RU2584170C1 - Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна - Google Patents
Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584170C1 RU2584170C1 RU2015114050/03A RU2015114050A RU2584170C1 RU 2584170 C1 RU2584170 C1 RU 2584170C1 RU 2015114050/03 A RU2015114050/03 A RU 2015114050/03A RU 2015114050 A RU2015114050 A RU 2015114050A RU 2584170 C1 RU2584170 C1 RU 2584170C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- granite
- waste
- mixture
- dolomite
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title abstract description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910052655 plagioclase feldspar Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052612 amphibole Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052626 biotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052892 hornblende Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052651 microcline Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005335 volcanic glass Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительных материалов из силикатных расплавов. Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна содержит мелкодисперсные отходы переработки гранита фракции менее 0,16 мм с содержанием оксида кремния менее 60%, мелкодисперсные отходы переработки доломита и цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы переработки гранита 70-75, отходы переработки доломита 20-25, цемент 5-6. Техническим результатом изобретения является повышение температуроустойчивости волокна и снижение показателя pH (водостойкости). 3 табл.
Description
Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительных материалов из силикатных расплавов.
Известна шихта для изготовления минерального волокна [Авторское свидетельство СССР №1477695, C03B 1/00, опубл. 07.05.1989], произведенная на основе горных пород. Известная шихта имеет следующий состав, мас. %: плагиоклаз 30-50, пироксен 15-25, кварц 5-15, рутил 3-5, магнетит 4-7, вулканическое стекло 5-15, роговая обманка 8-13. Минеральное волокно, полученное из расплава шихты, компоненты которой имеют магматическое происхождение, обладает высокими эксплуатационными характеристиками: модуль кислотности 2,92-5,20, водостойкость (pH) 1,9-2,9, температуроустойчивость 830-950°C, диаметр волокна 4-6 мкм. Основным недостатком этого изобретения является необходимость добычи сырья из горных пород. С учетом того, что места добычи и производства отдельных компонентов могут быть достаточно удалены друг от друга, процесс производства минерального волокна становится неоправданно дорогим, особенно с учетом еще и транспортных расходов к месту производства минерального волокна.
Прогрессивным шагом в развитии производства минерального волокна является использование в качестве компонентов шихты отходов горнодобывающей промышленности.
Известна сырьевая смесь для получения минерального волокна [Патент РФ №2014301, С03С 13/06, опубл. 15.06.1994], включающая компоненты в следующих количествах, мас.%: зола ТЭС, состоящая в основе из стеклообразующих оксидов (SiO2, Al2O3, TiO2) 42-50; отходы горнодобывающей промышленности 28-32; корректирующая добавка (известняк) 2-10; связующее (жидкое стекло) 6-10; вода - остальное. Однако использование мелкодисперсных фракций применяемых отходов вызывает необходимость брикетирования шихты. Из описанной сырьевой смеси получают брикеты методом формования и последующего оплавления низкотемпературной плазмой. Описанное в патенте РФ 2014301 решение позволяет утилизировать дешевые золы, что способствует снижению загрязнения окружающей среды за счет ликвидации отвалов с отходами. Основным недостатком этого аналога является необходимость применения низкотемпературной плазмы для изготовления брикетов, что делает процесс энергоемким.
В качестве прототипа выбрана сырьевая смесь, представленная в качестве ближайшего аналога в описании к патенту РФ 2014301. Смесь состоит из отходов горнодобывающей промышленности - 90 мас. % и корректирующей добавки - гранита 10 мас. %. Как в описанном выше аналоге из смеси исходных компонентов, связующего и воды изготавливаются брикеты, которые оплавляются низкотемпературной плазмой с последующим раздувом расплава. Водостойкость полученного расплава (pH) - 3,4, температуроустойчивость - 860°C.
В данном составе гранит выполняет роль окислителя (корректирующей добавки), таким образом в качестве добавки используется добываемое полезное ископаемое, а не отходы производства гранита. Однако в настоящее время на территории России накопились тонны отходов гранитных пород (отсевы щебеночного производства). В основу изобретения поставлена задача улучшения экологической обстановки за счет расширения сырьевой базы и обеспечения возможности применения отходов переработки гранита в качестве сырья для производства минерального волокна. Достигаемый технический результат - повышение эксплуатационных свойств минерального волокна, а именно, повышение температуроустойчивости и снижение показателя pH водной вытяжки (водостойкости). Снижение показателя pH (водостойкости) соответствует повышению стойкости продукта к разрушению при длительном увлажнении, что является одним из главных условий обеспечения долговечности.
Поставленная задача решается введением в состав шихты в качестве основы отходов переработки гранита заданной фракции, а также введение мелкодисперсных отходов переработки доломита.
Заявляемая брикетированная шихта для изготовления минерального волокна содержит мелкодисперсные отходы переработки гранита фракции менее 0,16 мм с содержанием оксида кремния менее 60%, мелкодисперсные отходы переработки доломита и цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- отходы переработки гранита 70-75,
- отходы переработки доломита 20-25,
- цемент 5-6.
Изобретение реализуется следующим образом.
Предварительно из отходов переработки гранита выделяют дисперсную фракцию, крупностью менее 0,16 мм. Необходимость соблюдения этого параметра обусловлена следующим. При дроблении гранитных пород менее прочные минералы, входящие в его состав (амфибол, биотит, пироксен, микроклин, в меньшей степени плагиоклаз), более подвержены разрушению и измельчаются до мелких фракций в большей степени, чем прочные (кварц). Данное явление избирательного или селективного дробления приводит к некоторому перераспределению содержания минералов по фракциям крупности, при этом менее прочные минералы концентрируются в пылевидных фракциях. Химический состав фракций крупности изменяется в соответствии с перераспределением по ним минералов. Это позволяет выделять мелкодисперсную фракцию (менее 0,16 мм), обогащенную основными оксидами (CaO, Al2O3 и т.д.), что обеспечивает снижение количества оксида кремния (SiO2) менее 60% в этой фракции. Получение такого продукта из отходов переработки гранита позволяет его использовать в качестве основного компонента (70-75 мас.%) при приготовлении сырьевой смеси для изготовления минеральной ваты.
Основные породообразующие минералы гранита имеют температуру плавления около 1000°С при атмосферном давлении, так как они образуют низкоплавкие эвтектики. Однако столь низкие температуры плавления реализуются лишь при нагревании минералов алюмосиликатных горных пород в течение нескольких дней, поскольку их расплавы обладают очень высокой вязкостью. Для понижения вязкости расплава в смесь добавляется функциональная добавка - отходы переработки доломита исходной крупностью менее 20 мм, которые перед добавлением в смесь подвергаются дроблению до крупности менее 0,315 мм.
В Таблице 1 представлены примеры полученных и исследуемых составов, в Таблице 2 приведен химический состав (содержание оксидов) конечного продукта - минерального волокна, полученного из расплавов с нормированным компонентным составом.
Подготовленные таким образом компоненты сырьевой смеси смешиваются в соответствующей пропорции с добавлением связующего компонента (цемента) и воды, после чего из полученной смеси изготовляют брикеты с помощью вальцевого пресса или вибропресса.
После высыхания и цементации брикеты загружаются в плавильный агрегат. В качестве плавильного агрегата могут быть использованы ванные электрические, электрогазовые печи и вагранки. В процессе плавления при температуре, не превышающей 1450°С, был получен однородный гомогенный расплав. Расплав сырьевой смеси характеризуется низкой кристаллизационной способностью (tв.п.к.=1160°C), расширяющий температурный интервал выработки из него волокон. Вязкость расплава сырьевой смеси находится в интервале 1400-1450°C.
Свойства продукта, полученного из брикетированной шихты, представлены в Таблице 3, где представлены показатели как шихты, так и минеральной ваты. Для сравнения в ней представлены показатели по прототипу.
Переработку полученного расплава в волокно осуществляют, например, многовалковыми центрифугами.
Как видно из Таблицы 3, заявляемый состав брикетированной шихты для изготовления минерального волокна обладает более высокими показателями: температуроустойчивостью, модулем кислотности, модулем вязкости, и более низким показателем pH (водостойкости). Снижение показателя pH водной вытяжки (водостойкости) соответствует повышению стойкости продукта к воздействию влаги. Эти данные свидетельствуют о повышении эксплуатационных свойств минерального волокна.
Авторами установлено, что неутилизируемые мелкодисперсные отходы переработки гранита фракции менее 0,16 мм являются приемлемой основой шихты для изготовления минеральной ваты, т.к. эта фракция содержит существенно меньшее количество оксида кремния (SiO2), чем гранит как алюмосиликатная порода. При этом заявляемое соотношение компонентов позволяет достигнуть технический результат. Количество цемента 5-6% в общей массе шихты позволяет производить брикеты цементацией без применения оплавления плазмой, как в прототипе. При этом такая добавка не ухудшает свойства конечного продукта. Также установлено, что увеличение процентного соотношения отходов гранита выше 75 мас. % не только увеличивает температуроустойчивость конечного продукта, но увеличивает вязкость расплава, что в конечном итоге приводит к необходимости повышения температуры и необоснованному повышению энергозатрат. С другой стороны, увеличение процентного соотношения отходов доломита (тугоплавкого компонента) к алюмосиликатной породе (легкоплавкого компонента) выше 38 мас. % не позволит доломиту полностью раствориться в расплаве легкоплавкого компонента и, соответственно, получить минеральное волокно требуемого качества.
Предлагаемая брикетированная шихта позволяет расширить сырьевую базу производства минеральной ваты, а также утилизировать мелкодисперсные отходы переработки гранита и доломита, что способствует снижению загрязнения окружающей среды за счет ликвидации отвалов с отходами. При этом минеральная вата, изготавливаемая из предлагаемой брикетированной шихты, отличается высокими эксплуатационными свойствами благодаря высокой водостойкости, температуроустойчивости и за счет высокого модуля кислотности. Эти показатели минеральной ваты способствуют увеличению ее срока службы.
Claims (1)
- Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна, характеризующаяся тем, что содержит мелкодисперсные отходы переработки гранита фракции менее 0,16 мм с содержанием оксида кремния менее 60%, мелкодисперсные отходы переработки доломита и цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
отходы переработки гранита 70-75 отходы переработки доломита 20-25 цемент 5-6
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015114050/03A RU2584170C1 (ru) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015114050/03A RU2584170C1 (ru) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2584170C1 true RU2584170C1 (ru) | 2016-05-20 |
Family
ID=56011989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015114050/03A RU2584170C1 (ru) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2584170C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625424C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1440879A1 (ru) * | 1987-01-04 | 1988-11-30 | Гусевский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Института Стекла | Способ получени стекломассы |
| RU2014301C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1994-06-15 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском инженерно-строительном институте | Сырьевая смесь для получения минерального волокна |
| US5962354A (en) * | 1996-01-16 | 1999-10-05 | Fyles; Kenneth M. | Compositions for high temperature fiberisation |
| WO2006047612A2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Mattel, Inc. | Checkers type board games and apparatus for playing the same |
| RU2357933C2 (ru) * | 2007-05-16 | 2009-06-10 | Андрей Александрович Архипов | Шихта для получения пеностекла |
-
2015
- 2015-04-15 RU RU2015114050/03A patent/RU2584170C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1440879A1 (ru) * | 1987-01-04 | 1988-11-30 | Гусевский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Института Стекла | Способ получени стекломассы |
| RU2014301C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1994-06-15 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском инженерно-строительном институте | Сырьевая смесь для получения минерального волокна |
| US5962354A (en) * | 1996-01-16 | 1999-10-05 | Fyles; Kenneth M. | Compositions for high temperature fiberisation |
| WO2006047612A2 (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Mattel, Inc. | Checkers type board games and apparatus for playing the same |
| RU2357933C2 (ru) * | 2007-05-16 | 2009-06-10 | Андрей Александрович Архипов | Шихта для получения пеностекла |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625424C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Интерстройпроект" | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2090525C1 (ru) | Брикеты для производства минеральной ваты, способ изготовления брикетов для производства минеральной ваты и способ производства минеральной ваты | |
| FI61179C (fi) | Foerfaringssaett foer framstaellning av mineralull saerskilt foer anvaendning i basisk miljoe | |
| FI76062C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av mineralullsprodukter. | |
| RU2403224C1 (ru) | Керамическая масса для производства кирпича | |
| US10364183B2 (en) | Composite comprising a mineral wool comprising a sugar | |
| DE3037952C2 (de) | Keramische Fasern und Wollen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| Madhavi et al. | Partial replacement of cement and fine aggregate by using fly ash and glass aggregate | |
| WO2004041734A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer mineralischen schmelze | |
| KR101848730B1 (ko) | 유리섬유 제조방법 | |
| KR20170026704A (ko) | 광물섬유 및 이의 제조방법 | |
| RU2584170C1 (ru) | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна | |
| JP2012526036A (ja) | 石綿代替用珪砂系不燃材及びその製造方法 | |
| Olokode et al. | Optimization of the quantity of wood ash addition on kaolinitic clay performance in porcelain stoneware tiles | |
| US20230062262A1 (en) | Method for making man-made vitreous fibres | |
| RU2625424C1 (ru) | Брикетированная шихта для изготовления минерального волокна | |
| CN103288394A (zh) | 一种自保温砂浆 | |
| RU2412923C1 (ru) | Керамическая масса для производства кирпича | |
| RU2388723C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления керамического кирпича | |
| KR20210054414A (ko) | 암면용 현무암 석분슬러지 블럭 및 현무암 암면 제조 방법 | |
| RU2478596C1 (ru) | Керамическая масса для производства кирпича | |
| EA201900407A1 (ru) | Способ производства минеральных волокон | |
| RU2635690C2 (ru) | Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки | |
| Bernardo et al. | Tailored waste based glasses as secondary raw materials for porcelain stoneware | |
| CN103951269B (zh) | 一种以金铜尾矿为主原料的玻璃纤维保温棉及其制备方法 | |
| RU2576676C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20161202 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170416 |