Типовые процессы технологии силикатных материалов

В производстве силикатных материалов используются типовые технологические процессы, что обусловлено близостью физико-химических основ их получения. В самом общем виде производство любого силикатного материала состоит из следующих последовательных стадий:

 

ПОДГОТОВКА ШИХТЫ

ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ШИХТЫ

СУШКА ИЗДЕЛИЯ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ОБРАБОТКА

сырье

МАТЕРИАЛ

 

 

Принципиальная схема производства силикатных материалов.

Подготовка шихты нужна для обеспечения высокой интенсивности последующих процессов высокотемпературной обработки и состоит из обычных механических операций подготовки твердого сырья: измельчения, классификации, сушки, смешения компонентов.

Операция формования должна обеспечить изготовление изделия заданной формы и размеров, с учетом изменения их при последующих операциях сушки и высокотемпературной обработки. Формование включает увлажнение материала, и, в зависимости от назначения изделия, брикетирование или придание материалу определенной формы.

Сушка изделия проводится для сохранения изделием приданной ему формы перед и во время операции высокотемпературной обработки.

Высокотемпературная обработка изделия является заключительной стадией технологического процесса производства силикатных материалов и ставит целью синтез из компонентов шихты минералов определенной природы и состава. В зависимости от назначения и свойств получаемого материала высокотемпературная обработка заключается в обжиге или варке шихты. В процессе высокотемпературной обработки в шихте при повышении температуры последовательно протекают следующие процессы:

– удаление воды сначала физической, затем кристаллизационной;

– кальцинация компонентов шихты, т.е. выделение из них конституционной воды и оксида углерода (4);

– полимерные превращения в компонентах шихты и перестройка их кристаллической решетки;

– образование новых химических соединений, их эвтектик и твердых растворов. На этой стадии компоненты шихты- карбонаты металлов, гидроксиды металлов и алюмосиликаты превращаются в кислотные оксиды: SiО₂, В₂О₃, Аl₂О_3, Fе₂О₃ и основные оксиды: Nа₂О, К₂О, СаО. МgО, вступающие в реакцию друг с другом;

– спекание компонентов шихты. Спекание может протекать в твердой фазе, при температуре ниже температуры плавления компонентов, или в жидкой фазе, при температуре выше температуры их плавления; во втором случае, вследствие диффузии, скорость процесса спекания значительно выше; на этом основано применение при высокотемпературной обработке плавней, т.е. веществ, понижающих температуру плавления шихты;

– охлаждение массы с образованием кристаллической и аморфной фаз.

13.5 Производство вяжущих материалов.