RU2526034C2 - Method of producing foamed porous aggregates - Google Patents
Method of producing foamed porous aggregates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526034C2 RU2526034C2 RU2012114879/03A RU2012114879A RU2526034C2 RU 2526034 C2 RU2526034 C2 RU 2526034C2 RU 2012114879/03 A RU2012114879/03 A RU 2012114879/03A RU 2012114879 A RU2012114879 A RU 2012114879A RU 2526034 C2 RU2526034 C2 RU 2526034C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- perlite
- water
- field
- wave number
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000005335 volcanic glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000005332 obsidian Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005445 natural material Substances 0.000 abstract 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 25
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000005306 natural glass Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к области производства сыпучих теплоизоляционных материалов из природного сырья - обсидиана, перлита и пехштейна.The proposal relates to the production of bulk thermal insulation materials from natural raw materials - obsidian, perlite and pechstein.
Перлит, обсидиан и пехштейн относятся к группе кислых вулканических стекол и отличаются по содержанию воды в текстуре. Перлит содержит до 8% воды, обсидиан - до 1% и пехштейн - 8-10%.Perlite, obsidian and pechstein belong to the group of acidic volcanic glasses and differ in the water content in the texture. Perlite contains up to 8% water, obsidian - up to 1% and pechstein - 8-10%.
В горных породах, состоящих из вулканического стекла, присутствуют 2 типа воды:In the rocks, consisting of volcanic glass, there are 2 types of water:
- структурная и подвижная;- structural and mobile;
- вода гидроксильных групп (ОН-1).- water of hydroxyl groups (OH -1 ).
Подвижная вода находится в порах, молекулы воды связаны сильной водородной связью (частота поглощения на ИК-спектре - 3000-3200 см-1). При нагревании подвижная вода вызывает растрескивание и разрушение стекла.Moving water is in the pores, water molecules are connected by a strong hydrogen bond (absorption frequency in the IR spectrum is 3000-3200 cm -1 ). When heated, moving water causes cracking and glass breakage.
Структурная вода и группы ОН-1 (частота поглощения на ИК-спектре - 3400 см-1) вызывают вспучивание (увеличение объема) вулканических стекол при нагревании. [Т.А. Зиборова. Состояние воды и гидроксила в природных стеклах по данным ИК-спектроскопии. Перлиты. Сб. тр. АН СССР отд. геологии геофизики и геохимии «Наука», М., 1981 - с. 177; Ковальская Ф.И. и др. Минеральное сырье. Перлит // Справочник - М.: ЗАО Геоинформмарк, 1998].Structural water and OH -1 groups (the absorption frequency in the IR spectrum is 3400 cm -1 ) cause expansion (increase in volume) of volcanic glasses upon heating. [T.A. Ziborova. The state of water and hydroxyl in natural glasses according to IR spectroscopy. Perlite. Sat tr USSR Academy of Sciences geology of geophysics and geochemistry "Science", M., 1981 - p. 177; Kovalskaya F.I. Mineral raw materials. Perlite // Reference - M .: Geoinformmark CJSC, 1998].
Вспучивание перлита осуществляют в шахтных и вращающихся печах. Для повышения качества вспученного перлита обжиг (в зависимости от состава сырья) производят в 2 стадии (циклический нагрев):Perlite expansion is carried out in shaft and rotary kilns. To improve the quality of expanded perlite, firing (depending on the composition of the raw material) is carried out in 2 stages (cyclic heating):
- предварительный обжиг при температуре 300-400°С с целью удаления подвижной воды;- preliminary firing at a temperature of 300-400 ° C in order to remove moving water;
- вспучивание путем обжига при максимальной температуре 900-1200°С, в зависимости от состава и структуры сырья.- expansion by firing at a maximum temperature of 900-1200 ° C, depending on the composition and structure of the raw material.
Высокочастотная электромагнитная обработка диэлектриков применяется в промышленных условиях в производстве пластмасс, керамики, металлических сплавов, сушке древесины и др.High-frequency electromagnetic processing of dielectrics is used in industrial conditions in the production of plastics, ceramics, metal alloys, wood drying, etc.
Известно явление резонанса при внешнем воздействии на колебательную систему, который наступает при совпадении частот колебаний структуры или ее части (атомов, групп атомов, молекул) и внешнего контура. В резонансе амплитуда вынужденных колебаний достигает максимума, и возможно удаление атомов или групп атомов из структуры при пониженных затратах энергии.The phenomenon of resonance is known when externally acting on an oscillatory system, which occurs when the vibration frequencies of the structure or its part (atoms, groups of atoms, molecules) and the external contour coincide. In resonance, the amplitude of the forced oscillations reaches a maximum, and it is possible to remove atoms or groups of atoms from the structure at reduced energy costs.
Целью изобретения является увеличение объема (вспучивание) вулканических стекол (обсидиана, перлита, пехштейна) путем их обработки внешним электромагнитным полем ИК-спектра.The aim of the invention is to increase the volume (expansion) of volcanic glasses (obsidian, perlite, pechstein) by processing them with an external electromagnetic field of the IR spectrum.
Поставленная цель - вспучивание перлита и других горных пород, состоящих из вулканического стекла, и производство вспученного перлита и материалов на его основе, достигается тем, что по спектрам ИКС анализа обсидиана, перлита и пехштейна определяется волновое число и частота колебаний подвижной, структурной воды и групп ОН-1, и далее с помощью генераторов различных систем производится электромагнитная обработка полем резонансной частоты, которая обеспечивает вспучивание.The goal - swelling of perlite and other rocks, consisting of volcanic glass, and the production of expanded perlite and materials based on it, is achieved by the fact that the wave number and vibration frequency of moving, structural water and groups are determined from the IR spectra of analysis of obsidian, perlite and pechstein OH -1 , and then using the generators of various systems, electromagnetic processing is performed by the field of the resonant frequency, which provides expansion.
Как было отмечено, выделение подвижной воды может вызвать растрескивание и разрушение сырья, что приводит к снижению качества продукции. Поэтому в том случае когда сырье содержит подвижную воду, обработка производится в 2 стадии.As noted, the allocation of mobile water can cause cracking and destruction of raw materials, which leads to a decrease in product quality. Therefore, in the case when the raw material contains moving water, the processing is carried out in 2 stages.
1. Обработка электромагнитным полем с волновым числом в диапазоне 3000-3200 см-1 (диапазон частот - (91-97)·1012 Гц) с целью удаления подвижной воды.1. Processing by an electromagnetic field with a wave number in the range of 3000-3200 cm -1 (frequency range - (91-97) · 10 12 Hz) in order to remove moving water.
2. Обработка полем с волновым числом 3400 см-1 (частота 103·1012 Гц) с целью воздействия на структурную воду и группы ОН-1 и вспучивания.2. Field treatment with a wave number of 3400 cm -1 (frequency 103 · 10 12 Hz) in order to impact structural water and OH -1 groups and expansion.
Химический состав и структура вулканических стекол могут изменяться в широких пределах, в случае, когда сырье не содержит подвижной воды, обработка производится в 1 стадию - полем с волновым числом 3400 см-1 и с частотой колебаний - 103·1012 Гц.The chemical composition and structure of volcanic glasses can vary widely, in the case when the raw material does not contain moving water, processing is carried out in 1 stage - by a field with a wave number of 3400 cm -1 and with an oscillation frequency of 103 · 10 12 Hz.
Пример 1. В лабораторных условиях проведено вспучивание полифракционного перлитового месторождения Артени (Республика Армения). Содержание воды в перлите - 4,20%, наибольший размер зерна - 2,5 мм. Обработка проведена в излучателе электромагнитным полем с волновым числом 2500 см-1 (частота 75·1012 Гц) без резонанса. Продолжительность обработки при постоянной мощности индуктора составила 47 сек. Насыпная плотность вспученного перлита - 180 кг/м3 (марка 200).Example 1. Under laboratory conditions, the polyfractional perlite deposit Arteni (Republic of Armenia) was expanded. The water content in perlite is 4.20%, the largest grain size is 2.5 mm. The processing was carried out in the emitter by an electromagnetic field with a wave number of 2500 cm -1 (frequency 75 · 10 12 Hz) without resonance. The processing time at constant inductor power was 47 seconds. The bulk density of expanded perlite is 180 kg / m 3 (grade 200).
Пример 2. Проба перлита по п.1. Обработка в излучателе электромагнитным полем резонансной частоты с волновым числом 3400 см-1 (частота - 103·1012 Гц). Продолжительность обработки при постоянной мощности индуктора составила 32 сек. Снижение расхода энергии - 30%. Насыпная плотность вспученного перлита - 160 кг/м2 (марка 200).Example 2. A sample of perlite according to claim 1. Processing in the emitter with an electromagnetic field of a resonant frequency with a wave number of 3400 cm -1 (frequency - 103 · 10 12 Hz). The processing time at constant inductor power was 32 seconds. Reduced energy consumption - 30%. The bulk density of expanded perlite is 160 kg / m 2 (grade 200).
При обжиге перлита в промышленных условиях получают легкий заполнитель различного зернового состава:When firing perlite in an industrial environment, a lightweight aggregate of various grain composition is obtained:
1. перлитовый щебень различных фракций с размером зерна от 5 до 40 мм;1. perlite crushed stone of various fractions with a grain size of 5 to 40 mm;
2. перлитовый песок, состоящий из зерен размером менее 5 мм, который также разделяют на фракции.2. perlite sand, consisting of grains less than 5 mm in size, which are also divided into fractions.
Применение фракционированного легкого заполнителя позволяет понизить расход вяжущего и среднюю плотность и теплопроводность изделий.The use of fractionated lightweight aggregate allows to reduce the consumption of binder and the average density and thermal conductivity of products.
В примере 2 первичной заявки: проведен одностадийный обжиг перлитового песка фракции менее 0,63 мм. В этих условиях при обжиге мелких фракций вследствие выделения подвижной воды изменяется зерновой состав, что незначительно влияет на среднюю плотность и марку вспученного перлита, т.е. при вспучивании мелких фракций возможна одностадийная обработка.In example 2 of the initial application: a single-stage firing of perlite sand fraction less than 0.63 mm Under these conditions, when firing small fractions due to the release of mobile water, the grain composition changes, which slightly affects the average density and grade of expanded perlite, i.e. when swelling small fractions, one-step processing is possible.
При одностадийной обработке перлитового щебня возможно значительное изменение зернового состава, что в производственных условиях нежелательно, а в некоторых случаях - недопустимо.With a single-stage processing of perlite gravel, a significant change in the grain composition is possible, which is undesirable, and in some cases unacceptable, in production conditions.
Пример 3. Для сравнения проведен одностадийный обжиг перлитового щебня фракции 5-10 мм, содержащего 4,20% воды, в том числе 0,75% структурной и подвижной воды. В этих условиях одностадийная обработка электромагнитным полем с частотой 103·1012 Гц привела к частичному разрушению зерен и изменению зернового состава. Содержание зерен размером менее 5 мм после обработки составило 82% массы. Следовательно, при производстве перлитового щебня с одностадийной обработкой изменяется зерновой состав, что связано с дополнительными затратами на рассев, при этом содержание крупных фракций понижается на 60-80%, что приводит к повышению насыпной плотности и его марки со 150 до 200.Example 3. For comparison, a one-stage firing of perlite crushed stone fraction 5-10 mm containing 4.20% water, including 0.75% structural and mobile water. Under these conditions, a one-stage treatment with an electromagnetic field with a frequency of 103 · 10 12 Hz led to a partial destruction of grains and a change in grain composition. The content of grains with a size of less than 5 mm after processing was 82% of the mass. Therefore, in the production of perlite crushed stone with a one-stage processing, the grain composition changes, which is associated with additional sieving costs, while the content of large fractions decreases by 60-80%, which leads to an increase in bulk density and its grade from 150 to 200.
Пример 4. При двухстадийной обработке электромагнитным полем (частота 95·1012 Гц) с целью удаления подвижной воды и последующей обработке полем с частотой 103·1012 Гц для удаления структурной воды и вспучивания, количество разрушившихся зерен не превысило 3% массы, т.е. двухстадийный обжиг практически не изменяет зернового состава, насыпной плотности и марки перлита.Example 4. In a two-stage treatment with an electromagnetic field (frequency 95 · 10 12 Hz) in order to remove moving water and subsequent processing with a field with a frequency of 103 · 10 12 Hz to remove structural water and swelling, the number of destroyed grains did not exceed 3% of the mass, t. e. two-stage firing practically does not change the grain composition, bulk density and perlite grade.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Method of producing foamed porous aggregates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Method of producing foamed porous aggregates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012114879A RU2012114879A (en) | 2013-10-20 |
| RU2526034C2 true RU2526034C2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=49357019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012114879/03A RU2526034C2 (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Method of producing foamed porous aggregates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526034C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19635365A1 (en) * | 1996-08-21 | 1998-02-26 | Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof | Forming mineral phases with hydraulic properties |
| RU2197423C1 (en) * | 2002-02-19 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" | Porous aluminosilicate material manufacture process |
| RU2267464C2 (en) * | 1999-06-17 | 2006-01-10 | Устав Хемицких Процесу Академиэ Вед Цеске Републики | Process and apparatus for heat treatment of glass materials and natural materials, especially volcanic-origin materials |
| RU2010129898A (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-27 | Юрий Георгиевич Мещеряков (RU) | METHOD FOR PRODUCING PLASTER AND ANHYDRITE BINDERS |
| RU2444484C1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-03-10 | Юрий Георгиевич Мещеряков | Method of producing expanded vermiculite |
-
2012
- 2012-04-13 RU RU2012114879/03A patent/RU2526034C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19635365A1 (en) * | 1996-08-21 | 1998-02-26 | Witega Angewandte Werkstoff Forschung Gemeinnuetzige Gmbh Adlershof | Forming mineral phases with hydraulic properties |
| RU2267464C2 (en) * | 1999-06-17 | 2006-01-10 | Устав Хемицких Процесу Академиэ Вед Цеске Републики | Process and apparatus for heat treatment of glass materials and natural materials, especially volcanic-origin materials |
| RU2197423C1 (en) * | 2002-02-19 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" | Porous aluminosilicate material manufacture process |
| RU2010129898A (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-27 | Юрий Георгиевич Мещеряков (RU) | METHOD FOR PRODUCING PLASTER AND ANHYDRITE BINDERS |
| RU2444484C1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-03-10 | Юрий Георгиевич Мещеряков | Method of producing expanded vermiculite |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СТОЙЧЕВ П., "Резонансные технологии не только разрушают, но и созидают", Молдова, 2009, с. 5, 2 столб., найдено в Интернет:[http://library.utm.md/lucrari/Tipografia/2010/Rezonansnye tehnologhii Articol Meridian Ingineresc.pdf * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012114879A (en) | 2013-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Deng et al. | Synthesis of zeolite-like material by hydrothermal and fusion methods using municipal solid waste fly ash | |
| Akulinkin et al. | Facile synthesis of porous g-C3N4/β-SiAlON material with visible light photocatalytic activity | |
| Kazantseva et al. | Chemical Processes During Energy‐Saving Preparation of Lightweight Ceramics | |
| CN107032683A (en) | A kind of energy-saving environment protection brick and preparation method | |
| RU2526034C2 (en) | Method of producing foamed porous aggregates | |
| Si et al. | Experimental study on three-stage microwave-assisted fluidized bed drying of Shengli lump lignite | |
| SU1326334A1 (en) | Method of processing materials | |
| RU2444484C1 (en) | Method of producing expanded vermiculite | |
| EP3078425B1 (en) | Procedure for calcination of granular silicates | |
| Li et al. | Effects of | |
| CN108190908A (en) | A kind of method of Synthesizing 4 A Zeolite from Gangue | |
| Bruyako et al. | Plasma processing in industry of building materials | |
| RU2433976C1 (en) | Method of producing granular aggregate for autoclave hardening silicate articles | |
| Qi et al. | Mechanism of One-Step Hydrothermal Process to Prepare Tobermorite Thermal Insulation Materials during Recovery of Silicon-Rich Lye | |
| WO2009151163A1 (en) | In-material panel manufacturing method for building non-bearing wall and partitioning | |
| Sperberga et al. | Mechanical properties of materials obtained via alkaline activation of illite-based clays of Latvia | |
| RU2010130850A (en) | METHOD FOR PRODUCING FOAM CERAMICS AND PRODUCTS FROM IT | |
| Kornilov et al. | Effective methods of processing argillaceous materials for building ceramics | |
| Qais et al. | Producing lightweight concrete aggregate from Iraqi attapulgite | |
| Takeda et al. | In-situ formation of novel geopolymer–zeolite hybrid bulk materials from coal fly ash powder | |
| WO2015076665A1 (en) | Method of producing heat treated plant-based coarse aggregate for concrete | |
| CN104557105A (en) | Preparation method of gangue porous material | |
| Sarbu et al. | Polystyrene wastes recycling by lightweight concrete production | |
| Boiprav et al. | Charcoal-containing microwave electromagnetic radiation absorbers with relief surface | |
| WO1993003834A1 (en) | Processing moist granules with electromagnetic waves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20140221 |
|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150414 |