Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Сультимова Валентина Дампиловна

Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы
<
Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сультимова Валентина Дампиловна. Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.05 : Улан-Удэ, 2004 146 c. РГБ ОД, 61:05-5/1180

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса о получении теплоизоляционных материалов из золошлаковых отходов с использованием плазменной технологии 7

1.1. Анализ состояния вопроса в области получения теплоизоляционных материалов 8

1.1.1 Минеральная вата 8

1.1.2 Базальтовая вата 12

1.1.3 Шлаковата 15

1.1.4 Стекловата 16

1.2. Анализ установок для получения теплоизоляционных материалов 19

1.3. Цель и задачи исследований 33

2. Характеристика сырьевых материалов и методов исследования 34

2.1. Минерально-фазовый состав зол и шлаков и методы их исследования ...36

2.2. Математическое описание процесса термической переработки золо-шлаковых отходов ...51

2.3. Расчет процесса высокотемпературной плавки (переработки) золы и шлака 57

3. Методы и результаты исследований физико-химических свойств минеральной ваты ... 66

3.1. Спектральный анализ минеральных волокон 66

3.2 Исследование физико-химических свойств минеральной ваты 78

3.2.1 Исследование среднего диаметра и водостойкости минеральной ваты..78

3.2.2 Исследование содержания «корольков» 83

3.2.3 Исследование влажности минеральной ваты 85

3.2.4 Исследование содержания органических веществ в минеральной вате...87

3.2.5 Исследование модуля кислотности минеральной ваты 89

4. Технология получения теплоизоляционных материалов из золошлаковых отходов ТЭС 91

4.1. Технология получения минеральной ваты из золошлаковых отходов ...91

4.2. Экономическая эффективность получения минеральной ваты из золошлаковых отходов 98

4.3. Технология производства минераловатных плит 105

4.4. Оценка и прогнозирование конкурентоспособности теплоизоляционных материалов 108

Основные выводы 120

Список использованных источников 121

Приложения ...131

Введение к работе

Применение в электроэнергетике твёрдых видов топлива, предопределила образование огромного количества зол и шлаков с тенденцией к значительному их росту в будущем.

Для складирования золошлаковых отходов заняты многие тысячи гектаров плодородных земель, ветры разносят образующуюся при их хранении пыль, тем самым, усугубляя экологическую обстановку [1].

В нашей стране около 80% минеральной продукции выпускается на основе доменных шлаков. Использование золошлакоотходов для производства минеральной ваты детально не изучалось. В основном рекомендуют использовать для бетонов, различных видов золоцементов, золокирпича. Назрела необходимость исследования местных золоотходов с целью вовлечения их в производство минеральной продукции.

Потребность различных отраслей промышленности в строительных материалах, в том числе теплоизоляционных (минеральная вата, керамзит), постепенно возрастает [2]. Наибольший эффект достигается, когда технология и оборудование ориентированы на местную сырьевую базу тогда, возможным становится использование отходов местных промышленных производств.

В связи с этим исследование и получение теплоизоляционных материалов из золошлаковых отходов при помощи низкотемпературной плазмы является актуальной и перспективной задачей в теоретическом и практическом аспектах.

Цель работы: исследование и получение теплоизоляционных материалов из золошлаковых отходов тепловых электростанций с помощью низкотемпературной плазмы.

Научная новизна работы: - исследована и выявлена эффективность использования тепловой энергии высококонцентрированных потоков низкотемпературной плазмы при получении минеральной ваты из золошлаковых отходов тепловых электрических станций; проведены термодинамические исследования теплофизических свойств золы и шлака в широком диапазоне температур, на основе которых при условии термодинамического равновесия в системе определены оптимальные значения температур, удельных энергозатрат и мощности плазменного источника; получены новые данные по физическим и химическим свойствам минерального волокна, полученного в результате плавления золошлаков низкотемпературной плазмой: получено минеральное волокно с улучшенными физико-химическими свойствами, обладающее высокой химической стойкостью, долговечностью, большей упругостью и прочностью; разработана плазменная технология получения минеральной ваты из золошлаковых отходов тепловых электрических станций.

На защиту выносятся: результаты исследования теплофизических и физико-химических свойств золошлаковых отходов для получения минеральной ваты; результаты исследований физических и химических свойств минерального волокна, полученного из золошлаковых отходов при помощи низкотемпературной плазмы; результаты расчёта процесса высокотемпературной плавки (переработки) золы и шлака; технология получения минеральной ваты из золошлаковых отходов ТЭС с использованием низкотемпературной плазмы;

Практическая значимость и реализация работы:

Разработанная технология получения теплоизоляционных материалов путем плавления золошлаков низкотемпературной плазмой позволит утилизировать золошлаковые отходы, скапливающиеся в золоотвалах;

Разработан экономичный и экологически чистый метод производства

6 минераловатной продукции;

За счет малой инерционности плазменных процессов открывается реальная возможность автоматического управления производством минеральной ваты;

За счет исключения дефицитных энергоисточников (кокс, природный газ и т.д.) и сокращения некоторых звеньев в традиционных технологиях упрощается и удешевляется процесс производства минеральной ваты;

Полученные результаты могут быть применены в технологическом процессе производства теплоизоляционных материалов.

Апробация работы:

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Восточно-Сибирского государственного технологического университета (г. Улан-Удэ, 1999-2004 гг.); Бурятского государственного университета (г. Улан-Удэ, 2001 г); 3-ей международной научно-технической конференции «Плазменно-энергетические процессы и технологии» (г. Улан-Удэ, Гусиноозерск, 2000г); международной научно-практической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии на Байкале» (г. Улан-Удэ, 2001,2003 гг.).

Научные публикации:

Основное содержание работы и её результаты опубликованы в 11 печатных работах и подана заявка на изобретение.

Структура и объём диссертации:

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 109 наименований. Работа изложена на 142_ страницах машинописного текста, включает _35_ рисунков, 34 таблицы и 3 приложения на 11 страницах.

Анализ состояния вопроса в области получения теплоизоляционных материалов

Наиболее распространенное сырье для получения минеральной ваты -это доменные шлаки в виде щебня. Их используют около 70% предприятий, выпускающих почти 80% минераловатной продукции [6, 7]. Щебень готовят из отвальных (литых) доменных шлаков, не подвергающихся силикатному распаду. По ГОСТ 18866-81 плотность щебня не должна быть ниже 1000кг/м3; прочность, определенная сдавливанием в цилиндре кусков размером 20-60 мм, не должна быть больше 1,5 МПа; содержание серы 1,8 %; содержание зерен металла размером более 1 мм 2%. По гранулометрическому составу выделяют два сорта щебня: первый - с размерами кусков 40-100 мм (оптимальный вариант) и второй - 20-100 мм. Доменные шлаки большинства металлургических предприятий содержат много СаО и делают минеральную вату неустойчивой к воздействию влаги. На поверхности волокон происходит гидролиз силикатов кальция, который приводит к слеживанию волокон или полному разрушению. По этой причине недолговечны минераловатные изделия на синтетическом связующем [8].

Чистые доменные шлаки для получения минеральной ваты используют в том случае, если поверхность волокон при их производстве защищается от воздействия влаги гидрофобными материалами. Увеличение водостойкости такой ваты достигается путем регулирования ее химического состава подкисляющими природными и техногенными добавками, содержащими повышенное количество SiC 2 И AI2O3 [9].

Для получения используют и более кислые металлургические шлаки. Из них подкисления требуют только фосфорные. Благодаря высокому содержанию FeO и MgO никелевые шлаки отличаются повышенным поверхностным натяжением, обуславливающим повышенное содержание в минеральной вате не волокнистых включений. К этим шлакам добавляют, например, нефелиновый концентрат, содержащий до 45% Si02, 30% А1203 и 20% Na20 + К20, который улучшает условия формования волокна.

Для производства минеральной ваты используют также (кислые и основные) местные легкодоступные отходы производства (пыль цементных и керамзитовых печей, горелые породы, бой глиняного кирпича и т.д.) [10].

По химическому составу эти материалы в чистом виде малопригодны для получения такой ваты. Их применяют в качестве многокомпонентной шихты (при ванном способе плавления) либо подкислителей при плавлении доменных шлаков в вагранках.

Структура силикатных расплавов определяет их свойства. Их вязкость зависит от подвижности анионного каркаса, а электропроводность — от подвижности ионов- модификаторов (т.е. ионов с малым зарядом и большим размером, например щелочных и щелочеземельных), поляризующих связи Si-O.

Свойства минеральной ваты зависят от ряда факторов, важнейшими из которых являются: химический состав силикатного расплава, его вязкость и поверхностное натяжение в момент переработки в волокно, способ и параметры волокнообразования.

В соответствии с современными требованиями минеральную вату выпускают трех марок: 75, 100, 125 со средней плотностью, определяемой под удельной нагрузкой 0,002 МПа, соответственно 75, 100 и 125 кг/м3.

С увеличением диаметра волокон возрастает теплопроводность минеральной ваты, поэтому стандартом средний диаметр ограничен не более 6 мкм (для марки 75) и не более 8 мкм (для остальных марок).

Длина волокон колеблется в довольно широких пределах от 2...3 мм до 20...30 см. Из длинноволокнистой ваты получают более высококачественные изделия, характеризующиеся большей упругостью и прочностью [11].

Помимо волокон вата содержит не вытянувшиеся в волокна включения («корольки»), которые повышают среднюю плотность и увеличивают теплопроводность минеральной ваты. Поэтому содержание корольков более 0,25 мм ограничено стандартом: для марок 75-12 %; 100-20 %; 125-25 %.

Водопоглощение минеральной ваты очень велико - до 600 % при погружении в воду [12]. Минеральная вата не является благоприятной средой для развития грибов. Однако под действием органических кислот, выделяемых грибами, она может разрушаться. С повышением кислотности волокон грибоустойчивость минеральной ваты возрастет. Температура спекания рядовой минеральной ваты 700-800 С, соответственно температура применения 600-700 С. Расстекловывание волокон может уже происходить при температуре 500 С. Вата, полученная из более кислых расплавов, меньше подвержена расстекловыванию.

Минерально-фазовый состав зол и шлаков и методы их исследования

Одним из основных видов исследования золошлаковых отходов являются химический и фазово-минералогический анализы [73, 74]. Химический анализ выполняли по ГОСТ 10538.0-72 - ГОСТ 10538.8-72, который предусматривает определение десяти главных компонентов: Si02, А1203, Fe203, CaO, MgO, S03, Ti02, K20, Na20, P203.

Определение содержания диоксида кремния в золе (по ГОСТ 10538.1-72). Метод основан на выделении кремниевой кислоты из солянокислого раствора, полученного после сплавления навески золы с углекислым натрием, двукратным выпариванием раствора досуха или коагуляции желатином и определении двуокиси кремния по разнице в массе до и после обработки фтористоводородной кислотой.

Определение содержания окиси железа в золе (по ГОСТ 10538.2-72). Метод основан на образовании комплекса трехвалентного железа с сульфосалициловой кислотой в кислой среде, разрушении этого комплекса при титровании трилоном Б и образовании нового комплексного соединения трехвалентного железа с трилоном Б.

Определение содержания окиси алюминия в золе (по ГОСТ 10538.3-72). Метод основан на образовании комплексного соединения алюминия с трилоном Б, на последующем разрушении трилонатного комплекса фтористым натрием и титровании освободившегося трилона Б, эквивалентного содержанию алюминия, раствором уксуснокислого цинка или азотнокислого свинца. Одновременно образующиеся комплексные соединения титана и железа с трилоном Б не разрушаются фтористым натрием и не мешают определению.

Определение содержания окисей кальция и магния в золе (по ГОСТ 10538.4-72). В данном методе производится титрование кальция трилоном Б при рН 13 в присутствии индикаторной смеси флуорексона и тимолфталеина и магния в сумме с кальцием при рН 11,5-12,5 в присутствии индикатора метилтимолового синего.

Определение содержания триоксида серы в золе (по ГОСТ 10538.5-72). Метод основан на осаждении сульфат-ионов раствором хлористого бария и весовом определении последнего. Мешающие элементы связывают трилоном Б в растворимые комплексные соединения.

Определение содержания двуокиси титана в золе (по ГОСТ 10538.6-72). Метод основан на образовании окрашенного в оранжево-желтый цвет комплексного соединения титана с диантипирилметаном в кислой среде. Влияние трехвалентного железа устраняют восстановлением его аскорбиновой кислотой в присутствии катализатора — сернокислой меди.

Определение содержания пятиокиси фосфора в золе (по ГОСТ 10538.7-72). В данном методе происходит образование в присутствии азотной кислоты фосфорномолибденованадиевого комплексного соединения, окрашенного в желтый цвет.

Определение содержания оксидов натрия и калия в золе (по ГОСТ 10538.8-72). Метод основан на существовании зависимости между концентрацией определяемого элемента в растворе и интенсивностью его излучения.

По проведенным анализам в золошлаковых отходах Тугнуйского угля содержатся следующие элементы, в %: К20 - 2,15; Na20 - 0,58; Si02 - 45,0; А1203 - 14,6; Р2О5- 0,93; CaO - 12,62; MgO - 9,05; ТЮ2 - 0,82; Fe203 - 14,25, а в золошлаковых отходах Холбольджинского угля К20 - 2,0; Na20 - 1,0; Si02 -52,0; А1203 - 23,0; Р205- 0,35; СаО - 3,5; MgO - 4,95; ТЮ2 - 0,8; Fe203 - 12,4.

Выделение фракций производят обработкой бромоформом, при этом легкая фракция всплывает, а тяжелая осаждается на дно стакана. Выделенные фракции высушивают. Тяжелую фракцию затем подвергают магнитной сепарации. Наиболее приемлемы для сепарации золы такие магниты, как ручной универсальный магнит для разделения на четыре фракции (сильномагнитную, среднемагнитную, слабомагнитную и очень слабомагнитную), универсальный электромагнит УЭМ-1Т, малогабаритный портативный прибор для разделения на три фракции (сильномагнитную, среднемагнитную и слабомагнитную).

Полученные фракции поступают на исследование их фазово-минералогического состава. Изучение процесса разделения показало, что для каждого конкретного золошлакового материала необходим в некоторой степени индивидуальный подход. Например, для золошлакового материала Тугнуйского угля, содержащего большое количество железа, требуется магнитная сепарация не только тяжелой, но и других фракций (легкой и средней). Первым этапом подготовки таких проб может служить обработка их ручным магнитом (выделение ферромагнитных минералов, прежде всего магнетита). Затем после удаления магнетита пробу разделяют на фракции бромоформом. Извлечение магнетита в отдельную фракцию позволяет не только определить его содержание в пробе, но и облегчает дальнейший фазовый анализ. В таблице 9 показана агрегатная плотность магнитной и немагнитной составляющей золы и шлака.

Спектральный анализ минеральных волокон

Для выполнения спектрального анализа были приготовлены микрошлифы следующим образом: 1. Волокна укладывались на поверхность стола, накрывались тубами (трубки диаметром 20...30 мм) и заливались акрилонитрилом при комнатной температуре. Волокна на поверхность стола укладывались вдоль, поперек их осей и под углами 30...40 С с целью получения "продольных", "поперечных" и "косых" шлифов. 2. После завершения полимеризации полимера поверхности шлифов обрабатывали на абразивных шкурках различной зернистости. 3. Окончательная доводка поверхности шлифов заключалась в их полировании с применением алмазной пасты АСМ 17/5 и на полировальном станке с водным раствором пасты "ГОЙЯ".

Количественный микроанализ выполнялся на электронно-сканирующем микроскопе LEO 1430 VP с последующей обработкой результатов на энергодисперсионном анализаторе INCA Energy 300, при нормальном падении электронного пучка на плоский образец. Область генерации рентгеновского излучения в системе Fe - Си составила 2-3 мкм.

Высокое количество кислорода свидетельствует о содержании элементов в окисленной форме, наличие углерода объясняется системой пробоподготовки путем дисперсии волокна в полимерной органической матрице. Анализ фазового состава определения со статической погрешностью 1 — 5 % (по кислороду ± 0,5 - 10 %). Для определения среднего диаметра волокон минеральной ваты были использованы следующие оборудования: 1. Микроскоп металлографический МИМ - 7А. 2. Микроскоп универсальный измерительный УИМ - 23. 3. Микроскоп измерительный ИЗ А - 2. 4. Микрометры.

Для подготовки к испытанию десять препаратов готовили из 10 пучков волокон, отобранных из различных мест пробы материала. Из каждого отобранного пучка ваты на отдельном стекле готовили один препарат, содержащий не менее 100 волокон.

Пучок волокон ножницами обрезали один из его концов на расстоянии около 5 мм от пинцета. Наблюдая через микроскоп обрезанные кусочки волокон иголкой переносили в каплю 5% - го раствора кедрового бальзама либо канифоли в этиловом спирте и равномерно одним слоем распределяли на предметном стекле. Препараты выдерживались в течение 30-40 мин. в сушильном шкафу при температуре 70-105 С. Остывшие препараты поочередно устанавливали на препаратоводитель столика микроскопа.

Для повышения теплоизоляционных свойств волокнистых материалов необходимо стремиться к уменьшению диаметра волокон. Одцако обеспечение необходимых строительно-эксплуатационных свойств волокнистых материалов ставит определенные ограничения этому фактору.

С одной стороны, уменьшение диаметра волокон приводит к повышению их прочности при разрыве. С другой стороны, существует определенный предел, после которого уменьшение диаметра волокон негативно сказывается на эксплуатационных и теплофизических свойствах волокнистых материалов (рис. 26, 27).

Теплопроводность является главной характеристикой теплозащитных свойств материала. У большинства теплоизоляционных материалов она при комнатной температуре находится в пределах от 0,029 до 0,18 Вт/(м-К) (0,025 -0,15 ккал/м-ч-град).

Средний диаметр 0,мкм Рис.27. Влияние диаметра минерального волокна на среднюю плотность: 1 -по существующей технологии, 2 -ЗШО Тугнуйского угля, 3 - ЗШО Холбольджинского угля Это объясняется снижением жесткости и упругости очень тонких волокон, их слеживаемостью в процессе эксплуатации и, следовательно, ростом средней плотности. Таким образом, средний диаметр волокон соответствует для Тугнуйского и Холбольджинского углей 10+12 мкм и 12-43 мкм.

Для определения водостойкости были отобраны пробы массой 20+2 гр., которые помещали в фарфоровый тигель и прокаливали в муфельной печи СНОЛ 1,6.2,5.1/9 - ИЧ при температуре 600 ± 50 С в течение 20 мин. Части прокаленной навески 5 ± 0,5 г. измельчали до порошкообразного состояния и просеивали через сито. Смачивали несколькими каплями этилового спирта и добавляли 100 мл раствора соляной кислоты концентрацией 0,01 н. В стакан опускали стержень магнитной мешалки ММ2А и электроды рН -метра/иономер модель 311. Диапазон 2+20рН, ±300mV, 10 ± 120 С, погрешность ± 0,5 mV. Через 10 минут записывали значение рН.

В результате проведённых экспериментов установлено, что водостойкость минеральных волокон, полученных из золошлакоотходов, максимальная (ГОСТ 4649-76), поскольку их рН менее 5, а именно составляет рН = 2.

Таким образом, в результате исследований выявлено, что полученное плазменным способом минеральное волокно характеризуется повышенной химической стойкостью, долговечностью, большой упругостью и прочностью.

Для определения содержания "корольков" были применены следующие оборудования: весы электронные ВБЭ - 1 (ГОСТ 29104-80), муфельная печь СНОЛ 1,6.2,5.1 / 9 -ИЧ, гранулятор, сита.

Были отобраны три навески ваты массой 50 ± 1 г, помещали в выпарительные чашки и прокаливали в муфельной печи при температуре 600±50 С в течение 20 мин. После этого навески охлаждали до комнатной температуры. Прокаленную навеску помещали в барабан гранулятора и включали электродвигатель на 15 мин. В процессе работы прибора измельченные волокна и "корольки" проходят через сетчатое дно прибора и собираются в приемнике расположенном под барабаном, измельченные волокна ваты удаляют из приемника мехами, а "корольки" размером свыше 0,25 мм определяют как удвоенную массу остатка на сите в процентах.

Технология получения минеральной ваты из золошлаковых отходов

Для выполнения спектрального анализа были приготовлены микрошлифы следующим образом: 1. Волокна укладывались на поверхность стола, накрывались тубами (трубки диаметром 20...30 мм) и заливались акрилонитрилом при комнатной температуре. Волокна на поверхность стола укладывались вдоль, поперек их осей и под углами 30...40 С с целью получения "продольных", "поперечных" и "косых" шлифов. 2. После завершения полимеризации полимера поверхности шлифов обрабатывали на абразивных шкурках различной зернистости. 3. Окончательная доводка поверхности шлифов заключалась в их полировании с применением алмазной пасты АСМ 17/5 и на полировальном станке с водным раствором пасты "ГОЙЯ".

Количественный микроанализ выполнялся на электронно-сканирующем микроскопе LEO 1430 VP с последующей обработкой результатов на энергодисперсионном анализаторе INCA Energy 300, при нормальном падении электронного пучка на плоский образец. Область генерации рентгеновского излучения в системе Fe - Си составила 2-3 мкм.

Высокое количество кислорода свидетельствует о содержании элементов в окисленной форме, наличие углерода объясняется системой пробоподготовки путем дисперсии волокна в полимерной органической матрице. Анализ фазового состава определения со статической погрешностью 1 — 5 % (по кислороду ± 0,5 - 10 %). Для определения среднего диаметра волокон минеральной ваты были использованы следующие оборудования: 1. Микроскоп металлографический МИМ - 7А. 2. Микроскоп универсальный измерительный УИМ - 23. 3. Микроскоп измерительный ИЗ А - 2. 4. Микрометры.

Для подготовки к испытанию десять препаратов готовили из 10 пучков волокон, отобранных из различных мест пробы материала. Из каждого отобранного пучка ваты на отдельном стекле готовили один препарат, содержащий не менее 100 волокон.

Пучок волокон ножницами обрезали один из его концов на расстоянии около 5 мм от пинцета. Наблюдая через микроскоп обрезанные кусочки волокон иголкой переносили в каплю 5% - го раствора кедрового бальзама либо канифоли в этиловом спирте и равномерно одним слоем распределяли на предметном стекле. Препараты выдерживались в течение 30-40 мин. в сушильном шкафу при температуре 70-105 С. Остывшие препараты поочередно устанавливали на препаратоводитель столика микроскопа.

Для повышения теплоизоляционных свойств волокнистых материалов необходимо стремиться к уменьшению диаметра волокон. Одцако обеспечение необходимых строительно-эксплуатационных свойств волокнистых материалов ставит определенные ограничения этому фактору.

С одной стороны, уменьшение диаметра волокон приводит к повышению их прочности при разрыве. С другой стороны, существует определенный предел, после которого уменьшение диаметра волокон негативно сказывается на эксплуатационных и теплофизических свойствах волокнистых материалов (рис. 26, 27).

Теплопроводность является главной характеристикой теплозащитных свойств материала. У большинства теплоизоляционных материалов она при комнатной температуре находится в пределах от 0,029 до 0,18 Вт/(м-К) (0,025 -0,15 ккал/м-ч-град).

Средний диаметр 0,мкм Рис.27. Влияние диаметра минерального волокна на среднюю плотность: 1 -по существующей технологии, 2 -ЗШО Тугнуйского угля, 3 - ЗШО Холбольджинского угля Это объясняется снижением жесткости и упругости очень тонких волокон, их слеживаемостью в процессе эксплуатации и, следовательно, ростом средней плотности. Таким образом, средний диаметр волокон соответствует для Тугнуйского и Холбольджинского углей 10+12 мкм и 12-43 мкм.

Для определения водостойкости были отобраны пробы массой 20+2 гр., которые помещали в фарфоровый тигель и прокаливали в муфельной печи СНОЛ 1,6.2,5.1/9 - ИЧ при температуре 600 ± 50 С в течение 20 мин. Части прокаленной навески 5 ± 0,5 г. измельчали до порошкообразного состояния и просеивали через сито. Смачивали несколькими каплями этилового спирта и добавляли 100 мл раствора соляной кислоты концентрацией 0,01 н. В стакан опускали стержень магнитной мешалки ММ2А и электроды рН -метра/иономер модель 311. Диапазон 2+20рН, ±300mV, 10 ± 120 С, погрешность ± 0,5 mV. Через 10 минут записывали значение рН.

В результате проведённых экспериментов установлено, что водостойкость минеральных волокон, полученных из золошлакоотходов, максимальная (ГОСТ 4649-76), поскольку их рН менее 5, а именно составляет рН = 2.

Таким образом, в результате исследований выявлено, что полученное плазменным способом минеральное волокно характеризуется повышенной химической стойкостью, долговечностью, большой упругостью и прочностью.

Для определения содержания "корольков" были применены следующие оборудования: весы электронные ВБЭ - 1 (ГОСТ 29104-80), муфельная печь СНОЛ 1,6.2,5.1 / 9 -ИЧ, гранулятор, сита.

Были отобраны три навески ваты массой 50 ± 1 г, помещали в выпарительные чашки и прокаливали в муфельной печи при температуре 600±50 С в течение 20 мин. После этого навески охлаждали до комнатной температуры. Прокаленную навеску помещали в барабан гранулятора и включали электродвигатель на 15 мин. В процессе работы прибора измельченные волокна и "корольки" проходят через сетчатое дно прибора и собираются в приемнике расположенном под барабаном, измельченные волокна ваты удаляют из приемника мехами, а "корольки" размером свыше 0,25 мм определяют как удвоенную массу остатка на сите в процентах.

Похожие диссертации на Теплоизоляционные материалы из золошлаковых отходов тепловых электрических станций, полученные с применением низкотемпературной плазмы