Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Общая характеристика готовой продукции.



Стеклокерамика - это высокопрочный ситалл, т.е. специального состава стекло (оксиды алюминия и кремния - в обычном стекле только оксид кремния, а в керамограните наоборот, почти только оксид алюминия), которое подверглось специальной процедуре выращивания микрокристаллов.

Стеклокристаллические материалы по своей природе и технологии получения являются своего рода гибридом стекла и керамики. От неорганических стекол они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов - более зернистой и однородной микрокристаллической структурой. Различают технические ситаллы (изготовляемые на основе искусственных композиций из различных химических соединений - оксидов, солей), петроситаллы (из горных пород - базальтов, диабазов и др.) и шлакоситаллы (из металлургических или топливных шлаков), золоситаллы (образуемые при сжигании топлива на ТЭЦ).

Применительно к моей теме можно отнести золоситаллы, которые могут служить топливосодержащими добавками в производстве стеклокерамических изделий на основе глинистых пород, а также служат основным сырьем для изготовления зольной керамики. На ТЭС, сжигающих твердое топливо в пылевидном состоянии, образуется огромное количество отходов (при сухом удалении отходов - зола, при удалении расплава отходов - шлак). За многие годы работы ТЭЦ в отвалах накоплено более 100 млн. т. золошлаков. Площади, на которых скапливаются топливные отходы, достигают на большинстве ТЭС 300-500, а на некоторых до 1500 га. Золоотвалы являются источником интенсивного пылеобразования и делают непригодными для использования большие земельные площади. По своему составу топливные золы близки к составам малощелочных высокоглиноземистых железосодержащих силикатных стекол. Единственным средством избавления от обременительных топливных отходов является переработка их в полезные для народного хозяйства стеклокристаллические материалы.

Сырьевая база для производства золоситаллов.

При выборе сырья очень важно учитывать их чистоту. Точнее говоря, состав их должен быть постоянным с отклонениями в очень небольших пределах, чтобы можно было осуществлять должный контроль за составом стеклокерамики. Экономические соображения также играют важную роль при выборе материалов. Так если даже будут содержаться примеси даже в небольших концентрациях, то они способны будут повлиять на кристаллизационные характеристики.

Самые важны компоненты:

Доменные шлаки

Доменные шлаки занимают первое место по объему и значимости для строительной индустрии. Они получаются в качестве побочного продукта при выплавке металлов из руд.

Выход доменных шлаков на заводах Юга выше, чем на заводах Востока, так как на Юге применяется более сернистый кокс. Доменные шлаки распределяются следующим образом:

на Юге - 61%

на Урале - 27%

в Центре - 7%

в Сибири - 5%

Доменные шлаки представляют собой вторичный продукт (отход), получаемый при выплавке чугуна из руд.

Доменные шлаки - ценное сырье для производства строительных материалов, при их переработке уменьшается площадь территорий, занимаемых шлаковыми отвалами. Доменным шлакам присущи вяжущие свойства, и поэтому их используют как добавки к цементам.

В доменных шлаках встречается до 30 различных элементов и их окислов, основные из них SiO2, Al2O3, CaO, MgO. Кроме них, в шлаках содержатся в небольших количествах: TiO2, FeO, MnO, S, P2O5, V2O5 и другие. По химическому составу доменные шлаки подразделяются на кислые, основные и нейтральные.

. Кварцевый песок.

Песок - это горная порода, рыхлая и сыпучая, которая состоит из обломков кварца, полевых шпатов, с примесью слюды и иногда горных пород. Песчинки имеют размер от 0, 1 до 1 мм, округлую и угловатую форму. Содержит 90-97% Si02.

При производстве ситаллов (стеклокерамики) используются кварцевый песок. Поскольку стекло прозрачное, любые примеси в песке могут сказаться на качестве получаемого изделия. Неоднородность материала, некондиционный размер зерна и большое количество примесей (например, железа, хрома и титана) могут вызвать дефекты стекла. Найдены естественные залежи кварцевых песков и песчаников, содержащих более 99% кремнезема. В современном производстве стекла, высокочистые пески почти исключительно используются в качестве главных компонентов при изготовлении большинства сортов стекла. Обычное натриево-известковое и листовое стекло содержат до 65% - 75% кремнезема. Основная масса песков, используется для производства стекла, встречаются в природе либо в виде рыхлых, неконсолидированных залежей либо в виде отдельных горизонтов песчаников

. Топливные золы ТЭС.

На тепловых электростанциях, сжигающих твердое топливо в пылевидном состоянии, образуются отходы. При сухом удалении отходов - зола, при удалении расплава отходов - шлак. За многие годы работы ТЭЦ в отвалах накоплено более 100 млн т золошлаков. Золоотвалы являются источником интенсивного пылеобразования и делают непригодными для использования большие земельные площади. Единственным средством избавления от топливных отходов является переработка их в строительные и конструкционные материалы.

При сжигании твердого топлива из его минеральной части образуются зола и шлак, содержание которых различно для различных видов топлива. Они составляют 10-15% в бурых углях; в каменных углях - 3-40%; антраците - 2-30%; горючих сланцах - 50-80%; топливном торфе - 2-30%; дровах - 0, 5-1, 5%; мазуте - 0, 15-0, 2%.

В настоящее время на большинстве ТЭЦ топливо сжигают в пылевидном состоянии, причем температура в топочной камере достигает 1200-1600°С. При этом конгломераты различных соединений, образующихся из его минеральной части, выделяются в виде пылевидной массы. Мелкие и легкие частицы (размеры от 5 до 100 мкм), содержащиеся в золе в количестве до 80-85%, уносятся из топок конгломератов дымовыми газами, образуя так называемую золу-унос. Более крупные частицы оседают на/под топки, оплавляются в кусковые шлаки или стекловидную массу, которую затем подвергают грануляции. Количественное соотношение между образующимися шлаками и золой-уносом различно, оно зависит от конструкции топки на ТЭЦ и ГРЭС. Так, в топках с твердым шлакоудалением в шлак обычно переходит 10-20% всей золы топлива. В топках с жидким шлакоудалением в шлак переходит 20-40%, а в циклонных топках - до 85 - 90% всей золы топлива. Топливные шлаки и зола-унос различаются по составу и свойствам в зависимости от вида топлива и способа его сжигания.

Зола-унос представляет собой тонкодисперсный материал с малым размером частиц, что позволяет использовать ее для ряда производств без дополнительного помола. Характерной особенностью золы является присутствие в ней около 5-6% несгоревшего топлива, а также железа, в основном в закисной форме. Частицы шлака имеют размеры от 0, 2 до 20-30 Мм. В топках с жидким шлакоудалением шлак получается в гранулированном виде. Для него характерна стекловидная структура.

Топливные золы и шлаки различаются между собой в зависимости от вида топлива и способа его сжигания.

Большинство топливных шлаков относятся к кислым и отличаются от металлургических тем, что содержат некоторое количество щелочей (до 4%), большое количество оксидов железа (до 20%). По химическому составу топливные золы и шлаки близки к составам малощелочных высокоглиноземистых железосодержащих силикатных стекол.

В зависимости от химического состава золы и шлака производится корректировка исходной смеси разными добавками (песок, доломит и др.).

. Кальцинированная сода

Кальцинированная сода (карбонат натрия Na2CO3), в безводном состоянии представляющий собой бесцветный кристаллический порошок, выпускается посредством аммиачно-содового процесса (метода Сольве), а также в ходе комплексной переработки нефелинов.

Кальцинированная сода хорошо растворима в воде - растворитель исчисляется в 17, 7% по массе при 20°C, в то время как при достижении 100°C он достигает 31, 3%. Водный раствор соды имеет щелочную реакцию вследствие гидролиза соли.

Кальцинированная сода является одним из важнейших продуктов химической промышленности. В наибольших количествах продукт применяется в качестве компонента шихты при производстве стекла, при выпуске мыла и других моющих средств, а также в процессах производства каустической соды и других натриевых солей (например, Na2B4O7). Карбонат натрия находит широкое применение при обезжиривании и рафинировании металлов, десульфуризации доменного чугуна и обработке бокситов в производстве алюминия. Используется соединение и при варке целлюлозы, дублении кожи и умягчении воды паровых котлов, а также для нейтрализации кислых компонентов при очистке нефтепродуктов.

Применение кальцинированной соды в различных секторах российской промышленности чрезвычайно многообразно. Анализ структуры потребления продукции позволяет заключить, что в наибольших количествах она применяется в стекольной промышленности, на долю которой приходится 38% суммарного объема российского потребления данной продукции. Кроме того, карбонат натрия широко используется в цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, а также в целлюлозно-бумажной отрасли отечественной экономики.

. Катализаторы кристаллизации стекла

Требования к катализаторам следующие:

·         катализатор должен иметь неограниченную растворимость в стекле при высоких температурах и ограниченную растворимость при низких температурах;

·         катализатор должен обладать низкой энергией активации при образовании центров кристаллизации из расплава в области пониженных температур;

·         ионы или атомы катализатора должны иметь повышенную скорость диффузии при низких температурах по сравнению с основными компонентами стекла;

·         граница «зародыш кристалла - стекло» должна иметь низкую поверхностную энергию, чтобы обеспечить смачивание кристалла стеклом;

·         параметры кристаллической решетки катализатора и выделяющейся кристаллической фазы должны быть близки и не отличаться более чем на 10-15%.

В качестве катализаторов применяют металлические (Сu, Ag, Au, Si, Pt), оксидные (TiO2, P2O5, Cr2O3, ZrO2, ZnO, SnO2, WO3, MoO3 и др.) и комбинированные (As2O3 + MoO3, TiO2 + MeF2, AgCl + SnO2) вещества.

При производстве стеклокерамики (включая керамику) используются следующие ГОСТы:

)   ГОСТ 473.3-81 Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения водопоглощения

)   ГОСТ 473.6-81 Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения предела прочности при сжатии

3) ГОСТ 26406-84 Посуда фарфоровая и фаянсовая. Метод определения сопротивления изгибу

4) ГОСТ 21286-82 Каолин обогащенный для керамических изделий. Технические условия

5) ГОСТ 473.7-81 Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения предела прочности при разрыве

6) ГОСТ Р ИСО 6486-1-2007 Посуда керамическая, стеклокерамическая и стеклянная столовая, используемая в контакте с пищей. Выделение свинца и кадмия. Часть 1. Метод испытания

7) ГОСТ Р ИСО 6486-2-2007 Посуда керамическая, стеклокерамическая и стеклянная столовая, используемая в контакте с пищей. Выделение свинца и кадмия. Часть 2. Допустимые пределы.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2020-02-17; Просмотров: 172; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.026 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь