RU2580855C1 - Method of producing glass-silica based on mining wastes - Google Patents
Method of producing glass-silica based on mining wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580855C1 RU2580855C1 RU2015107584/03A RU2015107584A RU2580855C1 RU 2580855 C1 RU2580855 C1 RU 2580855C1 RU 2015107584/03 A RU2015107584/03 A RU 2015107584/03A RU 2015107584 A RU2015107584 A RU 2015107584A RU 2580855 C1 RU2580855 C1 RU 2580855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- mixture
- sintering
- mass ratio
- silica
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
-
- 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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение касается производства стеклокремнезита на основе отходов горнодобывающей промышленности, используемого в строительстве.The invention relates to the production of fiberglass based on mining waste used in construction.
Известен «Стеклокремнезит», патент РФ №2097344, включающий засыпку в металлическую форму верхнего тонкого слоя кварцевого песка с модулем крупности 2,0-2,4, последующую засыпку верхнего слоя из смеси фторида магния с дробленым отходом оптического стекла фракции 1,25-5,0 мм, спекание гранул при температуре 1300°C в печи в течение 30 минут, кристаллизацию и отжиг изделий.The well-known "Steklokremnezit", RF patent No. 2097344, including filling in the metal form of the upper thin layer of quartz sand with a particle size modulus of 2.0-2.4, subsequent filling of the upper layer of a mixture of magnesium fluoride with crushed waste optical glass fraction 1.25-5 , 0 mm, sintering granules at a temperature of 1300 ° C in an oven for 30 minutes, crystallization and annealing of products.
Недостатком аналога является высокая энергоемкость технологического процесса, а также использование дефицитных сырьевых материалов.The disadvantage of the analogue is the high energy intensity of the process, as well as the use of scarce raw materials.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является «Способ получения стеклокремнезита», патент РФ №2361739, заключающийся в последовательной засыпке нижнего слоя доменным и мартеновским шлаком, взятым при массовом соотношении 1:1 соответственно, и верхнего слоя из смеси листового и светотехнического стекла, взятых при массовом соотношении 1:1 соответственно, с использованием гранул электротермофосфорного шлака, укладываемого между нижним и верхним слоем, с последующим спеканием при температуре 820-870°C, отжигом и обрезкой кромок.Closest to the proposed method according to the technical essence and the achieved result is the "Method for the production of glass silica", RF patent No. 2361739, which consists in sequentially filling the bottom layer with blast furnace and open-hearth slag taken in a mass ratio of 1: 1, respectively, and the upper layer from a mixture of sheet and lighting glass taken with a mass ratio of 1: 1, respectively, using granules of electrothermophosphoric slag, placed between the lower and upper layer, followed by sintering at tempera ature 820-870 ° C, annealing and trimming the edges.
Недостатком данного способа является высокая трудоемкость и длительность технологического процесса, заключающаяся в предварительной укладке нижнего, промежуточного и верхнего слоев, а также высокая энергоемкость.The disadvantage of this method is the high complexity and duration of the process, which consists in pre-laying the lower, intermediate and upper layers, as well as high energy intensity.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение способа получения стеклокремнезита, снижение энергоемкости и трудоемкости технологического процесса.The problem to which the invention is directed, is to simplify the method of producing glass silica fume, reduce the energy intensity and the complexity of the process.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в устранении ряда трудоемких технологических операций, при этом спекание осуществляют при более низкой температуре.The technical result of the invention is to eliminate a number of labor-intensive technological operations, while sintering is carried out at a lower temperature.
Технический результат достигается тем, что способ получения стеклокремнезита на основе отходов горнодобывающей промышленности, включающий рассев, смешение, укладку в формы нижнего слоя, помол, укладку в формы верхнего слоя, спекание, отжиг, обрезку и контроль качества, причем в качестве стеклосодержащего материала нижнего слоя используют смесь отходов горнодобывающей промышленности с жидким стеклом при массовом соотношении 3:1 соответственно, а в качестве стеклосодержащего материала верхнего слоя - смесь гранул тарного стекла с жидким стеклом при массовом соотношении 10:1 соответственно, кроме того, рассев отходов горнодобывающей промышленности осуществляется до 0,5-2,5 мм, а тарных стекол - до 2,0-5,0 мм.The technical result is achieved by the fact that the method of producing glass silica-based on mining waste, including sieving, mixing, laying in the form of the lower layer, grinding, laying in the form of the upper layer, sintering, annealing, cutting and quality control, and as a glass-containing material of the lower layer use a mixture of mining waste with liquid glass at a mass ratio of 3: 1, respectively, and as a glass-containing material of the upper layer, a mixture of granules of container glass with liquid glass with a mass ratio of 10: 1, respectively, in addition, the sieving of mining waste is carried out up to 0.5-2.5 mm, and container glass - up to 2.0-5.0 mm.
Отличительным признаком предлагаемого способа является:A distinctive feature of the proposed method is:
- стеклосодержащий материал нижнего слоя состоит из смеси отходов горнодобывающей промышленности с жидким стеклом при массовом соотношении 3:1 соответственно;- glass-containing material of the lower layer consists of a mixture of mining waste with liquid glass in a mass ratio of 3: 1, respectively;
- стеклосодержащий материала верхнего слоя состоит из смеси гранул тарного стекла с жидким стеклом при массовом соотношении 10:1 соответственно;- glass-containing material of the upper layer consists of a mixture of granules of container glass with liquid glass at a mass ratio of 10: 1, respectively;
- рассев отходов горнодобывающей промышленности осуществляется до 0,5-2,5 мм, а тарных стекол - до 2,0-5,0 мм;- sieving of mining waste is carried out up to 0.5-2.5 mm, and container glass - up to 2.0-5.0 mm;
- отсутствие промежуточного слоя.- lack of an intermediate layer.
Отходы горнодобывающей промышленности (ОГП) представляют собой сыпучий материал, не требующий дробления.Mining industry waste (OGP) is a bulk material that does not require crushing.
В предлагаемом способе по сравнению с известным способом упрощается технология получения стеклокремнезита за счет устранения технологической операции засыпки в формы промежуточного слоя, а также известный способ предусматривает длительную трудоемкую операцию дробления и рассева металлургических шлаков, также высокую температуру спекания, что повышает энергозатраты. В предлагаемом способе существенно снижается длительность и трудоемкость технологического процесса за счет устранения операции дробления доменного и мартеновского шлаков, а также при использовании жидкого стекла снижается температура спекания.In the proposed method, in comparison with the known method, the technology of producing glass silica -ite is simplified by eliminating the technological operation of backfilling into the forms of the intermediate layer, and the known method provides a long labor-intensive operation of crushing and sieving of metallurgical slag, as well as a high sintering temperature, which increases energy consumption. In the proposed method, the duration and complexity of the process is significantly reduced by eliminating the operation of crushing blast furnace and open-hearth slag, and also when using liquid glass, the sintering temperature is reduced.
Проведен сопоставительный анализ технологических операций и свойств предлагаемого и известного способов, представленный в таблице 1. Оптимальное количество жидкого стекла в смесях нижнего и верхнего слоев определяли с учетом температуры спекания и прочности стеклокремнезита на сжатие (таблица 2).A comparative analysis of the technological operations and the properties of the proposed and known methods is presented, presented in table 1. The optimum amount of water glass in the mixtures of the lower and upper layers was determined taking into account the sintering temperature and compressive strength of glass silica fume (table 2).
Сопоставительный анализ технологических операций и показателей качества предлагаемого и известного способов показал, что в предлагаемом способе устраняется ряд трудоемких технологических операций, а также снижаются энергозатраты за счет более низкой температуры спекания.A comparative analysis of technological operations and quality indicators of the proposed and known methods showed that the proposed method eliminates a number of labor-intensive technological operations, as well as reduced energy consumption due to the lower sintering temperature.
Использование жидкого стекла позволяет снизить температуру спекания технологической операции по сравнению с известным способом на 50-70°C.The use of liquid glass allows to reduce the sintering temperature of the technological operation in comparison with the known method by 50-70 ° C.
Так, в нижнем слое предлагаемого способа зерна кварца железистых отходов обогащения обволакиваются жидким стеклом. В процессе последующей термообработки в системе Na2O-SiO2 наблюдается эвтектика при температуре 793°C. Это способствует образованию плотной структуры нижнего слоя.So, in the lower layer of the proposed method, the quartz grains of ferrous enrichment waste are covered with liquid glass. During the subsequent heat treatment, a eutectic is observed in the Na 2 O-SiO 2 system at a temperature of 793 ° C. This contributes to the formation of a dense structure of the lower layer.
В предлагаемом способе в верхнем слое, состоящем из тарного стекла и жидкого стекла, процесс спекания начинается уже при температуре 725°C, так как в системе Na2O-CaO-SiO2 наблюдается эвтектика [Физическая химия силикатов / Под общ. ред. Пащенко А.А. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1977. - 384 с.].In the proposed method, in the upper layer, consisting of container glass and liquid glass, the sintering process begins already at a temperature of 725 ° C, since in the Na 2 O-CaO-SiO 2 system there is a eutectic [Physical chemistry of silicates / Subtotal. ed. Pashchenko A.A. - Kiev: Vishka school. Head Publishing House, 1977. - 384 p.].
* - оптимальное соотношение* - optimal ratio
Таким образом, на границе раздела зерен, как стеклообразующего компонента, так и зерен кварца отходов обогащения железистых кварцитов образуется монолитная структура, обеспечивающая высокое качество конечного продукта, в частности, прочности на сжатие и морозостойкость (таблица 1).Thus, a monolithic structure is formed at the grain interface of both the glass-forming component and the quartz grains of the ferrous quartzite enrichment waste products, which ensures high quality of the final product, in particular, compressive strength and frost resistance (table 1).
Как видно из таблицы 2, оптимальным соотношением ОГП и жидкого стекла является 3:1 соответственно, а боя стекла и жидкого стекла 10:1 соответственно.As can be seen from table 2, the optimal ratio of UCP and liquid glass is 3: 1, respectively, and the battle of glass and liquid glass is 10: 1, respectively.
Проведенный анализ известных способов получения стеклокремнезита позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».The analysis of the known methods for producing glass silica fume allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty."
ПримерExample
В качестве исходных материалов брали отходы горнодобывающей промышленности следующего химического состава (мас. %): SiO2 - 66,1; Al2O3 - 2,6; Fe2O - 6,4; Fe2O3 - 2,4; CaO - 2,7; MgO - 4,5; R2O - 0,2; P - 0,18; S - 0,17; П.П.П. - 5,6.Mining wastes of the following chemical composition (wt.%) Were taken as starting materials: SiO 2 - 66.1; Al 2 O 3 - 2.6; Fe 2 O - 6.4; Fe 2 O 3 - 2.4; CaO - 2.7; MgO - 4.5; R 2 O - 0.2; P is 0.18; S 0.17; P.P.P. - 5.6.
Отходы горнодобывающей промышленности рассевали на виброситах с целью удаления пылевидной фракции. Фракцию 0,5-2,5 мм смешивали в лопастном смесителе с жидким стеклом при соотношении 3:1 соответственно. Смесь укладывали в форму.Mining waste was dispersed on vibrating screens to remove the dust fraction. The 0.5-2.5 mm fraction was mixed in a paddle mixer with liquid glass at a ratio of 3: 1, respectively. The mixture was placed in the mold.
В качестве стеклосодержащего компонента использовали бой тарного стекла (мас. %): SiO2 - 69,7; Al2O3 - 3,4; CaO - 60,1; MgO - 3,93; Na2O - 14,59; SO3 - 0,37; Fe2O3 - 0,46. После рассева на ситах гранулы размером 2-5 мм смешивали в лопастном смесителе с жидким стеклом при соотношении 10:1 соответственно. Смесь укладывали в формы на предварительно уложенный нижний слой. Верхний слой составлял 10-15% объема нижнего слоя.As a glass-containing component, the use of container glass was used (wt.%): SiO 2 - 69.7; Al 2 O 3 - 3.4; CaO - 60.1; MgO - 3.93; Na 2 O - 14.59; SO 3 0.37; Fe 2 O 3 - 0.46. After sieving on sieves, granules 2-5 mm in size were mixed in a paddle mixer with liquid glass at a ratio of 10: 1, respectively. The mixture was placed in molds on a previously laid bottom layer. The upper layer was 10-15% of the volume of the lower layer.
Далее производили спекание при температуре 795°C, отжиг, обрезку кромок и контроль качества готовых изделий.Then, sintering was performed at a temperature of 795 ° C, annealing, trimming of edges and quality control of finished products.
Пример контроля качества стеклокремнезита:Example of glass silica quality control:
Для определения прочности на сжатие из блоков стеклокремнезита вырезали кубики алмазным кругом размером 30X30X30 мм. Перед установкой на лабораторный пресс, нижнюю и верхнюю грани кубиков обкладывали паронитовыми прокладками. Разрушение образцов происходило после нагружения пресса.To determine the compressive strength, cubes were cut out of glass-silica blocks by a diamond wheel measuring 30X30X30 mm. Before installation on a laboratory press, the lower and upper faces of the cubes were lined with paronite gaskets. The destruction of the samples occurred after loading the press.
Прочность сцепления стеклокремнезита на сжатие определяли как среднее арифметическое пяти измерений:The compressive strength of fiberglass silicones was determined as the arithmetic average of five measurements:
δсж=65,2+65,3+65,5+65,7+65,8/5=65,5 МПа.δ cr = 65.2 + 65.3 + 65.5 + 65.7 + 65.8 / 5 = 65.5 MPa.
Морозостойкость определяли по ГОСТ 7025-91 в морозильной камере с принудительной вентиляцией и автоматическим регулированием температуры от -15°C до -20°C при объемном замораживании. Для испытаний брали пять образцов. Продолжительность замораживания - 4 часа. Контроль морозостойкости осуществляли по степени повреждений и потере массы.Frost resistance was determined according to GOST 7025-91 in a freezer with forced ventilation and automatic temperature control from -15 ° C to -20 ° C with volume freezing. Five samples were taken for testing. The duration of the freeze is 4 hours. Frost resistance was controlled by the degree of damage and weight loss.
Среднюю морозостойкость стеклокремнезита определяли как среднее арифметическое пяти измерений:The average frost resistance of glass siliceous was determined as the arithmetic average of five measurements:
F=72+77+75+78+73/5=75 циклов.F = 72 + 77 + 75 + 78 + 73/5 = 75 cycles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015107584/03A RU2580855C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | Method of producing glass-silica based on mining wastes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015107584/03A RU2580855C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | Method of producing glass-silica based on mining wastes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2580855C1 true RU2580855C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015107584/03A RU2580855C1 (en) | 2015-03-04 | 2015-03-04 | Method of producing glass-silica based on mining wastes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580855C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720044C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of producing glass-silica based on production of mineral wool |
RU2787669C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-01-11 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for obtaining structured silica on the basis of man-made industry waste |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044701C1 (en) * | 1992-12-30 | 1995-09-27 | Научно-техническое и производственное общество "Стеклокремнезит" | Decorating-facing material manufacture method |
RU2123980C1 (en) * | 1997-07-07 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр многоцелевых комплексных систем безопасности" | Decorative facing material |
US6042905A (en) * | 1995-02-08 | 2000-03-28 | Futuristic Tile L.L.C. | Decorative construction material and methods of its production |
RU2361739C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Production method of glass kremnezite |
-
2015
- 2015-03-04 RU RU2015107584/03A patent/RU2580855C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044701C1 (en) * | 1992-12-30 | 1995-09-27 | Научно-техническое и производственное общество "Стеклокремнезит" | Decorating-facing material manufacture method |
US6042905A (en) * | 1995-02-08 | 2000-03-28 | Futuristic Tile L.L.C. | Decorative construction material and methods of its production |
RU2123980C1 (en) * | 1997-07-07 | 1998-12-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр многоцелевых комплексных систем безопасности" | Decorative facing material |
RU2361739C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Production method of glass kremnezite |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720044C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of producing glass-silica based on production of mineral wool |
RU2787669C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-01-11 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for obtaining structured silica on the basis of man-made industry waste |
RU2797581C1 (en) * | 2022-06-24 | 2023-06-07 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for producing structured silica on the basis of man-made industry waste |
RU2788232C1 (en) * | 2022-08-26 | 2023-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method for obtaining glass silica |
RU2788196C1 (en) * | 2022-08-26 | 2023-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Charge composition for the production of glass silica |
RU2789530C1 (en) * | 2022-08-26 | 2023-02-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Glass silica based on man-made industry waste |
RU2789529C1 (en) * | 2022-08-26 | 2023-02-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method for obtaining structured silica on the basis of man-made industry waste |
RU2794012C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-04-11 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for obtaining glass silica on the basis of crystal schists |
RU2797205C1 (en) * | 2022-09-14 | 2023-05-31 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права | Method for obtaining glass ceramics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA027098B1 (en) | Method for manufacturing stone material using molten slag | |
CN104445958B (en) | Fluorcanasite microcrystalline reinforced foam glass and preparation method thereof | |
EA000616B1 (en) | Thermally insulating building material | |
RU2588634C1 (en) | Method of producing ceramic proppant (versions) | |
RU2580855C1 (en) | Method of producing glass-silica based on mining wastes | |
RU2394063C1 (en) | Procedure for production of propping agent out of alumina containing raw material | |
RU2363685C1 (en) | Method for production of construction material | |
RU2788232C1 (en) | Method for obtaining glass silica | |
RU2669960C1 (en) | Method of producing glass-silica | |
RU2580558C1 (en) | Method of producing glass-silica | |
RU2410349C1 (en) | Method of producing molten-cast comsilite ctc material for lining non-ferrous metallurgy thermal units | |
KR101839667B1 (en) | Method for producing solidified slag, solidified slag, method for producing coarse aggregate for concrete, and coarse aggregate for concrete | |
RU2788196C1 (en) | Charge composition for the production of glass silica | |
RU2794012C1 (en) | Method for obtaining glass silica on the basis of crystal schists | |
RU2787669C1 (en) | Method for obtaining structured silica on the basis of man-made industry waste | |
RU2630333C1 (en) | Method for producing glasskremnezit | |
RU2651743C1 (en) | Method of producing glass-silica | |
RU2370468C1 (en) | Thermal insulating mixture | |
RU2781688C1 (en) | Charge for the manufacture of ceramic proppant and proppant | |
RU2789529C1 (en) | Method for obtaining structured silica on the basis of man-made industry waste | |
RU2797581C1 (en) | Method for producing structured silica on the basis of man-made industry waste | |
SU164227A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING SINKING PRODUCTS BASED ON MINERAL FILLERS AND COJJEH ALKALINE METALS (non-silicate) | |
RU2720044C1 (en) | Method of producing glass-silica based on production of mineral wool | |
KR101610712B1 (en) | manufacturing method of slag coagulant for cast iron and slag coagulant thereby | |
RU2789530C1 (en) | Glass silica based on man-made industry waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210305 |