Способ получения минерального волокна и теплоизоляционных изделий с содержанием оксида алюминия более 15%

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С СОДЕРЖАНИЕМ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ БОЛЕЕ 15(71) Заявитель Научно-исследовательское и проектно-производственное республиканское унитарное предприятие Институт НИИСМ(72) Авторы Стаховская Нелли Эмануиловна Подлузский Евгений Яковлевич Червоный Александр Иванович Сейбель Олег Иванович Удинцев Сергей Лазаревич Жеромский Станислав Франтишкович(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и проектно-производственное республиканское унитарное предприятие Институт НИИСМ(57) Способ получения теплоизоляционных изделий с содержанием оксида алюминия более 15 , включающий плавление в вагранке горных пород и доломита, получение из расплава минерального волокна и теплоизоляционных изделий из него, отличающийся тем,что в качестве горной породы используют гранитоиды при следующем соотношении компонентов, мас.гранитоиды 60-73 доломит 27-40. Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве минеральной ваты при ваграночном способе плавления шихты. Известны способы получения минерального волокна и изделий из него с повышенным содержанием 23 и способностью к биологическому разложению, включающие следующие составы, мас.2 38-52 23 16-23 0-15 3 0-8 2 0-15 2 0-3 2 0-15 232 0-6 2. Недостатком данных изобретений является способ получения минерального волокна и изделий из него по типу стекловаты с использованием плавильных стекловаренных печей,высоким содержанием оксидов щелочных металлов, имеющих низкую температуру перехода в жидкое состояние и более высокую вязкость при температуре волокнообразования,чем волокна, получаемые в вагранке. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ получения минерального волокна и изделий теплоизоляционных из него, включающий следующие сырьевые материалы, мас.лейкогаббро 10-45 троктолит 3-20 доломит 5-30,а также от 7 до 58 мас.одной или нескольких горных пород, состоящих из габбро, диабаза, базальта и перидотита плавления горных пород в стекловаренной печи или в вагранке, используя куски сырья и брикеты из сыпучей формы сырья, получения волокна из расплава и изделий из него. Химический состав волокна, мас.2 42-46 5-20 другие компоненты 0-4 3. Недостатком известного изобретения является технологическая сложность использования большого количества компонентов, требующая затрат на технологическое оборудование и соответственно повышенной стоимости изделий из минерального волокна. Задачей изобретения является расширение сырьевой базы для производства минерального волокна и изделий теплоизоляционных из них с повышенным содержанием оксида алюминия, упрощение технологического процесса при получении минерального волокна с использованием вагранки и снижении стоимости готовой продукции. Сущность изобретения заключается в том, что при получения минерального волокна и теплоизоляционных изделий из него с содержанием 23 более 15 в качестве горной породы используются гранитоиды и доломит при следующем соотношении компонентов,мас.гранитоиды 60-73 доломит 27-40. Использование гранитоидов при получении расплава для минерального волокна позволяет повысить количество 23 в волокне и теплоизоляционных изделиях. Алюминий является желательным компонентом в волокне минераловатных изделий,так как он улучшает температурную стойкость волокна и изделий из него. При количестве алюминия более 15 мас. , вычисленных по 23, повышается растворимость минерального волокна в биологических жидкостях. При изготовлении минерального волокна в качестве источника алюминия традиционно использовали боксит. Однако боксит в плавильной печи не плавится, а обжигается,причем алюминий растворяется в силикатном расплаве, образуя оксиды. Процесс плавления боксита является медленным и расходующим много тепловой энергии. 17770 1 2013.12.30 Использование в предлагаемом изобретении в шихте при производстве минерального волокна гранитоидов Республики Беларусь и доломита в количествах 60-73 и 27-40 мас.позволит расширить сырьевую базу получения минерального волокна, использовать в качестве плавильного агрегата вагранку, а плавление компонентов осуществлять при температуре 1430-1450 С. Уменьшенное количество используемых компонентов облегчает технологический процесс и снижает стоимость готовой продукции за счет использования собственных местных сырьевых материалов. При осуществлении способа получения минераловатного волокна и изделий теплоизоляционных из них с повышенным содержанием 23 на ОАО Гомельстройматериалы были использованы следующие сырьевые материалы гранитоиды Микашевичского месторождения РУПП Гранит и доломит месторождения Руба. Химический состав гранитоидов, мас.2 48,48-50,21 3 0,39-0,50 2 0,93-1,15 2 2,24-3,22 23 19,03-20,34 2 0,54-1,03 23 6,19-8,33 3,23-4,65 По минералогическому составу гранитоиды в основном содержат полевые шпаты в виде плагиоклазов, ортоклаза и микроклина. Плагиоклаз представляет собой содержащий алюминий твердый силикатный раствор,минеральный состав которого представлен альбитом - (, )(, )38 анортитом (, )(, )48 олигоклазом - 10-30 3890-70228 андезином 0,62280,38228 лабрадором - 0,50,51,52,58. Состав ортоклаза 8, микроклина - 38. Минеральный состав гранитоидов содержит 23 в количестве до 20 . Доломит месторождения Руба имеет следующий химический состав, мас.2 0,88-1,46 20,27-20,67 Пример 1. Смешивали расчетное количество измельченных гранитоидидов и доломита (табл. 1) и полученную шихту расплавляли в электрической печи при температуре 1450 С. В полученных образцах расплавов 1-23 определяли содержание оксидов. По результатам физико-химического анализа для промышленной апробации были отобраны образцы 3, 8 и 14. Пример 2. Гранитоиды и доломит в соотношении, указанном в табл. 1 для образцов 3,8 и 14, загружали в вагранку в соответствии с технологическим регламентом на ОАО Гомельстройматериалы. Расплавы, полученные при температуре 1430 С, в жидком виде подавались на центрифугу, где образовывались минеральные волокна, которые затем обрабатывались связующим веществом. Полученный ковер из минерального волокна по конвейеру направлялся в камеру полимеризации, где обрабатывался при температуре 220 С, в результате чего получался ковер теплоизоляционного материала, который далее разрезался на готовые теплоизоляционные изделия - теплоизоляционные плиты. 3 17770 1 2013.12.30 Таблица 1 Химический состав расплавов на основе гранитоидов Микашевичского месторожденияСодержание Содержание оксидов в расплаве, мас. п/п гранитоидов и доломита в шихте,2 2 23 23253 2 мас. Гранитоид участка 25 1 68-32 39,59 0,76 15,57 5,16 4,00 0,12 19,73 12,08 0,61 1,90 2 69-31 39,93 0,77 15,70 5,20 4,04 0,12 19,39 11,84 0,62 1,91 3 70-30 40,28 0,78 15,84 5,24 4,07 0,12 19,05 11,59 0,62 1,92 4 71-29 40,62 0,78 15,97 5,28 4,11 0,12 18,72 11,35 0,62 1,94 5 72-28 40,96 0,79 16,10 5,32 4,14 0,12 18,39 11,11 0,62 1,95 6 73-27 41,29 0,80 16,23 5,36 4,18 0,12 18,06 10,87 0,62 1,96 Гранитоид участка 26 7 68-32 40,62 0,97 14,96 5,22 3,98 0,14 18,68 11,59 0,39 2,64 8 69-31 40,98 0,98 15,09 5,26 4,02 0,15 18,34 11,34 0,39 2,66 9 70-30 41,33 0,99 15,21 5,30 4,05 0,15 17,99 11,09 0,39 2,68 10 71-29 41,68 1,00 15,34 5,34 4,09 0,15 17,65 10,84 0,39 2,70 11 72-28 42,03 1,00 15,47 5,38 4 ДЗ 0,15 17,31 10,60 0,39 2,72 12 73-27 42,37 1,01 15,59 5,42 4,16 0,15 16,98 10,36 0,39 2,74 Гранитоид участка 22 13 60-40 37,75 0,87 15,33 6,39 2,32 0,12 20,78 12,64 0,48 2,50 14 61-39 38,14 0,88 15,49 6,45 2,34 0,12 20,39 12,35 0,48 2,52 15 62-38 38,53 0,89 15,64 6,51 2,37 0,12 20,01 12,07 0,48 2,55 16 63-37 38,91 0,90 15,80 6,57 2,39 0,12 19,63 11,79 0,48 2,57 17 64-36 39,29 0,90 15,95 6,63 2,42 0,12 19,25 11,51 0,48 2,59 18 65-35 39,43 0,91 16,00 6,65 2,43 0,13 19,12 11,41 0,48 2,60 19 66-34 40,04 0,92 16,25 6,75 2,47 0,13 18,51 10,97 0,48 2,63 20 67-33 40,40 0,93 16,40 6,80 2,49 0,13 18,15 10,70 0,48 2,66 21 68-32 40,77 0,94 16,54 6,86 2,51 0,13 17,79 10,43 0,48 2,68 22 69-31 41,12 0,95 16,69 6,92 2,54 0,13 17,43 10,17 0,48 2,70 23 70-30 41,48 0,95 16,83 6,97 2,56 0,13 17,08 9,91 0,48 2,72 Таким образом, при использовании в производстве теплоизоляционных изделий на ОАО Гомельстройматериалы в качестве исходного сырья гранитоидов и доломита были получены минеральные волокна из расплава, изготовленного в вагранке, и теплоизоляционные изделия из них. Химические составы минераловатных теплоизоляционных изделий содержат 23 в количестве 15,57-16,39 . При относительном содержании других оксидов предлагаемые составы могут быть отнесены к категории с улучшенной растворимостью в биологических жидкостях, согласно прототипа 3. Скорость растворения изделий в физиологической среде при 4,5 составит более 30 нг/см 2. Плотность изделий 105 и 120 кг/м 3. По физико-механическим свойствам изделия соответствуют требованиям, предъявляемым к плитам РУФ 30 и Сэндвич С, имеющим прочность на сжатие при 10 линейной деформации 40 и 100 кПа предел прочности при растяжении перпендикулярно плоскости плиты 13 и 184 кПа теплопроводность 0,041 и 0,043 Вт/(мК). Составы расплавов приведены в табл. 2. 4 17770 1 2013.12.30 Таблица 2 Химический состав расплавов, полученных в вагранке ОАО Гомельстройматериалы Оксиды, вхоГранитоид 25 70 мас., Гранитоид 26 69 мас., Гранитоид 22 61 мас.,дящие в содоломит 30 мас. доломит 31 мас. доломит 39 мас. став расплава 2 44,22 43,55 40,19 2 0,71 0,87 0,89 23 16,29 15,67 16,39 23 3,05 3,40 4,35 99,64 99,63 99,60 Приведенные в табл. 1 и 2 данные показывают, что химический состав предлагаемых по изобретению минераловатных изделий находится в пределах, мас.2 39,59-44,22 2 0,76-0,87 23 15,57-16,39 23 3,05-5,16 10,17-12,08 2 1,90-2,74 2 0,48-1,40. Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ получения минерального волокна и изделий теплоизоляционных из них решает поставленную техническую задачу позволяет расширить сырьевую базу для получения минераловатных теплоизоляционных изделий с количеством 23 в составе более 15 расплав для минерального волокна получается в вагранке при использовании двух компонентов гранитоидов и доломита при температуре 1430-1450 С упрощает технологический процесс производства в отличие от прототипа и соответственно снижает стоимость готовой продукции по сравнению с прототипом на 25-30 . Источники информации 1.2222506, 2004. 2.2254302, 2005. 3.2263640, 2005 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5