Физико-химические и технологические основы переработки минерального сырья в базальтоволокнистые материалы различного назначения

• Автор: Татаринцева, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 245 с. : 16 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН

1.1 Оптимизация критериев пригодности горных пород для получения различного вида волокон

1.1.1 Оценка сырья по минеральному и химическому составу

1.1.2 Характеристики расплавов и методы их исследования

1.1.3 Особенности физико-химических свойств базальтовых стекол

1.2 Перспективы использования минерального сырья Сибири и Дальнего Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон

1.3 Влияние условий получения базальтовых стекол на их параметры

и температурный интервал выработки непрерывных волокон

1.4 Математическое моделирование для прогнозирования вязкости
расплавов по химическому составу сырья
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД
2.1 Сравнительная оценка существующих методов переработки минерального сырья в штапельные волокна
2.2 Разработка технологии и создание производства минеральной ваты
из супертонкого волокна
2.3 Возможные пути повышения эффективности плавления горных пород индукционным методом
2.4 Экспериментально-теоретические основы формирования волокон
из расплавов горных пород в газодинамическом поле
2.4.1 Исследование влияния конструкции дутьевых устройств на качество получаемых волокон
2.4.2 Механизм преобразования расплава в волокно
2.5 Некоторые аспекты повышения производительности установок получения минеральной ваты
ГЛАВА 3 СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
ЗЛ Краткий ретроспективный обзор направлений работ и достигнутых
результатов в области создания волокнистых утеплителей в России
3.2 Компоновка рецептур связующих и отработка технологических приемов изготовления образцов теплоизоляционных материалов
3.2.1 Физико-химия образования композитов на основе базальтовых волокон и жидкого стекла
3.2.2 Эффективность использования смесевого связующего в производстве утеплителей
3.2.3 К вопросу повышения водостойкости минераловатных изделий
3.2.4 Особенности применения в производстве волокнистых материалов глинистых связующих
3.3 Разработка технологии получения теплоизоляционных плит
с повышенной плотностью
3.4 Разработка технологии изготовления минераловатных скорлуп для изоляции трубопроводов
3.5 Изучение влияния условий эксплуатации на основные параметры
теплоизоляционных материалов с определением их долговечности
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ГОРНЫХ ПОРОД
В ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МЯГКИЕ ПЛИТЫ
4.1 Аппаратурно-технологическая схема производства изделий
4.2 Разработка оборудования и отработка технологических режимов производства теплоизоляционных плит
4.2.1 Совершенствование системы дозирования шихты
4.2.2 Узел приготовления и ввода связующего
4.2.3 Исследование процесса сушки волокнистых материалов
4.3 Оценка экологической безопасности производства теплоизоляционных материалов из базальта

4.3.1 Утилизация твердых промышленных отходов
ГЛАВА 5 СОЗДАНИЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА С ПОВЫШЕННОЙ
ТЕПЛО- И ВОДОСТОЙКОСТЬЮ
5.1 Физико-химические основы создания композитов, армированных стеклянными волокнами
5.1.1 Обоснование выбора армирующего материала для композиционных намоточных изделий
5.1.2 Разработка тепло- и водостойкого связующего для базальтопластика
5.2 Изготовление базальтопластиковых труб и проведение испытаний
5.3 Процессы влагопереноса в базальтопластиках
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Следуя (1.3), энергию активации определяют как угловой коэффициент прямой, представляющей линейную зависимость логарифма вязкости от обратной температуры.
По величине Ец косвенно можно судить о пригодности расплавов для получения конкретного вида волокон. Как указывается в работах [40,41], расплавы для производства тонких непрерывных, супертонких и тонких штапельных волокон должны иметь энергии активации вязкого течения не более 270, 290 и 315 кДж/моль соответственно.
Анализ энергетических параметров исследованных расплавов горных пород позволил нам сделать некоторые заключения. Так, при значениях энергии активации вязкого течения расплавов от 210 до 250 кДж/моль выработка непрерывных волокон проходит стабильно. Чем меньше значение Еп, тем шире температурный интервал выработки, достигающий для ряда пород 50 °С. Получение непрерывных волокон из расплавов, у которых энергия активации превышает 250 кДж/моль, затруднено, а при значениях Е > 280 кДж/моль невозможно.
Другой важной характеристикой стекломассы, определяющей нижнюю границу температурного интервала выработки волокон, является кристаллизационная способность, которая, как было установлено еще Тамманом [42], зависит от числа центров кристаллизации, образующихся в единице объема в единицу времени, и от линейной скорости кристаллизации. Из-за тепловых флуктуаций в раплаве для образования центров кристаллизации требуется определенная степень переохлаждения. Как только центры образовались, их рост зависит от скоростей диффузии и рассеяния скрытой теплоты плавления. Поверхность стекла является наиболее вероятным местом для начала образования центров кристаллизации. Для промышленных стекол, применяемых в производстве волокон, температура верхнего предела кристаллизации не превышает 1150 °С, в то время как для базальтовых расплавов различного химического состава она, как правило, выше на 100...170 °С. Это объясняется наличием в базальтах в качестве одного из основных породообразующих минералов пи-