RU2810300C1

RU2810300C1 - Expanded mineral granules

Info

Publication number: RU2810300C1
Application number: RU2022102742A
Authority: RU
Inventors: Хартмут КРЕМЕР; Юлиан НОЙБАХЕР
Original assignee: Омиа Интернэшнл Аг
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2023-12-26

Abstract

FIELD: production of expanded perlite granules.

SUBSTANCE: invention relates to a method for producing expanded perlite granules used as a filler for a bitumen product. A method for producing expanded perlite granules from a sand-like mineral material - perlite sand, containing a bound expanding substance - water, includes supplying perlite sand to the loading hole at one end of the furnace shaft, transporting it to the heat treatment area, heating to a critical temperature of at least 790°C in the heat treatment section, during which perlite sand acquires plasticity and begins to swell due to the intumescent agent - water, subsequent heating to a second temperature not higher than 1080°C, unloading expanded perlite granules at the other end of the furnace shaft. In this case, the second temperature is lower than the third temperature at which the surface of the expanded perlite granules cracks, and the second temperature is selected depending on the required density of the expanded perlite granules and so that part of the expanding substance remains in the expanded perlite granules in a bound state.

EFFECT: control of the swelling of sand-like mineral material with the production of expanded perlite granules with a closed-porous surface, increasing the compressive strength of the expanded granules.

6 cl, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Изобретение относится к способу получения вспученных гранул из пескоподобного минерального материала, который содержит связанное вспучивающее вещество, например, вспученных гранул перлитового песка, при этом пескоподобный минеральный материал подают в загрузочное отверстие на одном конце шахты печи в направлении подачи сырья вдоль зоны термообработки, предпочтительно под действием силы тяжести, нагревают до критической температуры во время прохождения через участок термообработки, в результате чего пескоподобный минеральный материал становится пластичным и начинает вспучиваться под действием вспучивающего вещества, а вспученные гранулы выгружают на другом конце шахты печи.The invention relates to a method for producing expanded granules from a sand-like mineral material, which contains a bound intumescent substance, for example, expanded granules of perlite sand, wherein the sand-like mineral material is fed into a loading hole at one end of the furnace shaft in the direction of supply of raw materials along the heat treatment zone, preferably under the influence of gravity, is heated to a critical temperature while passing through the heat treatment section, as a result of which the sand-like mineral material becomes plastic and begins to swell under the influence of the intumescent agent, and the inflated granules are discharged at the other end of the furnace shaft.

Изобретение также относится к вспученным гранулам, полученным из пескоподобного минерального материала, например, вспученным гранулам из перлитового песка, и применению вспученных гранул в качестве минерального наполнителя для битумного продукта.The invention also relates to expanded granules obtained from sand-like mineral material, for example, expanded granules from perlite sand, and the use of expanded granules as a mineral filler for a bitumen product.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

Легкие материалы являются основными материалами, которые востребованы в строительной отрасли для различных областей применения, от изоляции до готовой штукатурки. В основном облегченные материалы можно разделить на материалы нефтяного и минерального происхождения.Lightweight materials are the primary materials sought after by the construction industry for a variety of applications, from insulation to finished plaster. Basically, lightweight materials can be divided into materials of petroleum and mineral origin.

Несмотря на то, что материалы нефтяного происхождения отличаются хорошо изученным производственным процессом, их недостатком является горючесть. С другой стороны, материалы минерального происхождения, которые в основном представляют собой горные породы, содержащие (кристаллическую) воду, такие как перлит, обсидиан и т.д., в гранулированной форме, не являются горючими. Тем не менее их производственный процесс гораздо менее изучен, чем процесс производства материалов нефтяного происхождения. В особенно с учетом достижимых качественных показателей производственный процесс до сих нуждается в дальнейшей доработке.Despite the fact that petroleum-derived materials have a well-studied production process, their disadvantage is flammability. On the other hand, materials of mineral origin, which are mainly rocks containing (crystalline) water, such as perlite, obsidian, etc., in granular form, are not flammable. However, their production process is much less studied than that of petroleum-derived materials. Especially taking into account the achievable quality indicators, the production process still requires further development.

Согласно уровню техники в производственном процессе давно широко используются печи, в которых нагретый воздух для сжигания подается снизу вверх через вертикально расположенные трубы. Пескоподобный минеральный материал, подлежащий вспучиванию, нагревают в горячих уходящих газах в противотоке до температуры значительно выше критической, которая, как правило, составляет от 750°С до 800°С, в редких случаях выше 800°С, при этом в этот момент пескоподобный минеральный материал становится пластичным, а вода, находящаяся в связанном состоянии в материале, испаряется. Испарение сопровождается вспучиванием пескоподобного минерального материала.According to the state of the art, furnaces in which heated combustion air is supplied from bottom to top through vertically arranged pipes have long been widely used in the production process. The sand-like mineral material to be expanded is heated in hot flue gases in countercurrent to a temperature well above the critical temperature, which is usually from 750°C to 800°C, in rare cases above 800°C, at which point the sand-like mineral the material becomes plastic, and the water bound in the material evaporates. Evaporation is accompanied by swelling of sand-like mineral material.

Основным недостатком данных печей является то, что вспучивание пескоподобного минерального материала практически не контролируется, т.е. пескоподобный минеральный материал нагревается очень быстро и значительно выше критической температуры, поэтому поверхность вспученных гранул растрескивается. В результате получают гранулят с открытыми порами, который очень легкий, хрупкий, но при этом очень гигроскопичный. Почти всегда в случаях, когда подобный вспученный гранулят с открытыми порами смешивают с другими компонентами для получения композиционного материала, наблюдается истирание материала, уменьшающего его объем и, в частности, объем пор вспученных гранул с открытыми порами, и таким образом, облегчающий и изолирующий эффект. Высокая гигроскопичность вспученных гранул очень нежелательна, в особенности для изоляции и штукатурки, так как материал поглощает и накапливает влагу. Для предотвращения гигроскопичности необходима последующая пропитка материала силиконом. Однако это приводит к дорогостоящему дополнительному технологическому этапу, который сочетается со значительным недостатком (силикон воспламеняется примерно при 200°С).The main disadvantage of these furnaces is that the swelling of sand-like mineral material is practically not controlled, i.e. The sand-like mineral material heats up very quickly and well above the critical temperature, so the surface of the expanded granules cracks. The result is an open-pore granulate that is very light, brittle, but also very hygroscopic. Almost always, when such open cell expanded granules are mixed with other components to form a composite material, abrasion of the material is observed, reducing its volume and, in particular, the pore volume of the open cell expanded granules, and thus the lightening and insulating effect. The high hygroscopicity of expanded granules is very undesirable, especially for insulation and plaster, since the material absorbs and accumulates moisture. To prevent hygroscopicity, subsequent impregnation of the material with silicone is necessary. However, this leads to an expensive additional process step, which comes with a significant disadvantage (silicone ignites at approximately 200°C).

Для устранения упомянутых выше недостатков в ЕР 2697181 В1 предлагается способ вспучивания пескоподобного минерального материала, с помощью которого можно гарантировать, что вспученные гранулы имеют по большей степени закрытопористую поверхность, поэтому имеют незначительную или не имеют гигроскопичности.To overcome the above-mentioned disadvantages, EP 2697181 B1 proposes a method for expanding sand-like mineral material, with which it can be ensured that the expanded granules have a largely closed-porous surface and therefore have little or no hygroscopicity.

Для описанного способа можно сделать вывод о том, что процесс вспучивания является изоэнтальпическим процессом. Обнаруживается охлаждение гранулята, связанное с изоэнтальпическим вспучиванием, при этом целенаправленно снижается температуру вдоль остаточного пути прохождения вспученного гранулята, чтобы не происходило дальнейшего вспучивания.For the described method, we can conclude that the swelling process is an isenthalpic process. A cooling of the granulate associated with isenthalpic swelling is detected, and the temperature along the remaining path of the expanded granulate is purposefully reduced so that no further swelling occurs.

Несмотря на то, что гранулы, вспученные согласно данному процессу, отличаются высоким качеством и негигроскопичностью, их нельзя использовать в некоторых областях по причине неподходящих физических свойств.Although the granules expanded by this process are of high quality and non-hygroscopic, they cannot be used in some applications due to unsuitable physical properties.

ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECTIVE OF THE INVENTION

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу получения вспученных гранул из минерального материала, который не имеет упомянутых недостатков предшествующего уровня техники. В частности, вспученные гранулы должны быть универсальными.Thus, the present invention relates to a method for producing expanded granules from mineral material, which does not have the mentioned disadvantages of the prior art. In particular, expanded granules should be universal.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к способу получения вспученных гранул пескоподобного минерального материала, в состав которого входит связанное вспучивающее вещество, например, вспученных гранул перлитного песка, который включает подачу пескоподобного минерального материалаThis invention relates to a method for producing expanded granules of sand-like mineral material, which includes a bound intumescent substance, for example, expanded granules of perlite sand, which includes feeding the sand-like mineral material

- в загрузочное отверстие на одном конце шахты печи,- into the loading hole at one end of the furnace shaft,

- транспортировку в направлении участка термообработки, предпочтительно под действием силы тяжести,- transport towards the heat treatment area, preferably under the influence of gravity,

- нагревание до критической температуры при транспортировке на участке термообработки, при котором пескоподобно-зернистый, минеральный материал приобретает пластичность и начинает набухать за счет вспучивающего вещества,- heating to a critical temperature during transportation in the heat treatment section, at which the sand-like granular mineral material acquires plasticity and begins to swell due to the intumescent substance,

- и выгрузку вспученных гранул на другом конце шахты печи,- and unloading of the expanded granules at the other end of the furnace shaft,

характеризующийся тем, что пескоподобный минеральный материал нагревают до второй температуры выше критического значения после достижения критической температуры, при этом вторая температура ниже третьей температуры, при которой растрескивается поверхность вспученных гранул, а вторую температуру выбираю в зависимости от необходимой плотности вспученных гранул и выбирают так, чтобы часть вспучивающего вещества оставалась в гранулах в связанном состоянии.characterized in that the sand-like mineral material is heated to a second temperature above a critical value after reaching a critical temperature, wherein the second temperature is lower than the third temperature at which the surface of the expanded granules cracks, and the second temperature is selected depending on the required density of the expanded granules and is selected so that part of the intumescent substance remained in the granules in a bound state.

Установлено, что вопреки известным данным и предположениям согласно предшествующему уровню техники, при температуре выше критической имеется температурный диапазон, в котором вспучивание пескоподобного минерального материала достигается при выбранной второй температуре, до которой нагревается пескоподобный минеральный материал, регулируемый в определенных пределах без растрескивания поверхности вспученных гранул.It has been found that, contrary to the known data and assumptions of the prior art, above the critical temperature there is a temperature range in which expansion of the sand-like mineral material is achieved at a selected second temperature to which the sand-like mineral material is heated, controlled within certain limits without cracking the surface of the expanded granules.

Что касается растрескивании поверхности, следует отметить, что по замыслу изобретения поверхность вспученных гранул не считается растрескавшейся и, следовательно, является закрытопористой, если растрескивается менее 15%, предпочтительно менее 10%, особенно предпочтительно менее 5% поверхности вспученных гранул, а остальная поверхность является гладкой.With regard to surface cracking, it should be noted that, according to the concept of the invention, the surface of the expanded granules is not considered to be cracked and, therefore, is closed-pore, if less than 15%, preferably less than 10%, especially preferably less than 5% of the surface of the expanded granules is cracked, and the remaining surface is smooth .

Поверхности, которые имеют небольшое растрескивание, также приводят к минимальной гигроскопичности или вообще к отсутствию гигроскопичности, а также высокой механической стабильности вспученных гранул.Surfaces that exhibit little cracking also result in minimal or no hygroscopicity and high mechanical stability of the expanded granules.

Также было обнаружено, что контролируемое вспучивание пескоподобного минерального материала позволяет регулировать плотность [кг/м³] или коэффициент расширения вспученных гранул для соответствующих областей применения. То есть, при подборе подходящей второй температуры можно получить вспученные гранулы с различной плотностью и, следовательно, прочностью, которые, тем не менее, имеют закрытопористые поверхности, являются механически стабильными и негигроскопичными.It has also been found that controlled expansion of the sand-like mineral material allows the density [kg/m ³ ] or coefficient of expansion of the expanded granules to be adjusted for appropriate applications. That is, by selecting a suitable second temperature, it is possible to obtain expanded granules with different densities and, therefore, strength, which, nevertheless, have closed-porous surfaces, are mechanically stable and non-hygroscopic.

Под коэффициентом разбухания следует понимать отношение объема пескоподобного минерального материала до вспучивания к объему гранул после вспучивания. Чем ближе вторая температура к критической, тем меньше вспучивается пескоподобный минеральный материал, т.е. тем ниже коэффициент разбухания гранул. В этом случае часть вспучивающего вещества не задействуется при вспучивании. Вспучивающее вещество остается в связанной форме в гранулах. При повышении второй температуры коэффициент вспучивания гранул также увеличивается. Чем ближе вторая температура к третьей температуре, тем больше вспучивающего вещества используется при вспучивании, т.е. тем меньше вспучивающего вещества остается в связанном виде в гранулах.The swelling coefficient should be understood as the ratio of the volume of sand-like mineral material before swelling to the volume of granules after swelling. The closer the second temperature is to the critical temperature, the less the sand-like mineral material swells, i.e. the lower the swelling coefficient of the granules. In this case, part of the intumescent agent is not used during swelling. The intumescent agent remains in bound form in the granules. As the second temperature increases, the swelling coefficient of the granules also increases. The closer the second temperature is to the third temperature, the more intumescent agent is used during expansion, i.e. the less intumescent remains bound in the granules.

Это означает, что выбор второй температуры позволяет регулировать вспучивание в том смысле, что устанавливается остаточное содержание влаги во вспученных гранулах, т.е. доля воды в сырье, которая не задействуется при вспучивании, что, в свою очередь, позволяет спрогнозировать целевую плотность вспученных гранул. Чем ниже выбранная вторая температура, тем выше плотность вспученных гранул. Чем выше выбранная вторая температура, тем ниже плотность вспученных гранул. Поскольку плотность пропорциональна механической прочности, то механическая прочность вспученных гранул также ниже при меньшей плотности и выше при более высокой плотности вспученных гранул. Всегда имеется возможность выбрать для любой практической области применения вспученных гранул ту плотность, при которой механическая прочность будет достаточной. Это гарантирует, что вспученные гранулы будут стабильными настолько, насколько необходимо, но в то же время иметь максимально возможную легкость. Таким образом, вспученные гранулы можно использовать в разных областях применения и могут быть адаптированы к соответствующим областям применения при реализации способа согласно изобретению таким образом, чтобы решение было оптимально эффективным.This means that the choice of the second temperature makes it possible to regulate the expansion in the sense that the residual moisture content in the expanded granules is established, i.e. the proportion of water in the raw material that is not used during expansion, which, in turn, allows us to predict the target density of expanded granules. The lower the selected second temperature, the higher the density of the expanded granules. The higher the selected second temperature, the lower the density of the expanded granules. Since density is proportional to mechanical strength, the mechanical strength of expanded granules is also lower at lower densities and higher at higher densities of expanded granules. For any practical application of expanded granules, it is always possible to choose the density at which the mechanical strength will be sufficient. This ensures that the expanded granules are as stable as required, while at the same time being as light as possible. Thus, the expanded granules can be used in different fields of application and can be adapted to the respective fields of application when implementing the method according to the invention so that the solution is optimally effective.

В особенно предпочтительном варианте реализации изобретения способ включает следующее:In a particularly preferred embodiment of the invention, the method includes the following:

Пескоподобный минеральный материал сначала нагревают до критической температуры, а затем до второй температуры при передаче по участку термообработки. При температуре выше критической пескоподобный минеральный материал, состоящий из множества частиц, каждая из которых имеет определенную структуру и поверхность, приобретает пластичность, то есть пескоподобный минеральный материал становится мягким.The sand-like mineral material is first heated to a critical temperature and then to a second temperature when conveyed through the heat treatment section. At temperatures above critical, the sand-like mineral material, consisting of many particles, each of which has a specific structure and surface, acquires plasticity, that is, the sand-like mineral material becomes soft.

Благодаря вспучивающему веществу большая часть пескоподобного минерального материала начинает вспучиваться при критической температуре. В рассматриваемом контексте под словом «большая часть» понимается то, что более 80%, предпочтительно более 90%, особенно предпочтительно более 95% направляемого пескоподобного минерального материала начинает вспучиваться.Due to the intumescent agent, most sand-like mineral material begins to swell at a critical temperature. In this context, by "most" is meant that more than 80%, preferably more than 90%, especially preferably more than 95% of the sand-like mineral material being directed begins to swell.

Поскольку не все частицы подаваемого пескоподобного минерального материала имеют одинаковые физические и химические параметры, нельзя полностью исключить того, что пластификация и, следовательно, процесс вспучивания начинается для определенного количества частиц позже, чем для большинства частиц. По этой причине предпочтительно требуется, чтобы пескоподобный минеральный материал имел частицы с как можно более идентичными свойствами, чтобы нагрев минерального материала при реализации способа согласно изобретению был одинаковым для всех частиц или по меньшей мере для большинства частиц.Since not all particles of the supplied sand-like mineral material have the same physical and chemical parameters, it cannot be completely ruled out that plasticization and, therefore, the swelling process begins later for a certain number of particles than for the majority of particles. For this reason, it is preferably required that the sand-like mineral material has particles with as identical properties as possible, so that the heating of the mineral material during the implementation of the method according to the invention is the same for all particles, or at least for the majority of the particles.

Вторая температура находится в диапазоне от критической температурой до третьей температуры, при этом поверхность гранул растрескивается при третьей температуре. В диапазоне между критической температурой и третьей температурой пескоподобное минеральное вещество максимально вспучивается без растрескивания поверхности.The second temperature ranges from the critical temperature to the third temperature, and the surface of the granules cracks at the third temperature. In the range between the critical temperature and the third temperature, the sand-like mineral substance swells to its maximum without cracking the surface.

Структура и поверхности пескоподобного минерального материала имеют вязкость, зависимую от температуры. При более высоких температурах поверхности и основная часть пескоподобного минерального материала имеют меньшую вязкость, поэтому пескоподобный минеральный материал больше вспучивается за счет испаряющегося вспучивающего вещества. При температуре ниже критической вязкость материала настолько высока, что поверхности и основная часть пескоподобного минерального материала не становятся пластичными и не происходит вспучивания. При температурах выше третьей температуры вязкость основной части и поверхностей также является очень низкой, а давление испарения вспучивающего вещества настолько значительное, что поверхности вспучиваемых гранул при вспучивании растрескиваются. Это означает, что вязкость гранулята, вспучивание и впоследствии плотность и механическая прочность вспученных гранул можно регулировать при установлении второй температуры.The structure and surfaces of sand-like mineral material have a temperature-dependent viscosity. At higher temperatures, the surfaces and bulk of the sand-like mineral material have less viscosity, so the sand-like mineral material swells more due to the evaporation of the intumescent material. Below the critical temperature, the viscosity of the material is so high that the surfaces and the bulk of the sand-like mineral material do not become plastic and swelling does not occur. At temperatures above the third temperature, the viscosity of the main body and surfaces is also very low, and the evaporation pressure of the intumescent agent is so significant that the surfaces of the intumescent granules crack when intumescent. This means that the viscosity of the granulate, the expansion and subsequently the density and mechanical strength of the expanded granules can be adjusted by setting the second temperature.

Как уже указывалось выше, было установлено, что коэффициент вспучивания или плотность вспученных гранул можно регулировать при установлении второй температуры таким образом, чтобы значение второй температуры был обратно пропорционально плотности вспученных гранул, т.е. чем ниже вторая температура, тем выше плотность вспученных гранул и наоборот. Как указано выше, плотность пропорциональна механической прочности. Таким образом, при меньшей плотности вспученных гранул их механическая прочность также ниже, а при большей плотности вспученных гранул механическая прочность выше. Всегда имеется возможность выбрать для любой практической области применения вспученных гранул ту плотность, при которой механическая прочность будет достаточной.As already indicated above, it has been found that the expansion coefficient or density of the expanded granules can be adjusted by setting the second temperature so that the value of the second temperature is inversely proportional to the density of the expanded granules, i.e. the lower the second temperature, the higher the density of the expanded granules and vice versa. As stated above, density is proportional to mechanical strength. Thus, with a lower density of expanded granules, their mechanical strength is also lower, and with a higher density of expanded granules, the mechanical strength is higher. For any practical application of expanded granules, it is always possible to choose the density at which the mechanical strength will be sufficient.

Это гарантирует, что вспученные гранулы не только обладают преимуществами, связанными с закрытопористой структурой, но и являются стабильными и то же время достаточно легкими. Таким образом, вспученные гранулы можно использовать в разных областях применения и могут быть адаптированы к соответствующим областям применения при реализации способа согласно изобретению таким образом, чтобы решение было оптимально эффективным.This ensures that the expanded granules not only have the advantages of a closed-cell structure, but are also stable and at the same time sufficiently light. Thus, the expanded granules can be used in different fields of application and can be adapted to the respective fields of application when implementing the method according to the invention so that the solution is optimally effective.

Частицы вспученных гранул с закрытопористой поверхностью имеют идеальную сферическую форму, но также могут быть и яйцевидными, картофелевидными или иметь вид нескольких связанных образований (подобно нескольким соединенным мыльным пузырям).Particles of expanded granules with a closed-porous surface have an ideal spherical shape, but can also be ovoid, potato-shaped, or have the appearance of several connected formations (like several connected soap bubbles).

Вспучивающее вещество более или менее равномерно связывается внутри частиц гранулята. В зависимости от распределения вспучивающего вещества в частицах при вспучивании может образоваться несколько вспученных частиц, которые не отделяются друг от друга и образуют несколько связанных образований.The intumescent agent binds more or less uniformly within the granulate particles. Depending on the distribution of the intumescent agent in the particles, expansion may result in the formation of several inflated particles that do not separate from each other and form several associated formations.

В альтернативном варианте реализации способ согласно изобретению предусматривает, что пескоподобный минеральный материал сначала предварительно нагревают до температуры предварительного нагрева ниже критического значения, предпочтительно до не более 750°С, после его подачи в шахту печи при подготовке к вспучиванию.In an alternative embodiment, the method according to the invention provides that the sand-like mineral material is first preheated to a preheat temperature below a critical value, preferably not more than 750° C., after it is fed into the furnace shaft in preparation for expansion.

В зависимости от сырья в виде пескоподобного минерального материала, может отсутствовать необходимость предварительного нагрева до 750°С. Требуется только следить за тем, чтобы температура не превышала 750°С, хотя в зависимости от размера частиц сырья она может снижаться и быть значительно ниже 750°С. Например, температура предварительного нагрева может находиться в диапазоне от 500°С до 650°С.Depending on the feedstock being a sand-like mineral material, preheating to 750°C may not be necessary. It is only necessary to ensure that the temperature does not exceed 750°C, although depending on the particle size of the raw material, it can be reduced and be significantly below 750°C. For example, the preheat temperature may be in the range from 500°C to 650°C.

Цель предварительного нагрева заключается в медленном нагревании частиц минерального материала до сердцевины перед вспучиванием. При нагреве до температуры предварительного нагрева все слои пескоподобного минерального материала (от поверхности до сердцевины) нагреваются медленно, а не скачкообразно.The purpose of preheating is to slowly heat the mineral material particles to the core before swelling. When heated to preheat temperature, all layers of sand-like mineral material (from surface to core) are heated slowly rather than abruptly.

Необходимо следить за тем, чтобы в результате предварительного нагрева в слоях пескоподобного минерального материала наблюдался как можно более равномерный температурный профиль. Ограничение температуры предварительного нагрева предотвращает вспучивание наружных, приповерхностных слоев и образование изолирующего слоя, который приводит к слишком быстрому нагреву сердцевины до критической температуры. Кроме того, ограничение температуры предварительного нагрева позволяет предотвратить за счет вспучивающего вещества создания такого давления, при котором пескоподобный минеральный материал неконтролируемо вспучивается, что вызывает растрескивание поверхности.Care must be taken to ensure that the preheating results in as uniform a temperature profile as possible in the layers of sand-like mineral material. Limiting the preheat temperature prevents the outer, near-surface layers from swelling and forming an insulating layer, which leads to the core heating too quickly to a critical temperature. In addition, limiting the preheat temperature prevents the intumescent agent from creating pressure such that the sand-like mineral material swells uncontrollably, causing surface cracking.

В альтернативном варианте реализации способ согласно изобретению предусматривает, что время до достижения температуры предварительного нагрева составляет от 0,5 до 1,5 секунд, предпочтительно от 0,5 до 2 секунд, особенно предпочтительно от 0,5 до 3 секунд.In an alternative embodiment, the method according to the invention provides that the time until the preheat temperature is reached is from 0.5 to 1.5 seconds, preferably from 0.5 to 2 seconds, particularly preferably from 0.5 to 3 seconds.

Как указано выше, требуется, чтобы сырье в шахте печи нагревалось медленно, а не резко. Поэтому помимо ограничения температуры предварительного нагрева требуется также регулировать подачу тепла в шахту печи таким образом, чтобы температура предварительного нагрева (не обязательно максимальная температура предварительного нагрева) достигалась как можно медленнее в граничных производственных условиях (допустимое расстояние подачи сырья).As stated above, it is required that the raw materials in the furnace shaft are heated slowly and not sharply. Therefore, in addition to limiting the preheat temperature, it is also necessary to regulate the heat supply to the furnace shaft so that the preheat temperature (not necessarily the maximum preheat temperature) is reached as slowly as possible under the production boundary conditions (allowable feed distance).

Повышение температуры при предварительном нагреве предпочтительно является линейным. Однако также возможно, что повышение температуры до достижения температуры предварительного нагрева будет экспоненциальным или ограниченным.The temperature rise during preheating is preferably linear. However, it is also possible that the temperature increase until the preheat temperature is reached will be exponential or limited.

В предпочтительном варианте реализации способа согласно изобретению предусматривает, что участок термообработки содержит нагревательные элементы для передачи тепла к пескоподобному минеральному материалу, при этом включение нагревательных элементов осуществляется на расстояния не менее 1 м, предпочтительно на расстояния не менее 2,5 м, в особенности предпочтительно в пределах не менее 4 м от загрузочного отверстия при температуре сырья не более 750°С.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the heat treatment section contains heating elements for transferring heat to the sand-like mineral material, wherein the heating elements are switched on over distances of at least 1 m, preferably over distances of at least 2.5 m, particularly preferably at within at least 4 m from the loading opening at a raw material temperature of no more than 750°C.

В результате начало вспучивания в шахте печи может быть максимально отложено, с учетом сырья и задаваемой плотности. Чем позже происходит начало вспучивания, тем дольше и равномернее осуществляется предварительный нагрев. В любом случае требуется, чтобы остаточное расстояние подачи сырье было достаточным для достижения второй температуры и, следовательно, нужной плотности.As a result, the onset of swelling in the furnace shaft can be delayed as much as possible, taking into account the raw material and the specified density. The later the onset of swelling occurs, the longer and more uniform the preheating is. In any case, it is required that the remaining supply distance of the raw material is sufficient to achieve the second temperature and, therefore, the desired density.

При использовании соответствующего легкого сырья можно просто управлять работой только нагревательных элементов, расположенных на расстоянии 1 м от загрузочного отверстия, с температурой подачи не более 750°С, поскольку они являются достаточными для медленного и равномерного нагрева. С другой стороны, при более тяжелом сырье может потребоваться контроль всех нагревательных элементов, расположенных на расстоянии 4 м от загрузочного отверстия, при максимальной температуре сырья 750°С, поскольку в этом случае для равномерного непрерывного нагрева требуется большая траектория падения.When using suitable lightweight raw materials, it is possible to simply control the operation of only the heating elements located at a distance of 1 m from the feed opening, with a feed temperature of no more than 750 ° C, since they are sufficient for slow and even heating. On the other hand, with heavier feedstocks, it may be necessary to control all heating elements located at a distance of 4 m from the feed opening, with a maximum feed temperature of 750°C, since in this case a large drop path is required for uniform, continuous heating.

В альтернативном варианте реализации способ согласно изобретению предусматривает, что нагревательные элементы, расположенные на выходе и регулируемые по температуре сырья в направлении подачи, включаются при температуре, которая превышает температуру сырья, предпочтительно находится в диапазоне от 800 до 1100°С. Это гарантирует достижение по меньшей мере критической температуры, при которой происходит вспучивание.In an alternative embodiment, the method according to the invention provides that the heating elements located at the outlet and controlled by the temperature of the raw material in the supply direction are switched on at a temperature that exceeds the temperature of the raw material, preferably in the range from 800 to 1100°C. This ensures that at least the critical temperature at which swelling occurs is reached.

В альтернативном варианте реализации способ согласно изобретению предусматривает, что вторая температура находится в диапазоне температур от критической до превышающих критическую в 1,5, или 1,4, или 1,3, или 1,2, или 1,1 раза. Это означает, что в зависимости от вида сырья и размера исходных частиц вторая температура не превышает критическую температуру в 1,5 раза. За счет подбора второй температуры, которая в любом случае ниже третьей температуры, гарантируется, что в зависимости от сырья, более 85%, предпочтительно более 90%, особенно предпочтительно более 95% вспученных гранул после вспучивания при второй температуре будут иметь закрытопористую поверхность без трещин.In an alternative embodiment, the method according to the invention provides that the second temperature is in the temperature range from the critical temperature to 1.5, or 1.4, or 1.3, or 1.2, or 1.1 times the critical temperature. This means that, depending on the type of raw material and the size of the initial particles, the second temperature does not exceed the critical temperature by 1.5 times. By selecting the second temperature, which is in any case lower than the third temperature, it is ensured that, depending on the raw material, more than 85%, preferably more than 90%, especially preferably more than 95% of the expanded granules after expansion at the second temperature will have a closed-cell surface without cracks.

В альтернативном варианте реализации способ согласно изобретению предусматривает, что первую температуру и/или критическую температуру, и/или третью температуру для определенного вида сырья определяют экспериментально перед его подачей в шахту печи, при этом первую и/или критическую температуру можно определить, например, с помощью испытательной печи, предпочтительно муфельной печи. Это означает, что соответствующие температуры определяют (в особенности для неизвестного сырья) экспериментально до подачи гранулята в шахту печи. В том числе при этом устанавливают влажность гранул и процент потери в массе при высушивании. Однако если сырье не различается (аналогичный тип исходного песка и размер частиц), новой оценки не требуется.In an alternative embodiment, the method according to the invention provides that the first temperature and/or critical temperature, and/or third temperature for a certain type of raw material is determined experimentally before it is fed into the furnace shaft, wherein the first and/or critical temperature can be determined, for example, with using a test furnace, preferably a muffle furnace. This means that the appropriate temperatures are determined (especially for unknown raw materials) experimentally before the granulate is fed into the furnace shaft. This includes determining the moisture content of the granules and the percentage of weight loss during drying. However, if the raw materials are the same (same original sand type and particle size), no new assessment is required.

Затем определяют первую температуру и/или критическую температуру, и/или третью температуру в зависимости от класса пескоподобного минерального материала, начального размера частиц пескоподобного минерального материала и массы вспучивающего вещества. Затем, в зависимости от нужной плотности, определяют вторую температуру.The first temperature and/or critical temperature and/or third temperature are then determined depending on the class of the sand-like mineral material, the initial particle size of the sand-like mineral material and the mass of the intumescent material. Then, depending on the desired density, the second temperature is determined.

В альтернативном варианте реализации изобретения способ предусматривает, что вспучивающее вещество содержит воду, которая находится в связанном состоянии в пескоподобном минеральном материале.In an alternative embodiment of the invention, the method provides that the intumescent agent contains water, which is bound in the sand-like mineral material.

Как уже было указано выше, пескоподобный минеральный материал приобретает пластичность при критической температуре, при этом испаряющееся вспучивающее вещество на водной основе оказывает влияние на пескоподобный минеральный материал, в частности на его поверхность, и вызывает вспучивание.As stated above, the sand-like mineral material becomes plastic at a critical temperature, and the evaporating water-based intumescent agent affects the sand-like mineral material, particularly its surface, and causes swelling.

В альтернативном варианте реализации изобретения способ предусматривает, что после достижения второй температуры подвод тепла к вспученным гранулам регулируют таким образом, чтобы температура вспученных гранул больше не повышалась. Это останавливает дальнейшее вспучивание и предотвращает растрескивание гранул, при этом поддерживается определенный коэффициент вспучивания при заданной второй температуре. Таким образом, большая часть, т.е. более 85%, предпочтительно более 90%, особенно предпочтительно более 95% вспученных гранул на другом конце шахты печи имеют закрытопористую поверхность и плотность, которую можно регулировать с учетом второй температуры. Полученные вспученные гранулы отличаются отсутствием гигроскопичности или, на практике, незначительной отрицательной гигроскопичностью и высокой механической стабильностью.In an alternative embodiment of the invention, the method provides that after reaching the second temperature, the heat supply to the expanded granules is adjusted so that the temperature of the expanded granules does not increase further. This stops further swelling and prevents cracking of the granules, while maintaining a certain expansion coefficient at a given second temperature. Thus, the majority, i.e. more than 85%, preferably more than 90%, especially preferably more than 95% of the expanded granules at the other end of the furnace shaft have a closed-cell surface and a density that can be adjusted taking into account the second temperature. The resulting expanded granules are characterized by the absence of hygroscopicity or, in practice, slight negative hygroscopicity and high mechanical stability.

Тепловую мощность нагревательных элементов в зонах нагрева на участке термообработки, остающихся после вспучивания, предпочтительно последовательно уменьшают. Это означает, что после достижения второй температуры температура вспученных гранул снижается.The thermal power of the heating elements in the heating zones in the heat treatment section remaining after swelling is preferably successively reduced. This means that after reaching the second temperature, the temperature of the expanded granules decreases.

Можно предположить, что вторая температура достигается только в зоне термообработки, которая находится рядом с другим концом шахты печи. Преимущество этого заключается в том, что количество нагревательных элементов, расположенных за зоной в направлении передачи сырья, остается небольшим.It can be assumed that the second temperature is achieved only in the heat treatment zone, which is located near the other end of the furnace shaft. The advantage of this is that the number of heating elements located behind the zone in the direction of transfer of raw materials remains small.

Если вспучивание происходит в зоне термообработки, которая находится не рядом с другим концом шахты печи, а, например, в центральной части шахты, также можно предположить, что на выходе из зоны в направлении передачи сырья за областью, в которой достигается вторая температура, не будет находиться работающих нагревательных элементов.If swelling occurs in the heat treatment zone, which is not located near the other end of the furnace shaft, but, for example, in the central part of the shaft, it can also be assumed that there will be no there are working heating elements.

Это гарантирует отсутствие дальнейшего вспучивания после прохождения указанной зоны и то, что вспученный гранулят, который имеет в основном закрытопористую поверхность, не растрескается.This ensures that there is no further swelling after passing through this zone and that the expanded granulate, which has a substantially closed-porous surface, does not crack.

Согласно настоящему изобретению вспученный гранулят можно использовать в качестве минерального наполнителя в битумном продукте. Это наиболее предпочтительная область применения вспученных гранул с закрытопористой поверхностью и определенной плотностью. Это связано с тем, что использование вспученных гранул позволяет оптимизировать массу битумного продукта без негативного влияния на герметизирующий эффект битумного продукта.According to the present invention, the expanded granulate can be used as a mineral filler in a bitumen product. This is the most preferred area of application for expanded granules with a closed-porous surface and a certain density. This is because the use of expanded granules allows the mass of the bitumen product to be optimized without negatively affecting the sealing effect of the bitumen product.

СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMETHODS FOR IMPLEMENTING THE INVENTION

Объяснение изобретения более подробно приводится с использованием двух примерных вариантов реализации, при этом перлитовый песок применяется в качестве сырья для производства вспученных гранул в обоих вариантах реализации.The invention is explained in more detail using two exemplary embodiments, with perlite sand being used as a raw material for the production of expanded granules in both embodiments.

В первом примерном варианте реализации (перлит А) невспученный перлитовый песок А имеет исходный размер частиц в диапазоне от 100 до 300 мкм. При значении температуры выше критического, которое в этом варианте реализации составляет 790°С и ниже третьей температуры, составляющей >1080°С, имеется диапазон температур, в пределах которого происходит вспучивание перлитового песка А при выбранной второй температуре, до которой нагревается перлитовый песок А без растрескивания поверхности, а часть вспучивающей добавки остается в связанном состоянии в гранулах и не используется для вспучивания.In the first exemplary embodiment (perlite A), unexpanded perlite sand A has an initial particle size in the range of 100 to 300 microns. At a temperature value above the critical temperature, which in this embodiment is 790°C and below the third temperature, which is >1080°C, there is a temperature range within which swelling of perlite sand A occurs at the selected second temperature to which perlite sand A is heated without cracking of the surface, and part of the intumescent additive remains bound in the granules and is not used for swelling.

За счет контролируемого вспучивания и сохранения неактивной части связанной вспучивающей добавки можно регулировать объемную плотность и соответствующую прочность на сжатие вспученного перлита А в соответствующих областях применения.By controlled expansion and retention of the inactive portion of the bound intumescent additive, the bulk density and associated compressive strength of expanded perlite A can be controlled in appropriate applications.

В таблице 1 представлены (исключительно в качестве примера) данные о корреляции второй температуры и объемной плотности вспученных гранул и прочности на сжатие для перлита А при нагревании до второй температуры. Кроме того, согласно данным из таблицы 1 видно, что уровень остаточной влаги в частицах вспученного перлита А, которая сохраняется за счет связанной вспучивающей добавки, т.е. воды, видимым образом изменяется.Table 1 presents (by way of example only) data on the correlation of the second temperature and the bulk density of the expanded granules and compressive strength for perlite A when heated to the second temperature. In addition, according to the data from Table 1, it is clear that the level of residual moisture in the particles of expanded perlite A, which is maintained due to the associated expanding additive, i.e. water changes visibly.

В первом варианте реализации изобретения перлитовый песок В сначала доводят до критической температуры 790°С при пропускании через зону термообработки, а затем нагревают до второй температуры. При значении температуре выше критического 790°С перлитовый песок А становится пластичным, а вода, находящаяся в связанном состоянии в перлитовом песке А, так называемая кристаллическая вода, начинает испаряться, а вспучивающая добавка начинает действовать. Одновременно с началом вспучивания перлитовый песок А увеличивается в объеме в сравнении с первоначальным объемом. При нагреве выше третьей температуры, которая в данном варианте реализации равна значению выше 1080°С, то есть, например, может быть 1090°С или 1100°С, или 1200°С, поверхность перлита А начинает растрескиваться. Вода, которая изначально находится в связанном состоянии в грануляте, полностью испаряется.In the first embodiment of the invention, perlite sand B is first brought to a critical temperature of 790° C. when passed through a heat treatment zone, and then heated to a second temperature. At a temperature above the critical 790°C, perlite sand A becomes plastic, and the water in a bound state in perlite sand A, the so-called crystalline water, begins to evaporate, and the intumescent additive begins to act. Simultaneously with the beginning of swelling, perlite sand A increases in volume compared to the initial volume. When heated above the third temperature, which in this embodiment is equal to a value above 1080°C, that is, for example, it may be 1090°C or 1100°C or 1200°C, the surface of pearlite A begins to crack. The water, which is initially bound in the granulate, completely evaporates.

Однако, если температура (вторая температура) ниже третьей температуры, вода сохраняется в гранулах в связанном виде. Долю связанной воды, остающейся в гранулах, и, таким образом, достигаемую объемную плотность можно регулировать за счет выбора второй температуры.However, if the temperature (second temperature) is lower than the third temperature, the water remains bound in the granules. The proportion of bound water remaining in the granules, and thus the achieved bulk density, can be adjusted by selecting the second temperature.

Это подтверждается числовыми данными из таблицы 1. Поскольку имеется прямо пропорциональная зависимость между объемной плотностью и прочностью на сжатие, прочность на сжатие также можно задать за счет выбора второй температуры. В частности, это означает: чем ниже выбранная вторая температура, тем выше объемная плотность вспученного перлита А и, следовательно, его прочность на сжатие. Чем выше выбранная вторая температура, тем ниже объемная плотность вспученного перлита А и, следовательно, его прочность на сжатие. Поэтому выбирая соответствующую вторую температуру, можно гарантировать, что вспученный и, следовательно, негигроскопичный перлит А с закрытыми порами будет иметь соответствующую стабильность и в то же время максимальную легкость, соответственно, вспученный перлит А является универсальным материалом.This is confirmed by the numerical data in Table 1. Since there is a directly proportional relationship between bulk density and compressive strength, the compressive strength can also be set by selecting a second temperature. In particular, this means: the lower the selected second temperature, the higher the bulk density of expanded perlite A and, therefore, its compressive strength. The higher the selected second temperature, the lower the bulk density of expanded perlite A and, consequently, its compressive strength. Therefore, by choosing the appropriate second temperature, it is possible to guarantee that the expanded and therefore non-hygroscopic closed-cell perlite A will have the appropriate stability and at the same time maximum lightness, accordingly, expanded perlite A is a universal material.

Наименьшая насыпная плотность 90 кг/м³ и наименьшая прочность на сжатие 0,15 Н/мм²наблюдаются у перлита А при второй температуре около 1080°С, поскольку в этом случае вторая температура очень близка к третьей температура. Высокая насыпная плотность 400 кг/м³ и высокая прочность на сжатие 3,60 Н/мм² вспученного перлита А наблюдаются при второй температуре 950°С, в этом случае вторая температура ближе к критической температуре. Для сравнения: насыпная плотность невспученного перлитового песка А (сырье) составляет примерно 1050 кг/м³, содержание влаги составляет 3,66% м/м и является только справочным значением исходной доли связанной воды.The lowest bulk density of 90 kg/m ³ and the lowest compressive strength of 0.15 N/mm ² are observed for pearlite A at a second temperature of about 1080 ° C, since in this case the second temperature is very close to the third temperature. A high bulk density of 400 kg/m ³ and a high compressive strength of 3.60 N/mm ² of expanded perlite A are observed at a second temperature of 950°C, in this case the second temperature is closer to the critical temperature. For comparison, the bulk density of unexpanded perlite sand A (raw material) is approximately 1050 kg/m ³ , the moisture content is 3.66% m/m and is only a reference value for the initial proportion of bound water.

Чем ближе вторая температура к критической, тем меньше вспучивается перлитовый песок А. Часть воды сохраняется в связанном виде в перлите А. Чем ближе вторая температура к третьей температуре, тем больше испаряется воды, т.е. тем меньше воды остается в перлите А в связанном виде. Остаточная влажность, показанная в таблице 1, является показателем уровня воды, оставшейся в перлите А после вспучивания. При насыпной плотности вспученного перлита А 90 кг/м³ в материале имеется только 0,74% м/м связанной воды, а при насыпной плотности 400 кг/м³ 1,40% м/м связанной воды. Следует упомянуть, что единицей измерения остаточной влажности, используемой в данном изобретении, является массовый процент [% м/м].The closer the second temperature is to the critical temperature, the less perlite sand A swells. Part of the water is stored bound in perlite A. The closer the second temperature is to the third temperature, the more water evaporates, i.e. the less water remains in perlite A in bound form. The residual moisture content shown in Table 1 is an indication of the level of water remaining in perlite A after expansion. With a bulk density of expanded perlite A of 90 kg/m ³ , the material contains only 0.74% m/m bound water, and with a bulk density of 400 kg/m ³ 1.40% m/m bound water. It should be mentioned that the unit of residual moisture used in this invention is mass percent [% m/m].

Во втором примерном варианте реализации (перлит В) невспученный перлитовый песок В имеет исходный размер частиц в диапазоне от 75 мкм до 170 мкм. Общие положения/определения, приведенные в первом примерном варианте реализации в отношении критической температуры, второй температуры, третьей температуры, объемной плотности, остаточной влажности и прочности на сжатие, и их соотношений друг относительно другу, также применимы ко второму примерному варианту реализации.In a second exemplary embodiment (perlite B), unexpanded perlite sand B has an initial particle size in the range of 75 μm to 170 μm. The general provisions/definitions given in the first exemplary embodiment with respect to critical temperature, second temperature, third temperature, bulk density, residual moisture and compressive strength, and their relationships with each other, also apply to the second exemplary embodiment.

Во втором варианте реализации изобретения перлитовый песок В также сначала доводят до критической температуры 790°С, а затем нагревают до второй температуры при его перемещении через зону термообработки. При значении температуры выше критической 790°С перлитовый песок В также приобретает пластичность, а вода, находящаяся в связанном состоянии в перлитовом песке В, начинает испаряться, а вспучивающая добавка начинает действовать. При нагреве выше третьей температуры, которая в данном варианте реализации равна значению выше 1015°С, то есть, например, может быть 1025°С или 1050°С, или 1100°С, поверхность перлита В начинает растрескиваться. Вода, которая изначально находится в связанном состоянии в грануляте, полностью испаряется.In a second embodiment of the invention, perlite sand B is also first brought to a critical temperature of 790° C. and then heated to a second temperature as it moves through the heat treatment zone. When the temperature is above the critical 790°C, perlite sand B also acquires plasticity, and the water, which is in a bound state in perlite sand B, begins to evaporate, and the intumescent additive begins to act. When heated above the third temperature, which in this embodiment is equal to a value above 1015°C, that is, for example, it may be 1025°C or 1050°C, or 1100°C, the surface of perlite B begins to crack. The water, which is initially bound in the granulate, completely evaporates.

У перлита В наблюдается наиболее низкая насыпная плотность 220 кг/м³ и прочность на сжатие 1,50 Н/мм² при второй температуре около 1015°С. При второй температуре 825°С у вспученного перлита В наблюдается наиболее высокая насыпная плотность 550 кг/м³ и прочность на сжатие 7,80 Н/мм². Установлено, что во втором варианте реализации при насыпной плотности 220 кг/м³ во вспученном перлите В остается 1,03% м/м связанной воды, а при насыпной плотности 550 кг/м³ 1,62% м/м связанной воды. Для сравнения: насыпная плотность невспученного перлитового песка В (сырье) составляет примерно 1000 кг/м³, содержание влаги составляет 3,66% м/м, что в данном варианте реализации является только справочным значением исходного содержания связанной воды.Perlite B has the lowest bulk density of 220 kg/m ³ and a compressive strength of 1.50 N/mm ² at a second temperature of about 1015°C. At the second temperature of 825°C, expanded perlite B has the highest bulk density of 550 kg/m ³ and a compressive strength of 7.80 N/mm ² . It has been established that in the second embodiment, at a bulk density of 220 kg/m ^{3 ,} 1.03% m/m bound water remains in expanded perlite B, and at a bulk density of 550 kg/m ³ 1.62% m/m bound water remains. For comparison, the bulk density of unexpanded perlite sand B (raw material) is approximately 1000 kg/m ³ , the moisture content is 3.66% m/m, which in this embodiment is only a reference value for the initial bound water content.

Таблица 2 также показывает, что третья температура ниже для перлита В по причине более мелкого начального размера частиц в сравнению с перлитом А. В результате более высокая насыпная плотность вспученного перлита В и, следовательно, более высокая прочность на сжатие обеспечиваются при использовании перлитового песка В в сравнении с перлитовым песком А.Table 2 also shows that the third temperature is lower for Perlite B due to the smaller initial particle size compared to Perlite A. As a result, a higher bulk density of expanded Perlite B and therefore higher compressive strength is provided when using Perlite Sand B in comparison with perlite sand A.

Специалисту в данной области техники известно, что для реализации способа согласно изобретению преимущественно требуется, что используемое сырье подвергалось соответствующему кондиционированию перед использованием в способе согласно изобретению для того, чтобы обеспечить одинаковые исходные условия для отдельных частиц песка.One skilled in the art will know that the implementation of the method according to the invention advantageously requires that the raw materials used are subjected to appropriate conditioning before being used in the method according to the invention in order to ensure the same initial conditions for the individual sand particles.

Особенно предпочтительно при соблюдении указанных условий, что более 80%, предпочтительно более 90%, особенно предпочтительно более 95% исходного материала (например, перлитового песка А или песка В) при критической температуре, приведенной в двух вариантах реализации, начинает вспучиваться и распадаться при третьей температуре, приведенной в таблицах, для того, чтобы при выбранной второй температуры можно было гарантировать, что только часть воды, находящейся в связанном состоянии в сырье, принимала участие в процессе вспучивания, а остальная часть оставалась во вспученных гранулах.It is especially preferred, subject to the above conditions, that more than 80%, preferably more than 90%, especially preferably more than 95% of the starting material (for example, perlite sand A or sand B) at the critical temperature given in two embodiments begins to swell and disintegrate at the third temperature given in the tables, so that at the selected second temperature it can be ensured that only part of the water found in a bound state in the raw material takes part in the expansion process, and the rest remains in the expanded granules.

Claims

1. A method for producing expanded perlite granules from a sand-like mineral material - perlite sand, containing a bound expanding substance - water, including the supply of perlite sand

- into the loading hole at one end of the furnace shaft,

- transporting it to the heat treatment area,

- heating to a critical temperature of at least 790°C in the heat treatment section, at which perlite sand acquires plasticity and begins to swell due to the intumescent substance - water,

- subsequent heating to a second temperature not higher than 1080°C, while the second temperature is lower than the third temperature at which the surface of the expanded perlite granules cracks, and the second temperature is selected depending on the required density of the expanded perlite granules and so that part of the expanding substance remains in the expanded perlite granules in a bound state,

- and unloading of expanded perlite granules at the other end of the furnace shaft.

2. The method according to claim 1, characterized in that the perlite sand is first preheated to a temperature of 500-750°C, after it is fed into the furnace shaft in preparation for swelling.

3. The method according to claim 1, characterized in that the heat treatment section contains heating elements for transferring heat to perlite sand, with the heating elements located at a distance of at least 1 m, preferably at a distance of at least 2.5 m, especially preferably at a distance of at least 4 m from the loading opening of the furnace shaft.

4. Method according to claim 2, characterized in that the time required to reach the preheating temperature is from 0.5 to 1.5 seconds, preferably from 0.5 to 2 seconds, especially preferably from 0.5 to 3 seconds .

5. Method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the second temperature is in the range from the critical temperature to values exceeding the critical temperature by 1.3, or 1.2, or 1.1 times.

6. Method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that after reaching the second temperature, the heat supply to the expanded perlite granules is adjusted so that the temperature of the expanded granules does not increase to prevent their cracking.