生产硅基胶结组合物的方法和设备以及由此制备的产品技术

胶结溶液包含在水介质中的二氧化硅细粉，该细粉基本上为球形。胶结溶液ｐＨ为约９. ５至约１１。还公开了一种可用于制备胶结溶液的研磨机，以及由该胶结溶液可以制备的产品。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由二氧化硅制造硅基胶结组合物。更具体地说，本专利技术涉及通过在碱性介质中湿磨二氧化硅来制备胶结组合物、以及可由该胶结组合物制备的产品。另外，本专利技术还涉及可用于制备该胶结组合物的设备。陶瓷一般可定义为通过对硅及其氧化物和硅酸盐占据优势位点的泥土原料进行热作用所制造的产品。由陶瓷材料制造了各种各样类型的产品，这些陶瓷材料包括建筑用粘土制品(如砖、瓦(tile)、陶瓦(terracotta)和带釉的建筑装饰砖);白色陶瓷(如餐具、化学瓷和电瓷、卫生瓷和地板砖);所有种类的玻璃制品;瓷釉;耐火材料;波特兰水泥、石灰、烧石膏和石膏制品;磨料如熔融氧化铝、碳化硅和有关的产品;以及硅酸铝纤维。在许多工业领域中，其中包括建筑工业，粘土质陶瓷产品已经成为大宗产品被广泛使用。特别是建筑用粘土制品被广泛地用于楼宇的建设中。然而，建筑用粘土制品存在一个缺点，就是生产单块产品所需的时间较长。进一步，在进行窑炉烘烤过程中需要消耗大量的能量。一般来说，考虑到生产厂家的经济效益，要求窑炉具有同时烘烤大量砖的能力。另外，生产厂家尽量被建在靠近粘土资源的地方，因此在将砖输送到需要使用的建筑工地时又增加了成本。近年来，硅酸盐基材料已用于生产砖。例如，通过将石灰与砂子一起研磨来生产灰砂胶结剂，将该胶结剂与砂混合，将砂和胶结剂的混合物压入模具中，并在蒸压釜中烘烤该混合物可制备硅酸钙砖。硅酸钙砖可在建筑工业中用于替代多数传统使用的粘土砖。硅酸钙砖的一个缺点是生产单块砖时需要较长的时间。另外，生产硅酸钙砖还需要大量的工艺设备和动力消耗。通过在碱性介质中湿磨砂子已制成了一种胶结组合物。按照U.S.S.R.Author′sPriorityCertificateNo.992487公开的方法，在碱性介质中(pH9.0-10.5)将砂在球磨机中磨制，以生产二氧化硅基胶结组合物。将原料分成三份。将第一份(含有50%的砂子原料)在pH为10.5的水玻璃存在的条件下研磨6小时。然后，将第二份(含有25%的初始原料)与已磨制的原料合并，并将该混合物研磨7小时。将第三份(含有25%的初始原料)加入该已磨制的产物中，然后再将该混合物研磨12小时。该方法的缺点是每批料都需要24小时磨制时间。这就降低了潜在的工艺生产效率。另外，较长的磨制时间增加了球磨机部件的磨损并且实质性地减少了球磨机的使用寿命。另外，该方法生产的产品还不能在用于某些场合达到足够的抗压强度。按照本专利技术，通过在碱性介质存在的条件下分馏硅原料以生产其形状基本上为球形的细粒来制备含有二氧化硅的胶结组合物。该细粒由一层正硅酸溶胶包围。该胶结溶液优选不含或基本不含铁。该胶结溶液可以含有约25-约0ppm铁，更优选为约15-约0ppm、最优选约10-约0ppm铁。该胶结溶液可以通过将二氧化硅经过一个或多个研磨机来制备。优选至少采用二个研磨机。在第一个研磨机中，对二氧化硅原料进行初级研磨并形成在碱性介质中的二氧化硅分散物料。将该分散物料连续喂入第二研磨机，在第二研磨机中将二氧化硅颗粒研磨成为所需要的细度水平，并生产胶结溶液。进行研磨是为了剪切二氧化硅，以实现二氧化硅颗粒的高度分馏，以便生产出均匀性高的胶结溶液。按照本专利技术，该胶结溶液可以在具有第一和第二截头圆锥部分的研磨机中制备。该第二截头圆锥部分被同轴地安装在第一截头圆锥部分内。第二截头圆锥部分相对于第一截头圆锥部分转动。胶结溶液通过第一和第二截头圆锥部分之间的工作区域。在其穿过该工作区的过程中，二氧化硅被研磨成为所需要的颗粒尺寸。正如本领域专业人员都清楚的，每个研磨机都有一个可使颗粒减小的最佳减小尺寸。因此，根据原料的颗粒尺寸可以要求一台或多台研磨机。如果需要一台以上的研磨机，则最后一台研磨机可以带有多个在研磨机工作区中的研磨锥。该研磨锥的顶端位于研磨机排料端附近。研磨机的工作区由工作区的进口到工作区的出口逐渐变窄。工作区以比截头圆锥轴更大的斜率变窄。因此，研磨锥的顶端与第一和第二圆锥部分的研磨表面相接触，从而远离研磨锥尖端的一端则不与这些表面接触。研磨锥起附加研磨表面作用，当二氧化硅颗粒通过工作区时对它们进行粉碎。本专利技术的一个优点是实际上使用了少于球磨机完成工作所用的时间来制备胶结溶液。特别是，胶结溶液可以在约1-2小时内被制备，而无需象过去那样用球磨机磨制约24小时。本专利技术的胶结溶液也可以用于生产最终产品如砖。按照该工艺，将该胶结溶液与填料充分混合。优选在胶结溶液存在的条件下剪切该填料，例如将填料和胶结溶液通过与上述相似的最终研磨机(其中研磨锥被去掉)。然后将制得的混合物压制在模中并养护。通过改变填料或填料混合物，可以生产出具有很宽性能特性的各种各样的产品，所说的性能特性包括高抗压强度、高屈服强度、良好的耐酸性、低热传导、高隔音绝热特性以及在重复冻融循环后的良好的抗退化性。本专利技术的另一个优点是，与使用在球磨机中制备的胶结溶液制造的产品相比，使用本专利技术胶结溶液生产的产品具有更高的抗压强度和更低的孔隙率。特别是，养护后的产品可以具有约800到约1000Kg/cm2的抗压强度，而使用球磨机制备的胶结溶液仅能达到200至约250Kg/cm2。参考下列本专利技术优选实施方案的附图对本专利技术的上述优点和其它优点做更充分和完整的说明附图说明图1为生产本专利技术胶结溶液的工艺流程图;图2为按照本专利技术由胶结溶液和填料生产一种产品的流程图;图3为按照本专利技术用胶结溶液和填料生产一种产品的另一个工艺;图4是图2第一研磨机的部分剖面的放大图;图5是图2第二研磨机的部分剖面的放大图;图6是图5研磨机中的轴的透视图;图7是图6中线7-7的剖面图。图8是图2第二研磨机的外壳的另一种结构的部分剖面放大图;图9是图2第二研磨机的圆锥磨头的另一种结构的部分剖面放大图;图10是图5研磨机的更详细地剖面图。如图1所示，制备胶结溶液的生产流程包括第一研磨机10、第二研磨机12和稳定罐14。第一研磨机10可以有三个区，一般称为漏斗区20、混合区22、和研磨区24。在漏斗区20有漏斗26。在漏斗区20和混合区22中装有螺旋喂料器28。在研磨区24中装有圆锥研磨装置30。同样的，第二研磨机12也具有漏斗区60、混合区62、和研磨区64。在碱性水基原料存在的条件下通过第一和第二研磨机10和12处理含硅原料，以便生产胶结溶液。硅质原料可从各种源获得。硅原料优选含有至少约70% SiO2、更优选含有至少约85% SiO2、最优选至少约95% SiO2。通过在硅质原料中增加二氧化硅含量，将制备一种胶结剂，该胶结剂能使其养护产品提高强度。原料优选不含或基本不含铁。原料，特别是胶结溶液，仅可含有约25-约0ppm铁，更优选为约15-约0ppm铁，最优选为约10-约0ppm。在胶结溶液中多于约5%(重量比)铁的存在会产生其中所含的硅颗粒的凝结，并且由此胶结溶液制得产品的强度会降低。如果原料中含铁太多，那么可通过精选如泡沫浮选或磁化作用除去铁。从硅原料精选需要提高成本和大型设备这一观点来考虑，优选使用不含或基本不含铁的硅原料。基于同样的原料，在原料中以及在胶结溶液中也限定了其它金属的含量。砂和其它原料可能会含有能粘附在研磨表面上的化合物，因此最好要避免。例如，若原料含有钙和/或镁，则可能会形成碳酸盐。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶结溶液，该胶结溶液包括二氧化硅细粒、正硅酸和水，所说的细粉一般为球形并被一层所说的正硅酸包裹，所说的溶液的ｐＨ为约９. ５至约１１。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米洛耶夫斯基彼得拉维列维奇，库耶夫杰纳基伊万诺维奇，马林诺夫斯基列昂尼德格列诺维奇，什瓦列夫伊万拉夫洛维奇，
申请(专利权)人：米洛耶夫斯基彼得拉维列维奇，库勒夫杰纳基伊万诺维奇，什瓦列夫伊万拉夫洛维奇，马林诺夫斯基列昂尼德格列诺维奇，
类型：发明
国别省市：RU[俄罗斯]