.8%), accelerating foaming and lowering its temperature, leads to excessive foaming and melting of the samples, as a result of which it becomes impossible to obtain granular foam slag glass of this composition with the required quality at temperatures of 800-850 ° C when foaming for 10-25 minutes.

Свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол представлены в таблице:The properties of the synthesized granulated foam slag glass are presented in the table:

№ составаComposition number Водопоглощение В,%Water absorption,% Объемная масса ρ·10_-3, кг/м³ Bulk mass ρ · 10 _-3, kg / m ³ Предел прочности R_сж, МПаTensile strength R _compress MPa 1one 2,462.46 0,2480.248 2,1552,155 22 3,133.13 0,2360.236 1,0351,035 33 2,892.89 0,2410.241 1,6791,679 4four 0,250.25 1,4661,466 4,2234,223 55 10,5410.54 0,5520.552 0,1120,112

Как видно из таблицы, требуемым уровнем свойств обладают образцы №1, 2, 3. Образцы №4, 5 вследствие своей структуры не могут обеспечить требуемого уровня свойств и являются непригодными для производства.As can be seen from the table, samples No. 1, 2, 3 possess the required level of properties. Examples No. 4, 5, due to their structure, cannot provide the required level of properties and are unsuitable for production.

Снижение себестоимости гранулированного пеношлакостекла осуществляется за счет введения в состав шихты боя стекла, антрацита и шлака ТЭС, обладающих низкими ценами. Также использование шлака ТЭС решает задачу утилизации шлаковых отходов ТЭС.Reducing the cost of granular foam slag glass is carried out by introducing low-price glass, anthracite and slag of thermal power plants into the composition of the battlefield charge. Also, the use of slag TPP solves the problem of disposal of slag waste TPP.

Снижение ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла обеспечивается за счет введения в состав шихты антрацита, боя стекла и буры, совокупность физико-химических свойств которых позволяет производить спекание при температурах 800-850°C без ухудшения качества, что видно из таблицы.Reducing the resource consumption of the technology for producing granular foam slag glass is ensured by the introduction of anthracite into the mixture, glass and borax breakage, the combination of the physicochemical properties of which allows sintering at temperatures of 800-850 ° C without deterioration, as can be seen from the table.

Claims

Гранулированное пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, бой стекла и порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит буру, а в качестве порообразователя используется антрацит в следующем соотношении, мас.%:
Шлак ТЭС 50-60 Бой стекла 30-40 Бура 3-7 Антрацит 3-7

Granular foam slag glass containing TPP slag, glass breakage and a blowing agent, characterized in that it additionally contains borax, and anthracite is used as a blowing agent in the following ratio, wt.%:
Slag TPP 50-60 Glass break 30-40 Borax 3-7 Anthracite 3-7