Công nghệ vật liệu khoáng cách âm, cách nhiệt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (11.58 MB, 239 trang )
NGUYỄN VĂN PHIÊU - TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHOÁNG
CÁCH ÂM - CÁCH NHIỆT
(Tái hến)
NHÀ XUẤT BẢN XÁY DựNG
HÀ NÒI - 2 0 1 0
LỜI NÓI ĐẨU
M ột trong n h ữ n g vấn đ ể q u a n trọng n h ấ t của tiến hộ khoa học - k ĩ th u ậ t xây d ự n g
là vấn đ ể giảm- khối lượng của kết cấu công trinh, bởi vi g iả m khối lượng của kết câu
công trình sẽ làm g iả m đ á n g k ể khối lượng của kết cấu m ỏ ng từ đó làm g iả m giá
th à n h của các công trinh xây d ự n g n h ấ t là đối với các công trin h cao tầng..
Thực t ế cho thấy k h í th ay gạch đặc bằng gạch rỗng, bêtông t ổ ong, silicát xốp hoặc
bằng bê tông nhẹ VỚI cốt liệu rỗng th ỉ khối lượng của các tường bao che ngăn cách có
t h ể g iả m đi 2 ~ 5 lần; và nếu s ử d ụ n g các kết câu bao che và ngăn cách nhiều lớp từ
các vật liệu kết cấu, cách nhiệt, cách â m và chống cháy th i khối lượng tường sẽ g iả m
đ i được 5 - 6 lần.
Ngoài việc g iả m khối ỉượng của kết cấu, g iả m chi p h í lao động c h ế tạo và lắp ghép,
còn cải thiện đưỢc các tính chất nhiệt k ĩ th u ậ t cúa kết cấa.... Điều đó, cho p hép tiết
kiệìH đưỢc ỉiăng ỉượng l.roỉiiĩ kh a i tỈLÚc và tạo ỉièỉi kìiả ìiăìig lựa chọn các giải p h á p kết
cấu mới...
H iệ n nay, ở nước ta chưa sả n x u ấ t đưỢc nhiều loại vật liệu cách ăm, cách nhiệt
uà c h ố n g c h á y t ừ k h o á n g , m à loại v ậ t li ệu n à y t h ư ờ n g đưỢc l à m t ừ v ậ t li ệ u h ữ u cơ
d ễ kiếm...
Cuốn '*Công n g h ê v ậ t l i ệ u k h o á n g c á c h â m - c á c h n h i ệ t ” trin h bày k h á đầy
đ ủ cơ sở cỗng nghệ: bông kho á n g và th u ỷ tinh, các cấu kiện trên cơ sở của chúng;
perlít, verrmicuỉít nở p h ồ n g và các cấu kiện cách nhiệt từ chúng. S ách sẽ g iú p cho
sin h viên của các trường cao đắng, đ ạ i học theo học chuyên ng à n h ''Sản x u ấ t vật liệu,
cấu kiện và kết cấu xây dựng", các chuyên ngà nh có liên q u a n khác, nghiên cứu sâu
hơn các vấn đề liên q u a n tới việc tổ chức đ ú n g đ ắ n các qu á trin h công nghệ. N ó củng
b ổ s u n g cho các giáo trin h cơ bản của các m ôn học "Công nghệ vật liệu cách nhiệt",
"Công nghệ các cấu kiện bêtông và bêtông cốt th é p ” và là m tài liệu th a m khảo kh i là m
đồ á n ìuôn học và tốt nghiệp. N goài ra, sách còn g iú p cho các k ĩ s ư công nghệ xây
dựng, các kĩ sư xăy dựng, các nh à sả n x u ấ t vật liệu nhẹ và cấu kiện hiểu biết sâu hơn,
s ử d ụ n g có hiệu quả hơn vật liệu cách âm, cách nhiệt, chống cháy.
S á c h g ồm 4 p h ầ n 12 chương: ch ư ơ n g 1, 3 ( p h ầ n I), 2, 4 (p h ầ n II), 1 (p h ầ n
III); 2 (phần IV ) do GVC. K S N g u y ễ n V ă n P h iê u viết; ch ư ơ n g 2, 4 (p h ầ n I), ly 3
( p h ầ n II), 2 (phần III), 1 (p h ầ n IV ) do GVC. T S N g u y ễ n V ă n C h á n h ch ủ n h iệ m
3
bỏ nìỏìì V ậ t li ẹu XCIV dựììíị, Kh()(ỉ K \ t h u ậ t AT/V d ự ììí Ị T n íi i ìì íỊ D ạ i Ììọc B a c h l:ỉìoa,
l lì ánh p h ủ H ổ C h í M ỉìĩh viết.
Cúc tác iỊÌú x i n b à v tó s ự biết ơn s á u sdc (ỉiH ưới các cơ qiiciìi vù các ca n h à n (ỉa íỊÌUỊ)
đ ỡ iruĩìíỊ việc hièỉĩ so ạ n (Ịuỵên sá ch n à \ . Đ ốc hiệt c á m ơn P( Ỉ S . T S . Vủ M i n h Ị ) u \ ‘ cììíí
ìì h iè m K h o a Vậi liệu xch’ dựììíỊ T n íờ ìì íị D ạ i lìọc X á y d ự ì ì ^ H à N ộ i d ã (íọc và íịoỊ) y chí)
ban thảo.
Với lòng moìiíị miiỏh CUÌÌÍỊ cấp CÙÌIÍỊ u^hệ và p h ụ c vụ bạn đọc, sung nãììỉJi lưc co
hạn. ìììá ván đè lại kha plìức íctỊ), L'ì váy trong quá irìỉilì hiên soạn hùn kììúìì^j, iruììh
kììoi ìỉhừììíị thicỉỉ S(')ỉ. Tcu‘ qia moììíỊ vav d ũ ìì g ìì^Ạìệp vù độc iỊÌci clìí í^icio hỏ SUÌÌ^ ilừ
CUÚÌI sách ngày cán^íỊ Ììòũĩì thiẹn hơn.
C á c t á ( ‘ ịíia
Phần I
SỢI KHOÁNG NHÂN TẠO. BÔNG KHOÁNG VÀ THỦY TINH
■
■
Chương 1
C ơ s ở H Ó A L Ý CỦA SẢN XUÂT CHÂT NÓNG CHẢY SILICAT
Người ta sử dụng rộng rãi bóng khoáng và thủy tinh làm vật liệu cách nhiệt, vật liệu
này có được bằng cách gia công các chất silicat nóng chảy. Trên cơ sở của chúng người
ta cliố tạo các loại
Ngoài
cấLi
kiện khác nhau dùng trong các kết cấu cách nhiệt và cách âm.
ra, người ta còn sử dụng bông này trong sản xuất vật liệu lợp (các
tấm bông
khoáng, bỏng khoáng - amiăng, các cuộn giấy trên cơ sờ sợi thủy tinh) và vật liệu sợi
thủy linh chất dẻo.
Theo quy phạm riêng của mỏi nước, người ta thường chia các vật liệu này ra thành
các mác 75, 100, 125 và 150 tương ứng với khối lượng thể tích dưới tải trọng 2kPa
(0,0 2k G/cn r) không quá 75, 100, 125 và 150 kg/nl^ Trị số của hệ số dẫn nhiệt ở trạng
thái sấy khô đến khối lượng không đổi và đường kính trung bình của sợi được ghi trong
bảng 1 . 1 .
Bảng I.l. Độ dần nhiệt và đường kính trung bình
của sợi (|.im) bông khoáng, w (m, °C)
Mác
Nhiệt độ, “C
75
100
125
150
25 ± 5
0,042
0,044
0,046
0,049
100
0,058
0,058
0,062
0,063
300
0,095
0,102
0,104
0,109
6
8
8
8
Đường kính trung bình, khõng lớn hơn, I^m
Độ ẩm của bông không quá 2%, hàm lưọfng bitum không quá 1%, "cục vón" có kích
thước lón hơn 0,025mrn không quá 12, 20, 25 và 33%. Tính chất xác định theo QPNN
"Thảm và băng làm từ sợi thủy tinh" sợi phải có chiều dài không dưới 750 mm (cho
phép lượng sợi có chiều dài 50m m đến 30%) và đường kính không quá 3fam, còn đối
với lớp bông gan ở trên 20|.im; nhiệt độ thiêu kết khòng dưới 4 5 0 ° c và dộ dãn nhiệi Ằ
= 0,039 ^ 0,003 tjbW(m, °C).
1. NHŨNG ĐIỂM C ơ BẢN CỦA VIỆC LỤA CHỌN THÀNH PHẨN HÓA c l A
CHẤT KHOÁNG NÓNG CHẢY
Người ta có được bỏng khoáng và thủv tinh do kết quá của hai quá trình CỎIIÍĨ nghệ kè
tiếp nhau sau đây; tạo nên chất nóng chảy silicat và gia còno các chấl nóng cliày áy
thành bông. Thông thường khi thực hiện quá trình thứ hai, người ta tiến hành phun chàt
dính kết (bitum, các chất pôlime tổng hợp v.v...).
Chất nóng chảy thu được cần phải có các tính chất vật lý cần tliiết - dộ nhớt và sức
căng bề mặt, thỏa mãn những đặc điểm của quá trình nóng chày của phối liệu, cũng như
quá trình công nghệ đã được lựa chọn để gia còng nó thành bỏng. Trong đó nhất thiết
phải đạt được là bông phái có khối lượng thể tích nhất định, độ đàn hồi, dường kính, độ
dẻo và chiều dài của sợi, độ bền vững với nước, kiềm, axít và sán phẩm thủy hóa của xi
măng, bền nhiệt, rnầu sắc và các tính chất khác.
Trong sản xuất bông khoáng người ta thường dùng nồi nấu (lò) với áo nước. Thành
phần hóa học của chất nóng chảy có được trong chúng được xác định có tính đến dộ
chảy của IIÓ trong vòi chảy nguôi (xcm hình I. 5) và chay cỊua mánt’ của nồi, và cuối
cùng phải đàm bảo sản xuất vật liệu chât lưcKiig cao với công siiấl cực đại cùa lò. Trong
các trường hợp khi mà nhiệt độ giới hạn trên của quá trình kết tinh cao hcyn 130()"c,
nhưng thấp hơn
1400°c,
còn
nhiệt độ của trạng thái nóng chay
lỏng bằiig
1480 - 1500°c, sự nóng chảy của phối liệu troiig lò chi có thể sẩy ra khi được cấp không
khí nóng (400 - 600°C).
Về nguyên tắc, lò chỉ làm việc với nhiên liệu cốc, nhưng người ta đã ihiết kế lò làm
việc với nhiên liệu cốc và gas.
Trong các lò bổn người ta có thể nung nóng chảy phối liệu dcing viên cũng như dạng
bột. Ngoài ra, người ta có thể dùng lò bồn như lò dự trữ xỉ lỏng nóng chảy lần đầu và
trong nó, chất nóng chảy lần đầu ấy có thể được làm giầii thêm silic diòxvt và nhôm
ôxýt. Chất khoáng nóng chảy thu được trong các lò bồn có nhiệt độ giới hạn trên của
quá trình kết tinh từ 1075 ° c - đối với sợi thủy tinh có chứa kiểm, đến 1400°c - đối với
bông khoáng không có kiềm.
Trong các lò đứng dạng bồn người ta thườno nung nóng chảy phối liệu dạng cục, thí
du như đá bazan chứa 51% theo khối lượng (SìOt + AU O 3 ), \3^/c theo khối liroim AI 2 O 3
và gấn 5% theo khối lượng (N a^o + KiO) với nhiệt dộ nóng cháy 1350 - 1380°c.
Trong các lò điện, người ta có tliế thu dược chất nóng chay với khoảng khá lông cỉia
hàm lượng các cấu tử hóa học, troiie đó có các chất nóng chả\’. có nhiệt dộ tíiới hạn trcn
của quá trình kết tinh khá cao (tièn I7()()”C). Nó rất quan trọnạ khi sán xuất bôns có độ
bổn nhiệt cao, bởi từ chúng nià người ta có được chất nóng chảy để ch ế tạo bông khoáng
chứa 95 đến 98% theo khối lượng (SìOt + AUO 3 ) (sợi ceramic hay sợi cao lanh, v.v...).
Nhiệt độ sử dựng của loại bông này cao hơn 1200°c, còn nhiệt độ giới hạn trên của quá
trình kết tinli cao hơn 1680°c. Nhiệt độ trong lò điện có thể đạt được 1800°c.
Trong các lò bồn với việc đốt nóng bằng điện hay kết hợp (trong trường hợp sau bắt
đầu lò làm việc với nhiên liệu gas và lỏng, còn sau đó người ta đóng mạch các điện cực)
có thế có được các chất nóng cháy tương tự như trong các lò bồn bình thường, nhưng với
còim suất cao hơii và tiêu hao nhiên liệu ít hcm.
Đôi khi lừ các lò nung chất nóng chảy có thê được rót vào lò bồn hay lò điện, sau đó
người ta cho thêm câu tử S ìO t. Trong trường hợp đó công suất của lò bồn tăng khá cao
"quá trình - đúp".
2. TRẠNG THÁI HÓA LÝ CỦA CHÂT NÓNG CHẢY KHOÁNG
Sợi bông khoáng và bông tliủy tinh được cấu tạo từ vật chất ở trạng thái thủy tinh.
Các chất ở trạng thái thủy tinh trước hết là kính, là các vật thể vô định hình có được
bằng cách làm nguội đột Iiíỉột các châì nóng chảy không phụ thuộc vào thành phần hóa
học, vùng nhiệt độ đông cứng của chúng và có được các tính chất cơ học của vật thể rắn
do kết quá tăng từ từ dộ nhớt, thêni vào đó quá trình chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang
trạng thái thủy tinh phái là quá trình thLiận nghịch.
Bất kỳ hệ thủy tinh nào đều có khoảng dị thưòng của nhiệt độ được giới hạn bởi nhiệt
độ Tj, và Tj. Trong khoảng đó có sự thay đổi đột ngột nhiệt dung, chỉ số khúc xạ N, hệ sô'
dãn nở dài vì nhiệt, trị số năiig lượng bề mặt, độ nhớt, khối lượng riêng, v.v...
Trong vùng giữa hai nhiệt độ Tj và Tg chất khoáng nóng chảy ở trong trạng thái đàn
hổi dẻo, thêm vào đó, nếu nhiệt độ cao hơn Tj, trong nó xuất hiện các tính chất đặc trưng
cho trạng thái chất lỏng, còn thấp hơn nhiệt độ Tg nó sẽ giòn.
Hình I.l mô tả quan hệ của sự thay đổi độ nhớt của chất nóng chảy khoáng vào nhiệt
độ của nó. Khi nhiệt độ thấp hơn Tg (điểm 1 thuộc vùng đốt nóng, còn r - thuộc chất
nóng chảy được làm nguội) chất nóng chảy tuân theo định luật Huk. Thông thường ở
nhiệt độ Tg độ nhớt của chất nóng chảy là lO""’ - 10'' Pa.s (10'" - 10'^ Pp^.). ở nhiệt độ Tg
kết thiíc quá trình tinh thể hóa chất nóng chảy, nghĩa là nhiệt độ đó là giới hạn dưới của
sự kết tinh, đôi khi được ký hiệu bằng Tị^i - điếm cuối cùa quá trình kết tinh khi làm
nguội. Trong giới hạn của độ nhớt 10'^ - 5.10'" Pa. s (10'^ - 5.10' Vp^) là thời kì chế tạo
xong cấu kiện thủy tinh.
Trong nhiệt đò T| - Tj, (điểm 1 - 2 và r - 2') từ chất nóng chảy có độ nhớt 10* Pa.s và
thấp hơn có thể kéo thành sợi. Tác giả chỉ ra khoảng có thê tạo thành sợi thủy tinh
lừ 10 - 1 0 '' Pa.s và các cục, cũng như thổi thành màng thủy tinh từO,l -lO^Pa.s.
10
10
10
-
10
1
10
.9
10
^
10
^
10
^ -
10
^
1
o'
10
“"
10
^ -
10
^ =
1
10
10
Hinh I.L Sự phụ ílìuộr của cỉộ nliirt của cliấí nóiìi^ clidv iủ(ỉ hâỉìii kli()áiìi> vào ììỉìiệí dộ.
a) Khi ỉiUỉig íiỏng cliav; h) khi l à m n g u ộ i (đối với h ỏ n g k h o á n g lliưừiii’ vứi nhiộl đ ọ s ử d ụ n g dưới 500* ^ 0;
nuVc I- kốl t h ú c I]uá ir ình k é o sợi; m ứ c II- đ ộ nhc^ c ự c d ạ i khi lách c h à i ỉióniỊ c h á y ili ành c á c tia troiiu hát
c ủ a m á y ihối ly l â m; m ứ c III - q u á trìnlì k é o t h à n h sợi m ả n h hởi d ò n g kiií k hi thổi !v l â m philc;
m ứ c IV - đ ộ nhớt c ự c đ ại c ủ a c hà i n ó n g c h á y I ron g hál củii n i á y (hổi
li t ủm pliilc;
m ứ c V- d ộ c h ả y l ỏ n g c ú a c h â ì l ón g cliảy kliì đ ú c dá.
Theo kết quả của Viện nghiên cứu sợi thủy tinh, sự tạo hình sợi thủy tinh liên tục bị
kêì thúc ở độ nhớt 7.10'^ Pa.s. Cao hơn nhiệt độ T| sợi bắt đầu nóng chảy và chuyến sang
Irạng thái tliiêu kết. ở nhiệt độ Tj. (điểm 3 và 3'), khi độ nliớt của thủy tinh nónu cháy
bằng 10 - 10“ Pa.s, khi không dược làm nguội nhanh, trong chúng có the xuất hiện plia
tinh thc. tlico quy ưó'c lấy Tg là nhiệt độ íiiới hạn trcii cúa klioáne nliiệt dộ kết tinh khi
l à m n ẹ u ộ i , đ ỏ i k l i i n
Cuối cùng, T,
I
(điếm 4) đặc trưng cho nhiệt độ của chất lỏng nóng chảy, chính xác
hơn, trạng thái cháy lỏng của chất khoáng nóng chảy, ơ nhiệt độ ấy chất nóng chảy
được nấu trong các lò bổn và lò điện có độ nhớt 5 - lOPa.s, còn trong các lò đứng có độ
nhớt 0,3 - l,5Pa.s. Nhiệt độ
iươii" ứng với điểm cuối của thời kỳ kết linh, còn nhiệt
dộ Tị - điểin bắt đầu nguội ciia chất Iióng cháy. Trên hình I . l . còn có điểm 5 độ nghiêng cực đại về quá trình kết tinh):
(nhiệt
= Tị,|^ - At, ở đày At - đối V(ýi bông khoáng
trên 250°c, còn đối với thúy tinh kiềm là IOO°C.
Nliiệt dộ: ở nhiệt độ đó pha tinh thế hoàn toàn chuycn sang trạng thái thủy tinh,
không đặc trirne cho khá năng cliáy của chất nóns cháy. Ví dụ, nhiệt độ nóng chảy của
anortit (CaO . AI 2 O 3 . 2SìOt) là 1550°c, còn độ nhớt của chất nóng chảy của nó ở nhiệt
độ ẩy là 3,x Pas; của Ortôchư. (K ỊAl Si^Oxl) là 1250°c, còn độ nhớt của chất nóng chảy
của nó là 1. l()'Pa.s v.v... Cho ncn trong trường hựp này khách quan hơn, tính chất của
chất nóng chay đặc trưnií bởi nhiệt độ của trạng thái nóng chảy lỏng của nó.
3. ĐÒ NHỚT CÚA CHÂT KHOÁNG NÓNG CHẢY
Tốc độ cháy của chất lỏng nliứt v^.
I
(cm/s), các chất khoáng nóng chảy cũng thuộc
loại này, trong đó cỏ khoáng VĨI xỉ nóng cháy v.v..., trong trường hợp các bọt rỗng không
bị lấp đầy chất nóng cháy, như trong các nồi nấu, có thế được biểu diền bằng
pliưưng trình:
V ,|„ = g s in A d Y 3 ,3 ì l ‘
(I.l)
Trong đó;
A- độ nghiêng cúa máng mà chất lỏng nhớt chảy (sin A ^ 0,707.... 1);
g-981cm /s;
d - bề dày của lớp chất lỏng nhcVt, cm;
y- mật độ của chất lỏnq nhớt, u/cni’;
r|- độ nhói dộng, Pa.s.
Dùng còng thức này có thê xác dịnli được tốc dộ cháy và bề dày của dòng chất nóng
chảv Irong cứa xà của lò phu thuộc vào độ nhói và khối lượng của nó.
Bài tập. Diện tícli tư do tronc cửa xá khi dùim nhiên liệu cốc với cục có kích thước
70mm bằng khoáng 0,06 phần diện tích chung của đáy. Lấy nửa dicn tích cửa lối đi tự
do dành cho chuyên đỏng của khí, băiiíí 0,03. Ta thấy rằng, diện tích đó cho I n r đáy
của nổi nấu kiioáim íjần 300cin^ Ta xác định bé dày cực đại của dòno chảy qua điện tích
dó với mật độ cua chất nón
C l i à t iumií: t ÍKly c h ; i }
điỈPi: . I i c l i ĩ a hì, A - ‘■iO". ( l o cỉ ó s i n A
1.
9
Biến đổi phương trình (I. I ) ía C('):
l n -^1
\|()~ 33.981.-/
N/^c.l.n-n
29
Nếu biết được rằiiíí, d = 0,1 16 cin, ihì:
.2 ,5 9
11,4
3ìi
Khi đò nhớt dộng i] = 60
T]
(òPa.s):
V
=
I
= 0,19 ni/s
60
Trong trưònig hcTp này sán lưưiig lừ Ini' đáy nói S| sẽ là:
S| = /d.v^.
I „
. y = 2590 . 0,116. 0,19 . 2,59 ^ 148 g/s.nr.
Khi troiig nổi nung nóng cháy các cục có kích thước 0 , Im, thì trong phối liệu còn
diện tích tự do bằng khoán” \{Y/( (.iiện lích cửa xá (ròn nói). Trên diện lích bănií 0,9 r-'
dáy nồi là các cục xốp,
'
a7Hd|:
Mỗi cục có cliiổu dài lăn bang TTti ,, Iieliĩa là tổng chiều dài của dòim châì nónu chảy
sẽ là:
L=
, ' í - T = 3,63F„„,
. Ị
(1,3)
(), / í S a “
Tronsí đó:
K - hệ số tính dến sự thu hẹp bé rộim của dòng chảy do các cục dính vào nhau:
K,„
K=—
22
^ ^ 0,5
F;i.iynố,
45
Chất nóng cháy cháy theo cấc cục cốc với đưòng kính 7cm. Đối với cấc phcp tính tiếp
theo ta lấy
=: l m “ =
1 0 . 0 0 0
c m \ thav các trị số ấy vào côim thức la được;
L = 3,63 ■
0,5 = 2590 cm
7
Bề dày của dòng chất nóng chay d = 0,1 16 cm cũng có thê đạt được với các Irị sồ sau
đây của độ nhcrt ì] và sán lượng lừ ỉ 1 1 1 “ diên tích dáy nồi.
Với các trị số cùa đò nhớl của châì Iióim chay được nêu ra dưới dủy ciìa Iiổi nấu thúy
tinh khòng phụ thuộc vào đồ n!iởt, Iiià clui yêu phụ ihưộc vào tốc độ tạo tliành chấl ĩìóiig
10
cháy, lìcỉiĩa là vào cưòìiiz đo và nliiệt dỏ cháy của cốc (hay uas), lượng và nhiệt độ của
khỏim khí dược ihổi vào vòi dốt, được làm iziáu ỏxy, thành pliấn khoáng và vạt chất và độ
thánì klií của pliối liệu, đỏ lóìi của cốc và mức độ cliáy Iriột đe hỏi\ học ci'ia nhiên liệu.
Đỏ nhớt, Pa.s
6
Đò nhớt Pp 2
1
Sản ỉương chất nóng chảy từ 1m^ diên tích dáy
1
5
:
50
4
2,8
2,0
1,7
40
28
20
17
2000
2500
í
1
600
nổi kg/m lh gấn bằng
Klii
1
800
i
chất nónc cỉiàv chãy qua cửa tháo
1500
1100
1
!
j
kliỏiìu lỏn lấp đấy nó, thì tốc dộ clìáy
Vị/x (cni Vs) có thê ckrợc xác dịnh ihco còim tlìức cúa Pua/cl:
(1,4)
T
(SI..Ì]
Tronu dó:
p - hiệu áp liíc, Diiì/cni“‘*;
R - bấn kính cứa iháo (van), cin:
L - chicLi dài của kènlì, ciii;
T- thời uiaiì cháy, s.
'rinrc lố lượng châì nónu chãy clìiiy qua van lớii hon lirơiìg dirơc xác định theo công
ihức Pua/cK do lưc cáii xuất liiẹn lừ chất tải năim lirơng len sợi dược kco ra từ van.
4. Đ Ổ N H Ớ T CIIA C H A T N Ỏ N ( ; C H Ả Y Đ l ơ c I )Ủ N (; ĐK C H Ế T Ạ O B Ồ N G
K H O Á N G VÀ T H Ủ Y T I N H
Đỏ nliớt của các chííỉ Iiónu cháy được dùns clc sãn xuấl bông khoáng có thể đưực xác
địiih banu một troiig các phương pháp; xi lanli quay, theo kim xoán của dây chỉ trên
vieô/imél, theo tốc dộ kco ra của viên bi của Viện nghicn cứu ihủy linh v.v..., hoặc biết
dưọc thành phẩn hóa của châì nóim cliảv (xem báim 1 .2 ), theo biếu đổ đỏ nhứt của hệ
CaO - AI 2 O 3 - SiOn (hình 1.2) và CaO - MgO - AKO^ - SiO-,. Khi trone các chấl nóng
clui) ngoài SiO^, AUO 3 , CaO và MgO còn có cliứa lượim íưcrnií dối FcO, Pe^o^, MnO,
NaOi và K^O \'à các ỏxvt trọ’ dung kỉiác. các biẽu dô dộ nhói này thườniỉ cho các giấ trị
cao liưii. Nuoài ra, troim sán XLiâì bôMLĩ khoáng phan lóiì các chất nóna chảy chây ra từ
Iiìiinu của nổi nâu nôu ứnlìiệí độ khoani: 1300 - I400°c. Cho iièn khi xác địnli dộ nhót cẩn
phái cho thcm liệ số hiệu chinh, liệ so nàv líiáỉii ból Irị so cùa nó thu dược theo biếu clổ.
A/ỉlỉ /iiứhỉ^ Liiíỉ Mì^O: Đo nlìól uiam đỏỉ ỉiiiỏt klii clu) thèni vào chất nỏim cÌKÌy 4 - 9 %
V laQ . ớ
1
nhict d ô
\ ĩ 5 ( r c c l i ấ t n ó n g c h ; i y c ó c l i ứ a 4 0 , 2 ^Y S i O . ,
1 7 ,4 % A K O , , 3 7 % C a O ,
h ã i m {), 1 Pa.
11
1,52% MgO, 4,5% MnO và 0,5% FeO, có độ nhót 2,45 Pa.s, với 5,1% MgO là l,02Pa.s,
với 7,35% MgO là l,52%Pa.s với
l,18Pa.s.
6
,6 8 % MgO là l,18Pa.s và với 10,70% MgO là
Ảnh hưởiìiỊ của FeO: Nếu cho thêm điòxýt sắt vào xi lò cao nóng cháy có chứa
0,36% FeO, tăng hàm lượng của FeO trong chất nóng chảy lên đến 15,1%, thì đường
cong độ nhớt chuyển dịch về phía nhiệt độ thấp khoảng
200°c,
còn độ nhớt của châì
nóng chảy sẽ 1 ?;
Nhiệt độ, °c
Độ nhớt của chất nóng chảy, Pa.s
1350
1300
1250
1200
1250
0,4
0,5
Gần 0,8
Gắn 1,1
Gần 2,1
Xỉ có chứa 0,36% FeO, ở nhiệt độ
1350°c, có độ
nhớt 2,1 Pa.s. Đối với xỉ nóng chảy
với M|, = 1,33 - 1,1 khi cho thêm FeO đến 9,4% thay vì 1,67%, nhiệt độ của các chất
nóng chảy có cùng độ nhớt giảm đi gần 50 °c, còn khi hàm lưtyng của FcO trong cliất
nóng chảy là 14,85% thì nhiệt độ giảm đi 150°c.
Độ nhớt của chất nóng chảy điabaz (thành phần của nó tính bằng %: SìOt là 48,80,
TiO là 1,77, AI.O^ là 15,2, PcọO^ là 13,73, Mn là 0,18, CaO là 10,51, MgO là 6,12,
NaoO là 3,56 và K-,0 là 0,56) tăng rõ rệl sau khi phục hồi lại ỏxýt từ châì nóng chay của
nó. Nếu như trước khi phục hồi độ nhớt của chất nóng chảy ở nhiệt độ 1400 - 1500°C'
tương ứng là 10,5 ; 3,2 và 2 Pa.s, thì sau khi phục hồi nó tăng lên đến 13; 10 và
6
Pa.s.
60'^,. SiO;
50‘’ c.si0 -,
Hình 1.2
Biêu dồ độ ììhírí ( ủa
chất nóriíỊ chảy hệ
4 0 % S iO ,
CaO - AÌ-,0 ị - SiOy
ỏ nlìiê! đô 1400 “V .
3 0 % SiO,
20% SiO,
0
12
-'
Ỷ"
Ọ'
Aìììì lỉiỉìrỉiiỉ cúii Niỉĩri (I\\í: CIk) phu uia ncphclin có chứa 187r Na-,0, với khối lưọ‘ng
háiìi!
cua kliòi lượiie \ i lò cao làm giám dộ ĩiliớt cua nỏ di dội ngột.
Anlỉ lìiỉ'ưfì\ị cua Mủìiì^ ^^(ỈỊỊ ó.wĩ: Nòu dộ nhớt cúa xi lò cao nóng cháy có chứa 0,5%
MnO \'à cỏ
= L33. bãim 1.3 Pa.s ờ nhiột dộ 1430°c\ thì khi tãne hàm lưỢiig MnO
clcii 6.(S2 - 9 , 3 thì cIkVi nỏim cháy cỏ cùim độ nhól như thế ở nhiệt độ 1300 - 1340 ° c
và dcn 14,91',í ớiihiệt dò I2(S0°C.
Anli hiíovo i iicỉ Sịìúỉ íi/ỉli hixẹn: Clìo lượng phụ gia CaPo khònu lớn (2 - y/c) vào chất
Ịiỏnu cháy làiiì uiam dáim kè Iihiệl đỏ nónu cháv và độ nhớl của nó.
Áfìh lìỉCàii^ cù(ỉ CaS: Sư liịáni dỏ nlìól của xi chi ihấy dược khi troim chất nóne chay
cỏ hàiìì lượiig CaS cliíói 6 , 5 .
Thirừim các chât nónu chay loại trừ mội số khôn” lớn, cháy ra lừ máiig của nổi nấu
có dỏ iilìcVl naiiì Irong iziới han saii;
Nhiêtđộ,
I
\M)i)
13M)
14ÍK)
0.5 - 3
0.4 - 1.7
0-3 - 1.2
(5 - 30)
(4-17)
(3-12)
14S0
0
.2 - 1
(2 - 1 0 )=^
l.soo
0 .2
-0 ,8 *
(2 -8 )*
Hình 13. Sự phụ ĩliỉiộc Ciia dộ
ỉỉỉìớĩ của ỉỉiột sô dìấí fìón^ cha\
( ỉ ế c h ế í ạ o hôììiỉ, khoúìiiỊ
vủ ỉlìủy tinh vào Ỉìlìiợỉ ííộ ịtrêiì
hĩnh 1.3. h ( ilỉiíĩ chíỉìỉì nhữn^
( l ỉ t ở ỉ Ị i ^ d ó V(/Ì /V l ệ k h n v c r l ỉ d ạ i ) .
ai
Nhièl
đò, c
Khi ciÍỊi k h ỏ n ụ kiií inìím liay ô x y
13
Bảng 1.2. Thành phần hóa của chất nóng chảy, % khôi lượng
Nguyên liệu
F e 2^3
,0
MnO
CaO
MgO
0,52
2,95
37.2
4,85
0,64
3,12
48,14
2,02
0,6
2,7
46.2
2,4
6,74
38,74
3,22
25.5
18.5
47,16
I,55
16
11
I,7
14.3
8.9
15.5
16
6
II , 8
20,08
II,2 5
2,32
18.09
1,3
26.9
13.09
2.5
0,3
6.9
6.5
3.6
2,1
0,2
10.5
6,1
3.5
0,6
6,2
7.4
2.6
1,2
SiO,
Al,0
2^3
ỉ lò cao 1
38,67
15.6
ỉ lò cao 2
41.2
3,79
ỉlò cao 2 và sét (1: 0,04)
42.2
4.6
ỉ lò cao 3
39,34
8,31
0,6
ach vỡ và đôlômít (1;1,5)
44,7
7.2
3.1
ỉ lò cao 4
32,44
9.03
1.1
ạch vỡ và đôlômít (1:0,67)
57.5
9,55
4,14
59
2
58.5
4
ỉ5
46
11,38
10,53
ỉ6
40,96
4,81
29,72
ất sét và dôlômit (1: 0,5)
43.3
10
á bazan 1
48
16,5
TÌ02-2,1
13,2
á bazan 2
46,9
15.8
TiOj-1,8
13.7
á bazan 3
51,1
14.9
TÌO2 - 1
15.7
hối thủy tinh
hối thủy tinh dùng để tạo sợi thủy tinh
FeO
7,16
0,2
0,85
3,6
N a ,0
K,0
Br2 0 3
0,9
3,5
á bazan:
s
9/1 3 0 0
1
200
. ị
1
T
i'
80
—
—
\
40
30
\
\
i2
1
\1
\
\
\l
\\
\\ 2
\
““X—
ix—
'V'
10
■E"
6
i A>1
5
4
^ \\
1
\
\\
\ \
i
1
1
\ VV11
1
\
1
\
'ỷ4
' \ —
-vA--- 1—
1,--- u
\ ■ \ ị ------ ^------\
i
1
i
11
1
\
\
\
U-X
\
\
'
1
\^
N H
\\ h
\\\
1
'.8
16
------- r
\
—V-i-
^V\
D'i
u
r —n
—
rV
\
\
\
'
'V
s.
>
\
I
1275 1300 1325 1350 1375 1400 1425 1450 1475 1500
Nhiệt độ, “C
♦1
k
,
1
\
1
\j
V
\
-> V “^ \
E'i
1
J-4_
N
D"
i
\
] l\
i
c)
1
1
\
\
à
------
ầ
60
5Ọ
1
Ị
1
k---\'r-]
100
B'
2 20 \
ỉ
b)
\
K l
<
\
1075 1100 1125 11 5 0 1175 1200 1225 12501275
1300 1 3 2 5 1350 1375 1400 1425 145Ỡ 1475 1500
Nhiêt độ, “C
Hỉnh 1.4. Sự phụ thuộc của độ ỉìlĩớĩ vào nhiệt độ được xác định hằn^ viskôiimét.
Mùi tên chỉ sựĩhay đổi của độ nììớĩ khi niuìíỊ nóìĩịị vù làm n^uộị, mũi tên đứn^ ~
hắt đâu nón^ chày khi đốt ĩìóniị vâ đôn^ đặc khi lầm níỊuôi.
Hán” 1.3 Thành phần hóa học cúa các chát nónịỉ cháy, % khối lưựnỊỉ
1
i
1
Ị
Nguyên liêu
SÌO2 + AI2O 3
S 1O 2
ai ,03
Fej 03
FeO
CaO
MgO
MnO
T 1O 2
K^O
Na^O
SO
Hỗn hơp tổng hơp
64
54
10
3,5
-
20
10
-
-
-
-
0.5
Hỗn hơp tổng hợp
64
54
10
3,5
-
20
10
-
_
-
-
0,5
Hỗn hợp tổng hơp
58
49
9
3
_
25
12
-
-
-
-
0.5
Hỗn hợp tổng hơp
53
45
8
3
-
29
13
-
-
-
-
0.5
49,24
36,65
12,59
5,32
4,05
33,84
5,39
-
0,4
0,45
1,55
-
Xỉ ló cao 90% và cát 10%
48,9
41,24
7,66
1,71
-
41,98
3,9
2,05
-
0,53
0,53
-
Đất sét 61 % và đá vôi 39%
50,09
37,95
12,14
3,91
0,2
38,4
2,1
-
0,45
0,82
2,2
_
Đất sét 64% và đá vôi 36%
52,32
39,75
12,57
4,21
0,23
30,36
7,54
-
0,67
0,92
2,3
-
Đà vôi 42,5% và quặng
bôxýt 57,5%
i
ộ [iluVt đ ư ợ c x á c đ ị n h h a i i e c ì i i m i n ò t v i k ô / K i i c l n ỉ i ư k ô t cịLiã c ủ a h ã r m
1-2.
1
'
niànli phần hóa của chất nóng chảy được ghi trong bảng 1.2 còn độ nhớt trên hình 1.3.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, trong rất nhiều trường hợp độ chảy của các chất
nóiií cháy tâng khi các giá trị của độ nhót khá cao. Tlií dụ (trên hình 1.4, a - c) độ nhớt
cúa các chất nóng cháy có ihành phần hóa học khác nhau (bảng 1.3) tưomg đối cao khi ở
nhiệt độ 1300 - 15Ơ0°C, so với độ nhớt được mô tả trên cúc đồ thị của biểu đồ hình 1.3.
lYên hình 1.4. điếm A đặc trưng cho sự dịch chuyến từ trạng thái nhổft dẻo sang trạng
thái chất lỏng thực. Chất nóns chảy có nhiệt đô cao hơn nhiệt độ A' (xa hơn vể phía bên
phủi điếni A') là phù hợp VỚI phương trình của Niuton, còn thấp hơn nhiệt độ A' (vùng
bôn trái điểm A') - phù họ,) với phưcíníĩ trình Sveđỏp - Billgam. Cần phải nhấn mạnh
rằng, chất nóiiíỊ chày dược đốt nóng với nhiệt độ cao hơii nhiệt độ điểm A' là hợp chất
đồiií nhất. Nhưng những đưòiií’ coiig độ nhíM được mô tà trên biểu đồ thưòng đặc trưng
cho các chất nóng chảy được làm nguội chậm, khi làm nguội nhanh cũng xảy ra như thế
nhưng vói mức độ nhỏ hơn. Khi sán suất sợi từ các chất nóng chảy ấy, sự làm quá nguội
của chất nóng cháy tãiig nhanh hơn ớ thời điếm trước khi nó đông cứng thành thủy tinh,
độ nhót của chất nóng cháy này có thê đặc trưng bởi các giá trị, mà các giá trị này được
xếp đặt Irên đường cong A- B'.
Ó nhiệt độ D’ chất nóng cháy dang chãy ra có độ nhớt D" và nó là chất lỏng chảy.
Ngược lại, ở nhiẹt dõ h' dộ nh()'t cìia cliàt nóiiíí chay dang chảy ra có thể bằng E" và E’",
nghĩa là chất nóng cháy luân theo phương trình Billgam. Trong chất nóng chảy này có
các tinh thể và có thê "làm tắc" lỗ iháo.
Các chất nóng chảy cliảy ra lừ các lò bổn và dược gia công bằng phương pháp thổi
đứng thành sợi thỉiy tinh, có đỏ nhớt công tác (làm việc) nằm trong giới han sau:
1300
1350
1400
1450
7 - 1 1 ,5
5 -7
3, 5 - 5 , 5
1 -4 ,5
(70 -115)
(50 - 70)
(35 -55)
(10-45)
Nhiệt độ. ° c
Độ nhớt của chất nóng chảy
Pa.s (Pp,)
Với các phươiit; pháp gia công khác các chất nóng chảy thành bông, độ nhớt của chất
nóng cháy dang chảy ra từ lò bồn, phải được giảm đi đến các giá trị của độ nhớt của chất
nóng cháy chãy ra từ lò đimg.
5. SỨC CẢNG BẾ MẶT CỦA CHÂT NÓNG CHẢY KHOÁNG
Mót irong lìliững chí tiêu cúa kliá nãng kéo các chất nóng chảy thành sợi là trị số tỷ lệ
cùa đó cứng (Pa.s) lực nănẹ lượng tự do bề mặt của chúng, nghĩa là trên sức căng bề mặt
(N/ni h;iy Din/cm).
Sức căng bề mặt ơ là công cần thiết phải tiêu tốn đê’ tạo nên một đơn vị bề mặt mới
trong mặt phẳng phân cách oiữa hai pha ở nhiệt độ không đổi.
17
Lực của sức căng bề mặt ảnh hưởiig rõ rệt đến quá trình tạo thành sợi lừ cliát nóim
chảy khoáng, v ề cơ bản với tác động của nó liên qiiai. với hiện tượng lạo (hành các ''cục
vón" (dầu ruổi) trong sản xuất bông khoáng và thủy tinh. Với ĩiiột vài trị số nào dó của
độ nhớt và sức căng bề mặt bắt đầu xuất hiện sự cân bằng và sau đó xuất hiện trạii” ihái,
ở đó lực nội ma sát đủ lớn so với lực của năng lượim tư (io của bé mật, kết quá là các lưc
này không có khả năng kéo đứt các tia, ỉàm biến dí>
jác hạl chất nÓHíi chảy và cuối
cùng biến chúng thành các "đầu ruồi".
Ọuan hệ hai chiều ấy giữa độ nhót của chất nóng chay và !ực nãng lượnụ tự do có ihê
dễ dàng chứng minh bằng thí nghiệm sau đây:
Nếu ta treo sợi rồi neo chắc đầu trên của nó và đốt nóns đến nhiệt độ cao hciìi mà vậi
chất ciia sợi ở troiig trạng thái nhớt, và thấp hoii ở trạiiíi thái dẻo, tliì khi cho một lực kéo
tác dụng lên sợi trong 1 - 2 giờ, la có thê quan sát được độ 2 Ìãn dài của sựi phụ thuộc
vào trị số của lực kéo, hoặc khôiig có sự biến dạng nào, hoặc thây sợi co lại. Khi biêì
dược lực, mà với lực đó không có biến dạng, ta có thê xác định được sức câng bé mặl
(N/ni) theo công thức:
p
a =^
(1.5)
Tt.r
Trong dó:
P| - tổng khối lượng của vật được treo vào sợi và của sợi tíiih từ đicni mút dirứi
cua sợi dén dicni với biên dạng bằng không cua vật Irco, N;
r - b á n k í n h c ủ a sợi , CIII.
Người ta tliưòng xác định sức câng bề mặt theo khối lưọng của RÌọt, Ihco áp lục cực ciại
trong các bọt khí, bằng các phương pháp đo độ lún của vật thể hình trụ dặl trên kliối cliàì
nóng chảy, theo khối Iượiig của giọt đứiig yên và độ co của sợi thủy tinh. Sức câng bổ inật
(hệ số) của khối (hủy tinh nóng cháy ở nhiệt độ I 300°c có thể tính theo côns thức;
- Đối với chất thủy tinh nóng chảy (theo A. A. Appen):
ơ = (290acị|O2 + 580a^|2(j, +
+ 520a,v,ị,o + 470ap^,(, +
+ 390a„,„, + 490af^„, + 295a^ „„ + 490a„5p,.„, + 2 5 0 a „ „ y
(‘'siOi + ^AhO^ + ^'CaO
‘'.MgO +
+ ‘'.\lnO +
‘*0,5Fc^()3 + ‘‘TiO t ) ’
- Đối với xỉ (với sự điều chính của S.I.Popel):
ơ = (400a<ịjQ^ +720a^^i^(,^ +520a(-V|(j +530a^j„,j +590a;^i„(, -1+ 590ap^,,(), + 595af,:.,^o + 590a^,„^, + 590aj,^.^) + - ^ O O a p ^ , + 245a^,,,,) j /
^^-\Ỉ2 Í) 3
T roiie đó;
khác, mol, 9r.
18
"*C;iO
^VmiiO
"M-cO
v.v... - hàni lư ự n g c ủ a silíc o x ý l , n h o m
^
oxvl \à cua các ò \ý i
Đc chuyển từ
ihco khôi lưone sang phân tử lượns có thể dùng các phươiig trình sau
irong báng 1.4.
Số niol, % -
(khối lượim,
.1 0 0 )
khối lươim phân tử
Bánịỉ 1.4. Khối lượng phàn íứ cúa một sô ỏxýt và sò mol, % trong 1%
cúa các ò \v t âv trong chất nóng chảy
Các ôxýt
Khối lương phân tử
Số mol, % trong 1% khối lượng ôxýt
trong chất nóng chảy
S 1O 2
60,09
1,67
AI2O 3
101,96
0,895
CaO
56,08
1,78
MgO
40,32
2,48
BaO
153,36
0,653
MnO
70,94
1,41
FeO
71,85
1,39
Fe 20 3
79,85
1,25
Na 2 Ũ 3
61,982
1,615
H2 O
18
5,55
SO 3
80,061
1,25
K2O
94,203
1,032
TÌO2
79,818
1,25
Tính nóng cháy của xi lò cao được đặc trưng bởi liêu hao nhiệt lượng cấn thiết để làm
nóng cháy hoàn toàn Ik" xí đến Irạim tliái chảy lỏng (nó biến động từ 1510 đến 1760 kJ
clio Ikg xi).
Chương 2
NGUYÊN LIỆU VÀ PHỐl LIỆU ĐỂ c ó Đ ư ợ c CHÂT NÓNG
CHẢY TRONG SẢN XUÂT BÔNG KHOÁNG VÀ THỦY TINH
1. NGUYÊN LIỆU
Phối liệu cho bông khoáng. Hiện nay xỉ lò cao là một trong các dạng nguyên liệu cơ
bản để sản xuất bông khoáng. Các ôxýt cơ bản nhất trong thành phần của xỉ là: SiOo,
AUO 3 , PcoO^, FeO, MnO, CaO và MgO. Các khoáng nổi trội nhất là các silicát,
alumôsilicát, nhiều hơn cả là mêlit. Thành phần hóa của một số loại xi lò cao được ghi
trong bảng 1.5.
Trong một số trưòng hợp xỉ của các lò gang cũng có thê’ dùng làni nguyên liệu dc sán
xuất bông khoáng. Trong xỉ lò cao thường có các điỏxýt, fcualit (Ca 0 .Mg 0 .2 Si 0
2
-
Ca(FcMn)0.2Si0-,), anortid, Psepđôvôlastônit (a. CaSiO^). San lượng của xi lò uang
thườiìg biến động từ 5 đến 11% khối lượng gang. Tliành phần hóa của một sô' xi lò gang
(% khối lượng): SiOọ là 48,82 (40,1); AI 2 O 3 là 19,2 (17,4); Fc.O, là 4,3 (4,3); CaO lĩi
1 9 ,2 ( 3 1 , 6 ) ; M g O l à 3 , 9 6 ( 3 , 6 1 ) ; s l à 0 , 2 4 ( 0 , 1 8 ) .
Xỉ của công nghiệp sản xuất niken, đồng - niken, thiếc, chì và bạc (báng 1.6 trong râì
nhiểu công tnnh nghiên cứu đã chứng minh được rằng, các loại xí này dùng để sán xuất
bông khoáng được.
Độ chảy của nhiều loại xỉ hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu kỹ thiiạt. Tlií dụ, theo kếl quá
nghiên cứu của v . v . Verxinhin, độ nhóft của xi acid của lò luyện kẽm ở nhiệt dộ
1350°c, khoảng 0,5 - 0,8 Pa.s, của xỉ chì và đồng (theo số liệu của A.I. Dilin) kliõng
vượt quá: ở nhiệt độ 1150°c khoảng 1,5 Pa.s, còn ở 1250°c khoảng dưới 0,8Pa.s.
Độ nhớt của xỉ niken (xí 5) (theo kết quả nghiên CỨLI của A.I. Dilin): ở nhiệt dộ
1350°c khoảng 0,75 khoảng 1,16 Pa.s; ở 1325°c khoảng 0,88 - l,3SPa.s; ở nhict dỏ
I 3 0 0 ° c khoảng 1,05 -1,07 Pa.s; ở nhiệt độ 1275°c khoảng 1,32 - 2,1 P;i.s.
Xỉ của công nghiệp sản xuất đồng rất quánh (ở nhiệt độ 1350°c khoáng ircn 20Pa.s),
khi nung chúng trong các lò/^ứiTỉĩ để sản xuất bông khoáim phai diều chính lại cấp pliối
của chúng nghiêng về phía tăng hàm lượng S ìO t- Thành phđn khoánc của xi luvện kim
mầu rất phức tạp.
Xi của các lò máctanh được ghi trong bảng 1.6. Hàm lượnu SiO^ + AI ị O, nong chúiií!
khòng quá 40%. Trị số của mỏđun axít Mị, biến độiiíí Ironi: khíiáne lừ 0,49 dèn 0,76.
20
Báng 1.5. Thành phán hóa của một sò xi lò cao, % khỏi lưựng
-------
xỉ
SÌO2
A IP 3
FeO
Fe .03
CaO
MgO
MnO
SÌO2
Các òxýt
khàc
38,8
10,8
1,5
40,5
7,4
-
0,5
34,57
21,63
0,65
32,3ẽ
8,44
-
-
32,9
15,2
1,6
32,1
9,7
-
0.4
38,6
17,5
0,4
38,5
3,3
-
-
47,1
2,3
0,7
42
2,7
-
0,6
32,7
12,2
-
0,27
43,1
0,7
36,7
12,7
-
1,2
45,2
3,6
38,28
9,25
-
1,6
45,4
1,53
37,5
10,2
-
0,8
42,3
4,7
37,19
10,86
0,5
1,47
37,2
34,9
16,5
0,9
5,4
38,8
8,3
-
42
8
40,1
-
3,80
7,7
1,66
-
-
0,65
-
-
1.3
-
12
0,67
0.5
-
38,5
7,1
0.84
0,5
1,49
46,3
3,6
3.12
1,35
-
-
42
2
10,9
-
1,3
42
23
1
41,3
13,65
-
2,65
33
,,o3
0,41
-
39
13,7
-
0,5
42
3,4
0.55
-
38,3
12,6
-
0,91
28,1
14,4
-
2,4
1,3
Báng 1.6. Thành phần hóa của một số xi cúa cônịỊ tiịỉhiệp luvện kim mầu
Loại xì
S 1O 2
a i ,03
FeO
Pe^O
CaO
MgO
XỈ1
39,8
9
32,4
3
2,9
13
0,55
Xỉ 2
41
5
29,8
-
2,3
18,1
0,44
Xỉ 3
42,3
9,4
20,5
-
12,7
'
13.7
Xi4
44,5
10^0
21,5
12,3
13
Xỉ 5
43
6.7
15
9.7
Xỉ 6
31
8,1
1,3
45
3,3
1.4
30,2
9,1
2
-
38,1
3
1.5
40
1,5 -2
40
6-7
Xì 7
20,4
Kiếm
1.5
Bảng 1.7. Thành phần hóa của một sò xi lò mác tanh, % khỏi lượng
Loại xỉ
X Ỉ
SÌO2
AI2O3
1 19,1
Xỉ 2
Xỉ 3
23
FeO
Fe Ơ
MnO
M gO
CaO
TiO,
11, 2
17,8
-
4ự
4
'
..
J
0.1
1
'
S iO . + A I A
'
30,1
1
3,7
21,7
3,7
27,6
8,5
26,32
8,35
6,73
11,45
30,15
12,28
0,23
0,36
29,6
8,4
31,/
15,4
4,3
..
/ , 6
SO3
■
8
21,2
-
Ì
i ...........
ỉ --------
-
-
1
24,9
34,67
-
38
Ị
Xỉ 4
25,57
Xỉ 5
31
Xỉ 6
23,6
5,63
9,24
7,5
2,9
11,37
43,11
-
7,5 38,4
11,4
9,1
-
12,6
5,7
j
42,3
i1
..
31,2
-
3 , 8
-
11
-
0,05
38,5
26,5
. ..
.J
Cho thêm xỉ của các iò máctanli vào phối liệu được chế lạo từ xỉ lò cao h;iy từ klioiíim
mỏ, làm giảm độ nhói cứa các chất nóng chay có dươc từ các phối liệu Av cli ciána kế v;i
(rong rất nhiều trường hợp làm tãng được năim siiâì cùa aổi. Khi nấu troiiíỉ các lò điên và
lò hồn có thế dùng phối liệu hai cấu từ gồm xi lò iiKÍctanh và tro n h i ệ t diện (h;i) cấu tứ
SiO-, khác). Tliàiih phần của xi lò máctaiih hoàn toàn ciưực bao quát bởi bicu dổ của hệ
FeO - MnO - SiOi, còn troim một số tnròiií: họp ricng biệt hàm lưựim CaO đạt đến \ 2 ‘/<
- bởi bicLi đổ của hệ CaO - FeO - SìOt.
Xi cúa công nghiệp sản xuất gốm sứ chứa khoanu 40 - 42^/< silic điòxýt \'à caiixi ỏxýt có
Ihế dùng dế sản xuất bỏng khoáng sau khi cho thỗm phụ uia chua (tiií du, cál. tro nhiệt diẹn).
Nmrời
ta d ù n g
cốc
phiên
thạch
trộn
với
í i ạ c h \ ư h a y x i l ò c ố c l u v ệ n u a n u đ ô s á n xLiât
bỏiiii khoáii” . Hàm lirợim cúa nó Iroim phối liệu chiéni klioaim 71 - 7 5 ‘^/c. còn lai
25 - 29^/í là các phụ gia
chua
kliác. Bỏnií khoán” ihư diiỢc có M|^ = 1.25 - 1,69 và
(CaO + AUO,) khoáiio 5 1, 8 - 56,6^/c theo khối lu'ọ'1 1 2 .
00
Biing 1.8. Thành phần hóa của cốc phiến thạch
và khoáng phiến thạch, % khỏi lượng
Hầm ượng
Loại
SÌO2
AI2 O 3
F 6203
CaO
MgO
SO 3
R 2O
m.k.n
1
Cốc phièn thạch
1
21,18
6
6,8
58,1
2,89
1,2
2
1803
4,71
3,88
32,7
3.3
0,5
-
37
3
14,9
3 17
358
33,47
18
3,05
2,18
37,86
4
14,49
10,84
5 11
55,44
4,17
1,9
-
35
1
49,4
19,4
4,47
18,04
3,16
2
42 1
10,64
349
98 86
530
5,24
-
437
2
38,55
11,23
3.05
23,6
5,49
-
-
17,3
Khoáng cháy phiến thạch
9,24
'l io xi của các nhà máy nhiệt điệii có thành phần hóa học khác nhau phụ thưộc vào
loai than đá dùng làm nhiên liệu (báng 1 .8 ) tro có được từ than đá của các phiến thạch
cháy í( chua hơn Iro có được do đốt cháy than bùn hay than đá.
Đc chế tạo bòng khoáiiạ từ tro với hàm lượng silic điôxýt và nhôm ôxýt trong klioảng
rộng (lừ 40 dcn 75%) người ta dùng lò điện hồ quang.
Khoánu tụ nhiên là nguyên liệu tốt dùng để sán xuất bỏng khoáng và thủy tinh (baní>
1.9). Từ các phối liệu chứa trong thành phần của nó khoáng mỏ không có tạp chất canxi
cucbỏnal và manliccacbonal, ta có thể’ được chất nóng chảy với tiêu hao nhiệt lượng nhỏ
và với nãno suất cao cúa lò.
Thí dụ, các đá phún xuất thuộc loại khoáng ấy, chúng có hàm lượng trung bình của
silic di ỏxýt và nhôm ỏxýt (% tưong ímg); pêriđỏđít (45,07 và 5,75), piròskinít (46,93 và
6,37), gabrô (48,24 và 17,88), bazan (49,06 và 15,7), điabaz (50,48 và 15,34), điôrít
(58,9 và 16,47), anđèzit (52, 59 và 17,31), granôđiôrit (65,01 và 15,94), đaxít (65,68 và
16,25), uraníl (70,18 và 14,47), liparít (72,8 và 13,49), Sienít (60,19 và 16,28), traxit
(60.6K và 17,74), vòlatònít (52 và 0,7), cũng như thủy tinh núi lửa, hay các khoáng biến
chấl (dá biến chấl).
IVons: rất nhiéu trường liợp đê sán xuất bông khoáng và bông thủy tinh người ta còn
d ù n s khoáng trầm tích, một nhón của chúng là khoáng đá vôi - sét - magiê.
Troim báng 1.9 ghi các khoáng được dùng nhiều đế sản xuất bông khoáng.
Nliiều khi người ta còn dùng phế thải của công nghiệp sản xuất gốm và siliccát để
clio vao phối liệu đê sân xuất bòng khoáng. Thí dụ, người ta dùng mảnh vỡ của gạch dỏ
hay iiạcli silicát làm phối
liệLi
và cho ihêiii các cấLi tử axít và kiềm (xỉ lò niáctanh,
đôlóniíl, đá vôi, v.v...). Nhiều khi người ta dã dùng mảnh vỡ của gạch đỏ, gạch silicát
làm phụ "ia clio thêm vào xỉ lò cao để tăng hàm ỉượng của SìOt và AUO 3 trong chất
n ó n s cliáy chê' tạo từ cliúng.
23
1.9. Thành phần hóa cúa một sỏ khoáng mỏ dùng trong sản xuất bông khoáng và bông thủy tinh, % theo
hoáng mỏ (xí nghiệp)
SÌO2
AI2O 3
Fe 203
CaO
MgO
Na 2Ũ
K2O
SO 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
44,5
14,19
7,12
8,12
4,6
1,6
52,68
15,67
10,78
6,23
3,26
1,65
49,2
17,63
17,2
8,12
5,28
z (Nôvỗsibir)
45,06
26,41
2,79
13,2
4,7
1,5
z (Bugatôcski)
53,75
15,25
10,05
8,34
3,74
4,74
4,74
F e 0 -3 ,4 ;S -0 ,5
z (Kamenogopski)
48,51
16,66
11,34
11,1
6,7
0,24
-
1,32
(lnznetaginski)
41,1
15,60
13,7
18,5
1
9
-
2
(Bêrêzôvski)
48,6
19,2
7,9
12,9
9,3
-
-
0,25
- điabaz (Kồnđoposki)
48,92
13,69
3,92
9,1
7,56
3,4
3,4
F e O - 10,92; S-0,32
50,7
13,1
3,97
9,72
5,5
2,66
2,66
F e O - 10,17
49
20,8
17,7
7,6
3,1
4
-
0,01
(Kharcôp)
48,5
14,04
16,06
10,5
5,18
-
-
5,25
(Kiep kombinat)
51,36
12,87
0,17
10,12
4,65
-
-
1,39
t (Typinski)
51,89
28,32
7,38
738
2,42
-
(Zđanôvki)
74,32
12,54
376
0,95
1,49
-
68
15 53
3,0
1,9
1,5
hạch clorit bêrẽzôvski
54
15
8
13
6
hạch xanh đen (Biliep)
50,49
14,16
-
11,3
4
hach xanh sáng
47,33
17,51
-
11,35
8,35
xuất
z nhà máy bóng khoáng
0 ,5 - 0 ,9
1
~
-
zTaiginski
z
eotepmôcombinât)
(Bẽpestổveskí)
t (Primorski)
(Minsk)
0,68
~
1,03
—
—
-
-
-
-
-
-
ng biến chất
1
-
B ản g 1.9 (liếp theo)
ng trầm tích
(Bêzmensk)
10
0,23
0,6
53.65
0,81
(Vocresensk)
4.1
1,02
0,95
47,27
8,15
(Tsimkensk)
1,7
0,46
0,18
53,81
0,38
- đôlômit (Maltinsk)
3,6
0,14
0,06
30.9
20.27
1
0,24
0,16
52,08
0,58
(Kamenogorsk)
0,01
0,18
(Mêlêuzopsk)
0,7
0,52
(Primopsk)
0,46
0,08
0,62
48,89
5,92
0,02
(Taiginsk)
0,28
0,25
2.07
50
0,41
Ũ J9
(Alma - Atin)
1.01
0,28
0,07
54.33
0,87
0,31
(Kaspir)
0,41
1,12
35.34
5,89
(Kêmerôp)
12.5
1.5
46,4
1,1
(Turin)
0,38
0,24
55,32
0,01
ít (Vinhuc)
5,49
3,56
1,23
28,69
17,64
ít (Tasken)
2,02
0,42
1,67
29,3
21.27
ít (Kalisien)
3,9
0,45
0,3
29,2
19,21
34.5
53.65
0,7
9,4
47
22
5,3
39,92
8,38
3,55
19,52
4.66
65,41
16,01
5
3,15
4,12
58
19,59
8,4
1.9
4,63
Pêtecbuz
61,8
16,8
8.3
0,9
2,2
Kramotôp
71,2
127
5.7
1
0,8
Võlga
76,8
8,3
4.4
2
1,2
ấn (Mocokvopec)
ấn Đôlômít - sét (Mockva)
mít (Kuznhét)
0,1
0,3
0,33
0,57
2-3
2 -3
3,87
3,87
ét
tôp
97
1,85
0,34
0,27
0,11
t
51,86
21,8
4.8
2,07
376
t (Kamerôp)
50,84
8.6
13
4,77
5.67
0,3
0,55
Tliành phần của phối liệu (.!c s;tn xuất sợi thủy tinh: Tliàiih phần của cát thạch anh có
chứa các ôxýt tính bằng 9r: SiO^ là lừ 97 đến 99,5; TíOt là 0,07; AKO, là 0,03 - 0.8;
Fe.O^ là 0,02 - 0,16; CaO là 0.01 - 0,19; MgO là dưới 0,18; N a . o + K p là từ 0,008 đcn
0,21 và ni.k.n (mất khi nuns) từ 0,03 dến 0,36.
Người ta clio anhyclritboríc B2 C); vào tliông qua axít boríc (56,45% B-,0, và 43,55%
nước) và bura CNaTB4
. lOHiO),
0 7
chất
này chứa 36,5% axít boríc (BtO,), 16,2% nalri
ỏxýt và 47,15% nước liay lính dổi r.i khòng chứa nirức: 30,7% N a ^ o và 69,3% BiOv
Người ta cho nhôm ôxýl \ à c h ấ t I i ó i i g chảy thôiig qua nhỏm òxýl kliỏng
và imậm nước, cao lanh, sét. dá bó tat và nêphêlin.
Iigậni
nước
Bảng I.IO. Thành phần hóa của phế thái,
sản xuát gạch dỏ và silicát, % khôi lượnịỊ
Hàm lượng
Loai gach
SÌO2
1 AÌ;;03
F e 2 Ũ 3
CaO
MgO
SO 3
R2 O
m.k.n
-
2.5
4,28
0,37
Ị
Mảnh vỡ gạch đỏ
1
78,9
2
78.56
3
4
5
11,22
4,08
1,68
1,48
0,63
'
11,82
3,7
1,33
2,1
-
77 42
:
11
3,77
085
1,32
72,88
I
14,62
4,09
2,2
0,57
65 48
j
1
-
13 32
-
6,38
1 98
0,5
66 87
2Z 6
4,35
1 12
2 17
1
83,2
1,3
0,3
9,2
0,4
0,08
2
59
14,6
4,4
9.8
3,6
0,23
6
-
-
0,6
Mảnh vỡ của gạch Silicát
1
-
-
Plienspát có loại đá vôi - naln liay planiỏclaz và kali- natri.
Plagiôclaz là hỗn hợp vô định hình của triclin alhit NaAISi,Ox và aiiortil CaAl 2 Si, 0 x,
chúng tạo nên các tinh thc hỏn hựp ử bít cứ tỷ lệ nào của các cấu tir ấy. Trong chúng có
chứa ortoclaz (KAISì^Oị.).
Nêphclin NaAISi 0
4
là dá
phún
xuất, trons nó có nhiều ỏxýt kiổin so với nhôm ỏxýl.
Trong nó có KAISÌO 4 . Tliành phần lióa của bìm Iiêpliclin (9r); SiO-, là 29,9; PcoO^ là
2,72; A U O 3 là 3,45; CaO là 56.74; N;i 2
0
là 2,2 và m.k.n là 3,05. Sán phẩm đã dược làm
giầii và ííia công các quăníi anorlít-nêphclin có chứa (%): SÌO2 là 43,4; TìOt là 0,31;
A l . o , là 2 9 , 1 8 ; P c . o , là
2,69; CaO
là 1 .1 2 ; M g O l à
1,58;
K . o là
7,02; N a . o
là 1 2 , 6 5 ;
SO 3 là 0,36; ni.k.n là 1.42.
Người ta clio Iialri òxýl v à o i h à i i h p h ầ n c ủ a phối l i ệ u thõng qua nalri sLilfát và s ò d a .
Natri sLiirát có loại tự nhicn \'à n h â i i tạo. Natri s L i l f á t tự nhicn thirừií: gập duứi claim
26
