Составы и технология получения пеностекла пониженной плотности на основе диатомитОвого сырья

Таблица 1 – Химический состав диатомита Инзенского месторождения Пробы диатомита Содержание оксидов, мас. % SiO2 Al2O3 Fe2O3 СаО MgO R2О TiO2 п.п.п Колебания состава диатомовой породы 78,0-83,0 3,3-7,5 2,0-5,2 0,6 0,6-1,7 0,1-1,2 0,2-0,27 3,7-8,8 Средняя проба, используемая в работе 82,24 4,8 2,49 0,45 0,69 1,2 0,23 7,9 Рисунок 1 - Электронно-микроскопические снимки диатомита Инзенского месторождения Главным породообразующим минералом диатомита Инзенского месторождения является рентгеноаморфный опал. В виде примесей содержатся кристаллический кварц, в количестве 3-5 %, и глинистые частицы, представленные в основном гидрослюдами рис. 2. Рисунок 2 - Рентгенограмма диатомита Инзенского месторождения: Δ – слюда; ■ – каолинит;○ – кварц; ▲- аморфное гало;● – полевой шпат По результатам определения гранулометрического состава исследуемый диатомит является тонкодисперсным, преобладают частицы размером в 7 мкм, при этом присутствуют частицы как меньше 1 мкм, так и размером в несколько десятков мкм (рис. 3). Высокие значения дисперсности и содержания аморфной фазы в диатомите позволяют предположить возможность снижения температуры варки стекла на его основе. Размер частиц, мкм Рисунок 3 - Дифференциальная кривая распределения частиц диатомита по размерам Во второй главе представлена методологическая схема выполнения работы. Третья глава (Физико-химические процессы силикато- и стеклообразования в шихтах на основе диатомита при получении стекла) посвящена разработке составов шихт на основе диатомитового сырья для варки стекла, исследованию процессов силикатообразования модельных и экспериментальных шихт и варочной способности диатомитового стекла, а также оценке кристаллизационной способности и других физико-химических свойств стекла, полученного на основе диатомита. Предварительно на модельных составах проводился анализ зависимостей свойства пеностекла от содержания в стекле оксидов и их соотношения. Модельные составы готовились из традиционных промышленных стекол листового и тарного производства (табл. 2). Таблица 2 - Химический состав промышленных стекол Обозначение стекла (производитель) Содержание оксидов, мас. % SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 листовое стекло Сл – 1 (г. Курлово) 73,74 1,06 0,11 6,54 3,64 14,4 0,44 Сл – 2 (г. Саратов) 73,92 1,54 0,18 6,72 3,52 13,7 0,28 Сл – 3 (г. Саратов) 74,56 0,75 0,07 8,44 3,14 12,8 0,17 тарное стекло Ст – 1 (с. Кр. Гуляй) 73,98 1,61 0,07 10,12 1,64 12,3 0,14 Пенообразующие смеси получали путем совместного помола промышленных стекол и газообразователя в соотношении 99,7/0,3. Помол велся в планетарной мельнице до величины удельной поверхности 830-850 м2/кг. Полученная пеностекольная шихта загружалась в необходимом количестве в жаропрочные металлические формы 50х50х70 мм, предварительно смазанные каолином, и уплотнялась до одинаковой высоты. Формы накрывались плотно подогнанными крышками и помещались в печь с подогревом пода с температурой 600 °С, температура повышалась до 860 оС, со скоростью 7,5 оС/мин и выдерживалась в течение 13 минут. Далее остывание с выключенной печью до комнатной температуры. После чего образцы пеностекла извлекались из форм и обрабатывались. В результате комплексного анализа определен ряд факторов влияющих на получение легкого пеностекла (табл. 3). Таблица 3 - Плотность пеностекла, полученного на основе промышленных стекол, и их характеристика Обозначение стекла Средняя плотность, кг/м3 Содержание SO3, % Модуль вязкости R2O SiO2 (SiO2+Al2O3) (R2O+Fe2O3) СaO MgO Сл – 1 120 0,44 1,94 0,195 5,16 1,80 Сл – 2 137 0,28 2,01 0,185 5,47 1,91 Сл – 3 178 0,17 2,06 0,172 5,85 2,69 Ст – 1 202 0,14 2,11 0,166 6,11 6,17 Установлено, что для получения легкого пеностекла на основе промышленных стекол содержание SO3 в стекле должно находиться в пределах 0,2 ÷ 0,5, соотношение оксидов щелочноземельных металлов в стекле должно быть не выше 2,4, при этом соотношение R2O/SiO2 должно быть больше 0,18, значение коэффициента, представляющего отношение содержания тугоплавких стеклообразователей, таких как SiO2 и Al2O3, к содержанию оксидов щелочных металлов и железа, должно находиться в интервале от 5 до 5,7.Для получения среднего по плотности пеностекла (160 ÷ 200 кг/м3) состав стекла должен содержать не менее 0,15 % SO3; значение коэффициента (SiO2+Al2O3) / (R2O + Fe2O3) не должно превышать 6,1; соотношение оксидов щелочноземельных металлов в стекле должно быть менее 6. По полученным экспериментальным результатам и ранее установленным данным выделены требования к стеклу, учитывающие такие показатели как модуль вязкости (1,94 – 2,04), содержание в стекле SO3 (не менее 0,2 %), вязкость в интервале температур вспенивания (105-108 Пас), длина стекла в данном интервале вязкости (220 – 250 оС). Согласно этим данным определена область оптимальных составов шихт на основе диатомита для получения пеностекла, показанная на диаграмме (рис. 4). Рисунок 4 - Область оптимальных составов шихт на основе диатомита Для сравнительного анализа поведения шихт на стадии силикатообразования рассчитывались и составлялись модельные и экспериментальные шихты, содержание железа в которых изменялось в пределах от 1,0 до 3,0 %. Для приготовления экспериментальных шихт использовался различный вид соды (кальцинированная и нефелиновая), для модельных составов использовался песок, отвечающий марке ВС-030-1, с введением чистого реактива в виде оксида железа (табл. 4). Исследования процессов силикатообразования велись с помощью метода дифференциально-сканирующей колориметрии. Установлено, что на всех дериватограммах (рис. 5) присутствуют два основных пика соответствующие эндоэффектам плавления эвтектик 690 – 701 оС и плавления соды 808 – 857 оС. Для термограмм составов, полученных на основе диатомита, характерно смещение эндоэффекта плавления соды в область более низких температур 808 – 814 оС, по сравнению с модельными составами на песке, что указывает на более раннее появление жидкой фазы, интенсифицирующей силикатообразование. Установлено, что с увеличением содержания оксида железа процессы силикатообразования ускоряются, степень завершенности силикатообразования при 800 оС для экспериментальных составов увеличивается с 56 % при содержании Fe2O3 2,24 % до 62 % для шихты, содержащей Fe2O3 3,0 %, для модельных составов степень завершенности увеличивается с 50,0 % при содержании Fe2O3 (1 %) до 66 % Fe2O3 (3,0 %). Температура завершения силикатообразования в шихтах на основе диатомита ниже, чем на аналогичных составах с использованием кварцевого песка, что обусловлено присутствием в диатомите оксида кремния в аморфном виде (до 70 об. %), а также более высокой дисперсностью тугоплавкого компонента шихты. Таблица 4 – Химический состав стекла Обозначение стекла Содержание оксидов, мас. % SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O TiO2 SO3 СДн - 1 71,06 3,78 2,22 5,60 3,67 13,20 0,21 0,20 СДннф - 2 71,07 3,79 2,23 5,62 3,8 13,22 0,21 0,07 СДв - 3 70,07 3,82 3,00 5,68 3,79 13,24 0,21 0,20 СДвнф - 4 70,12 3,85 3,03 5,72 3,77 13,24 0,21 0,07 СПж - 1 71,94 3,87 1,15 5,66 3,60 13,50 0,21 0,07 СПж - 2 70,97 3,80 2,24 5,65 3,70 13,20 0,22 0,20 СПж - 3 70,64 3,85 2,56 5,56 3,55 13,56 0,21 0,07 СПж - 4 70,27 3,80 3,01 5,56 3,55 13,53 0,21 0,07

Похожие:

	Способ получения пеностекла		Способ получения мембран на основе оксида алюминия Способ получения мембран на основе оксида алюминия осуществляют следующим образом. Подготовленный образец алюминия подвергают первичному...
	Открытые образовательные технологии Технология совокупность приемов и способов получения, обработки и переработки сырья, материалов		Рабочая программа по дисциплине сд ф1 «Введение в специальность»... Сд ф1 «Введение в специальность» для направления подготов­ки специалистов 655900 Технология сырья и продуктов животного происхож­дения...
	Программа по дисциплине «пищевая химия» Технология продуктов питания” и 655600 “Производство продуктов питания из растительного сырья”, включающая определенный объем знаний,...		Химия и физика молока «Химия пищи». Дисциплина является основой для изучения дисциплин «Технология молока и молочных продуктов», «Микробиология молока...
	Переработка литиеносного поликомпонентного гидроминерального сырья... Лгмс в Южной Америке произвели коренной переворот на рынке литиевой продукции за счет резкого снижения себестоимости переработки...		Рабочая программа по дисциплине в 10. Технохимический контроль сельскохозяйственного... В 10. Технохимический контроль сельскохозяйственного сырья и продуктов переработки
	Контроль обменных процессов в организме коров – необходимое условие... Гну сибирский научно-исследовательский институт сыроделия Россельхозакадемии, Барнаул		Реферат Отчет 65 с., 3 ч., 26 рис., 8 табл., 53 источника Фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения рентгеновских...
	Рабочая программа дисциплины «природа техногенного сырья и проблемы его использования» Задача курса – ознакомить будущих магистров с основными крупномасштабными источниками твердых отходов при переработке минерального...		Урок по русскому языку Тема: «Сложные слова» Образовательные технологии: технология развивающего обучения, технология урока на деятельностной основе, проблемно- диалогическая...
	Примерная программа дисциплины технология конструкционных материалов... Учебная дисциплина «Технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них...		Разработка технологии изготовления нетканого материала из отходов... Специальность 05. 19. 02 Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья
	Сборник задач по физике, под редакцией Лукашика, карточки с заданиями ...		Способ получения пресервов Изобретение позволит получить продукт с приятными вкусовыми свойствами и консистенцией, обладающий повышенной биологической ценностью,...