Способ получения пенопласта с использованием расплавленного шлака

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСПЛАВЛЕННОГО ШЛАКА Способ получения пенопласта с использованием расплавленного шлака включает внесение расплавленного шлака в резервуар для поддержания высокой температуры и видоизменения,где температура расплавленного шлака поддерживается в пределах 1400-1500 С, и добавление модификатора вязкости и/или модификатора цвета к расплавленному шлаку для регулирования вязкости и/или цвета расплавленного шлака согласно требованиям к получаемому продукту; введение расплавленного шлака, извлеченного из резервуара для поддержания высокой температуры и видоизменения, в пенообразователь, добавляя пенообразующий агент к расплавленному шлаку, где расплавленный шлак в пенообразователе контролируется при температуре 1250-1400 С для вспенивания и формования выдержки вспененного и сформованного шлака при температуре 800-1000 С в течение 20-30 мин в нередуцирующей воздушной среде, и затем естественное охлаждение вспененного и сформованного шлака до комнатной температуры в течение 1-2 ч для получения пенопласта. Дает энергосберегающий и эффективный способ полной утилизации доменного шлака, и получаемый неорганический неметаллический вспененный материал и продукты этого имеют такие свойства, как устойчивое качество цвета, износостойкость,устойчивость к растрескиванию под давлением, низкая теплопроводность, низкий коэффициент усадки, отличное шумопоглощение, проявление адсорбционных и поглащающих качеств.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ШАНЬДУН КОКИНГ ГРУП КО.,ЛТД. (CN) Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к процессу получения неорганического неметаллического материала, более конкретно, к способу непосредственного получения пенопласта с использованием расплавленного шлака. Уровень техники Промышленность черной металлургии производит огромное количество отвального шлака, который трудно поддается комплексному использованию. Скопившийся отвальный шлак уже стал главным фактором загрязнения окружающей среды, который ограничивает развитие металлургической промышленности. Утилизация отвального шлака, обычно применяемая теперь в промышленности, следующая: выпуск шлака из печи при температуре 1500-1600 С; охлаждение шлака водой (на практике называется"закалка в воде"); отделение и сушка шлака; и наконец, превращение высушенного шлака в порошок,который будет использоваться в производстве цемента. Однако, вышеупомянутый процесс может происходить только с частью отвального шлака, кроме того, в этом процессе могут образовываться жидкие отходы и отработанные газы, и что еще хуже, большое теплосодержание в доменном шлаке расходуется впустую и может вызывать дальнейшее загрязнение окружающей среды. Так как в данное время производство и исследование использования доменного шлака основаны на отвальном шлаке, обрабатываемом водной закалкой, потребление пресной воды для охлаждения отвального шлака нельзя уменьшить, и тепловая энергия, содержащаяся в расплавленном шлаке, не используется эффективно, кроме того, могут образовываться вторичные отходы и может перерабатываться и утилизироваться не весь отвальный шлак. Поэтому желательно иметь метод для эффективной утилизации огромного количества доменного шлака. Краткое изложение сущности изобретения Цель данного изобретения состоит в нахождении метода производства неорганического неметаллического вспененного материала, непосредственно изменяя расплавленный шлак и добавляя пенообразующий агент. Другой целью данного изобретения является предоставление способа получения неорганического неметаллического вспененного материала, произведенного непосредственным изменением расплавленного шлака и при действии пенообразующего агента. Сущность данного изобретения заключается в способе получения пенопласта с использованием расплавленного шлака, включающем: внесение расплавленного шлака в резервуар для поддержания высокой температуры и видоизменения, где температура расплавленного шлака поддерживается в пределах 1400-1500 С, и добавление модификатора вязкости и/или модификатора цвета к расплавленному шлаку для регулирования вязкости и/или цвета расплавленного шлака согласно требованиям к получаемому продукту; введение расплавленного шлака, извлеченного из резервуара для поддержания высокой температуры и видоизменения, в пенообразователь, добавляя пенообразующий агент к расплавленному шлаку,где расплавленный шлак в пенообразователе контролируется при температуре 1250-1400 С для вспенивания и формованияж выдержку вспененного и сформованного шлака при температуре 800-1000 С в течение 20-30 мин в нередуцирующей воздушной среде, и затем естественное охлаждение вспененного и сформованного шлака до комнатной температуры в течение 1-2 ч для получения пенопласта, при этом расплавленный шлак содержит 10-40 вес.% Al2O3, 5-25 вес.% MgO, 10-50 вес.% SiO2, 10-40 вес.% СаО,0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO. В примере осуществления данного изобретения расплавленный шлак содержит 10-20 вес.% Al2O3,5-10 вес.% MgO, 20-35 вес.% SiO2, 20-30 вес.% СаО, 0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO. В примере осуществления данного изобретения модификатором вязкости может быть, по крайней мере, один из сортов глины, каолин, магнитный железняк, гончарная глина, полевой шпат, кварцевый песок, и TiO2, и модификатор вязкости добавляется в количестве 3-10 вес.% от веса расплавленного шлака. Модификатором цвета может быть, по крайней мере, один из оксидов Ti, Cr, Ni, Cu, Со и Fe, порошки руды и промышленные отходы, содержащие оксиды, и модификатор цвета добавляется в количестве 0-5 вес.% от веса расплавленного шлака. Пенообразующий агент может быть карбонатом и добавлен в количестве 3-5 вес.% от веса расплавленного шлака. Карбонат может включать по крайней мере один из карбонатов кальция, карбонатов магния, доломит, другие минералы, содержащие карбонаты и их смесь. В частности, карбонат может включать известняк, доломит и магнезит. В примере осуществления данного изобретения стадия вспенивания и формования может включать сперва вспенивание расплавленного шлака и затем формование вспененного расплавленного шлака в форме, или сразу вспенивание и формование расплавленного шлака в форме. В примере осуществления данного изобретения расплавленный шлак - это расплавленный шлак,непосредственно выгружаемый из металлургического реактора или переплавленный шлак. Подробное описание предпочтительных примеров осуществления Далее подробно описываются примеры осуществления данного изобретения. Расплавленный доменный шлак - это отходы, получаемые при выплавке железа в доменной печи,который содержит 10-40 вес.% Al2O3, 5-25 вес.% MgO, 10-50 вес.% SiO2 и 10-40 вес.% СаО, а также небольшое количество FeO, С, MnO, S и т.п., их температура - в интервале 1350-1480 С. Предпочтительно,чтобы расплавленный доменный шлак содержал 10-20 вес.% Al2O3, 5-10 вес.% MgO, 20-35 вес.% SiO2, и 20-30 вес.% СаО, а также небольшое количество FeO, С, MnO, S и т.п. Пример осуществления данного изобретения представляет способ получения пенопласта посредством использования расплавленного шлака, который может содержать 10-40 вес.% Al2O3, 5-25 вес.%MgO, 10-50 вес.% SiO2, 10-40 вес.% CaO, 0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO. Предпочтительно, чтобы расплавленный шлак содержал 10-20 вес. % А 12 О 3, 5-10 вес. % MgO, 20-35 вес. % SiO2,20-30 вес.% СаО, 0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO. Расплавленный шлак может непосредственно выгружаться из металлургического реактора или переплавляться из шлака. Согласно способу данного изобретения расплавленный шлак, выгруженный из доменной печи, может использоваться напрямую, таким образом, не только экономится энергии для расплавления сырья, но и не расходуется вода для охлаждения доменного шлака посредством закалки в воде и не образуются вторичные отходы. В способе данного изобретения температура расплавленного шлака в резервуаре для сохранения теплоты и модифицирования регулируется в интервале 1400-1500 С. Производится ли модификация расплавленного шлака или нет, может быть определено согласно требованиям к объмной плотностьи (или пористости) и цвету получаемого пенопласта, при этом модификация включает регулирование вязкости и/или цвета. В частности, модификатором вязкости может быть по крайней мере один из сортов глины, каолин,магнитный железняк, гончарная глина, полевой шпат и кварцевый песок. Модификатор вязкости добавляется в количестве 3-10 вес.% от веса расплавленного шлака. Модификатором цвета может быть по крайней мере один из оксидов Ti, Cr, Ni, Cu, Со и Fe, например TiO2, Cr2O3, NiO, CuO, Cu2O, СоО, FeO,Fe2O3 и т.п., порошки руды, содержащие эти оксиды и промышленные отходы, содержащие эти оксиды,такие как отвальный (красный) шлам, получаемый в производстве Al2O3. Модификатор цвета добавляется в количестве 0-5 вес.% от веса расплавленного шлака. Затем расплавленный шлак извлекается из резервуара для видоизменения в резервуар пенообразования, добавляя пенообразующий агент к шлаку, где температура шлака в резервуаре пенообразования регулируется в интервале 1250-1400 С для формования пенопласта. В частности, пенообразующий агент может быть карбонатом, и пенообразующий агент добавляется в количестве 3-5 вес.% от веса расплавленного шлака. В частности, карбонат может включать, по крайней мере, один из карбонатов кальция, карбонатов магния, доломит, другие минералы, содержащие карбонаты и их смесь, например, карбонат кальция, карбонат магния, известняк, доломит и магнезит и т.п. Во время процесса формование пенопласта, расплавленный шлак может быть вспенен и затем сформован в форме. Как альтернатива, расплавленный шлак может быть сразу вспенен и сформован в форме. После этого вспененный расплавленный шлак выдерживается при температуре 800-1000 С в течение 20-30 мин в нередуцирующей воздушной среде, и затем естественным путем охлаждается до комнатной температуры до получения желаемого пенопласта. В способе согласно данному изобретению, в соответствии с размером и видом формы, используемой во время формования, пенопласты, имеющие желаемую форму, сразу производятся способом с использованием расплавленного шлака. Далее подробно описываются примеры данного изобретения. Пример 1. Магнитный железняк был добавлен к расплавленному шлаку, имеющему температуру 1500 С в количестве 10 вес.% от веса расплавленного шлака для регулирования вязкости расплавленного шлака. В этом примере не добавлялся модификатор цвета. Затем, шлак был вспенен при температуре 1400 С при использовании карбоната кальция в качестве пенообразующего агента в количестве 5 вес.% от веса расплавленного шлака. Вспененный продукт был выдержан при темп.ературе 1000 С в течение 20 мин, и затем естественным путем охлажден до комнатной температуры. В результате был получен пенопласт,имеющий плотность 0,40g/cm3, что и требовалось. Пример 2. Глина была добавлена к расплавленному шлаку, имеющему температуру 1400 С в количестве 5 вес.% от веса расплавленного шлака для регулирования вязкости расплавленного шлака. Красный оксид железа в качестве модификатора цвета был добавлен к расплавленному шлаку в количестве 5 вес.% от веса расплавленного шлака. Затем, шлак был вспенен при температуре 1300 С при использовании карбоната магния в качестве пенообразующего агента в количестве 5 вес.% от веса расплавленного шлака. Вспененный продукт был выдержан при температуре 800 С в течение 30 мин, и затем естественным путем охлажден до комнатной температуры. В результате был получен пенопласт, имеющий плотность 0,41 g/cm3 как и требовалось.TiO2 был добавлен к расплавленному шлаку, имеющему температуру 1450 С в количестве 3 вес.% от веса расплавленного шлака для регулирования вязкости расплавленного шлака. Cr2O3 в качестве модификатора цвета был добавлен к расплавленному шлаку в количестве 3 вес.% от веса расплавленного шлака. Затем, шлак был вспенен при температуре 1250 С при использовании доломита в качестве пенообразующего агента в количестве 3 вес.% от веса расплавленного шлака. Вспененный продукт был выдержан при температуре 950 С в течение 25 мин, и затем естественным путем охлажден до комнатной температуры. В результате, был получен пенопласт, имеющий плотность 0,45g/cm3 как и требовалось. Пример 4.TiO2 и кварцевый песок были добавлены к расплавленному шлаку, имеющему температуру 1500 С в количестве 3 вес.% и 3 вес.% от веса расплавленного шлака соответственно (всего 6 вес. %) для регулирования вязкости расплавленного шлака. Cr2O3 в качестве модификатора цвета был добавлен к расплавленному шлаку в количестве 0,5 вес.% от веса расплавленного шлака. Затем шлак был вспенен при температуре 1250 С при использовании доломита в качестве пенообразующего агента в количестве 4 вес.% от веса расплавленного шлака. Вспененный продукт был выдержан при температуре 950 С в течение 25 мин, и затем естественным путем охлажден до комнатной температуры. В результате был получен пенопласт, имеющий плотность 0,43 г/см 3 как и требовалось. В соответствии с примерами осуществления данного изобретения способ получения пенопласта с использованием расплавленного шлака имеет следующие преимущества: 1) дает энергосберегающий и эффективный способ полной утилизации доменного шлака; 2) расплавленный шлак, выгружаемый из доменной печи, используется напрямую, таким образом,не только уменьшается потребление энергии для расплавления сырья, но и не расходуется вода для охлаждения доменного шлака посредством закалки в воде и не образуются вторичные отходы; а также 3) получаемый неорганический неметаллический вспененный материал и продукты этого имеют такие свойства, как устойчивое качество цвета, износостойкость, устойчивость к растрескиванию под давлением, низкая теплопроводность, отличное шумопоглощение, проявление адсорбционных и поглащающих качеств, которые могут иметь следующие основные критерии качества: Данное изобретение не ограничивается вышеупомянутыми примерами осуществления и могут иметь место разнообразные модификации и изменения, не выходящие за рамки этого изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения пенопласта с использованием расплавленного шлака, включающий внесение расплавленного шлака в резервуар для поддержания высокой температуры и видоизменения, где температура расплавленного шлака поддерживается в пределах 1400-1500 С, и введение модификатора вязкости и/или модификатора цвета к расплавленному шлаку для регулирования вязкости и/или цвета расплавленного шлака согласно требованиям к получаемому продукту; введение расплавленного шлака,извлеченного из резервуара для поддержания высокой температуры и видоизменения, в пенообразователь, при этом добавляют пенообразующий агент к расплавленному шлаку, где расплавленный шлак в пенообразователе выдерживают при температуре 1250-1400 С для вспенивания и формования; и выдержку вспененного и сформованного шлака при температуре 800-1000 С в течение 20-30 мин в нередуцирующей воздушной среде, и затем естественное охлаждение вспененного и сформованного шлака до комнатной температуры в течение 1-2 ч для получения пенопласта, при этом расплавленный шлак содержит 10-40 вес.% Al2O3, 5-25 вес.% MgO, 10-50 вес.% SiO2, 10-40 вес.% СаО, 0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO, при этом модификатором вязкости является по крайней мере один из сортов глины, каолин, магнитный железняк, гончарная глина, полевой шпат, кварцевый песок и TiO2, и модификатор вязкости добавляют в количестве 3-10 вес.% от веса расплавленного шлака, при этом модификатором цвета является по крайней мере один из оксидов Ti, Cr, Ni, Cu, Со и Fe, порошки руды и промышленные отходы, содержащие оксиды, и модификатор цвета добавляют в количестве 0-5 вес.% от веса расплавленного шлака, при этом пенообразующий агент является карбонатом и добавлен в количестве 3-5 вес.% от веса расплавленного шлака. 2. Способ по п.1, в котором расплавленный шлак содержит 10-20 вес.% Al2O3, 5-10 вес.% MgO, 2035 вес.% SiO2, 20-30 вес.% СаО, 0,1-5 вес.% TiO2, 0,1-5 вес.% FeO и 0,1-5 вес.% MnO. 3. Способ по п.1, в котором в качестве пенообразующего агента используют карбонат, включающий по крайней мере один из карбонатов кальция, карбонат магния, доломит, другие минералы, содержащие карбонаты и их смесь. 4. Способ по п.1 или 2, в котором стадия вспенивания и формования включает сначала вспенивание расплавленного шлака и затем формование вспененного расплавленного шлака в форме, или сразу вспенивание и формование расплавленного шлака в форме. 5. Способ по п.1 или 2, в котором расплавленный шлак - это расплавленный шлак, непосредственно выгружаемый из металлургического реактора или переплавленный шлак.