Минеральные удобрения

Описание вашего блога

10  09 2009

Фата хрома


фата хрома. О наличии фосфокристобалита в интервале температур 1000—1750° С можно судить по полосам по­глощения, показывающим колебания аниона Р04, однако характерной для фосфокристобалита полосы в области 1084 см-1 на спектрах не обнаружено. Возможно, что она сливается с максимумом ИЗО см-1.

Таким образом, сопоставление ИК-спектров изучен­ных образцов показало, что они весьма сходны между со­бой, и это затрудняет идентификацию отдельных фаз.

Сопоставление результатов, полученных различными методами фазового анализа, показало, что при изучении материалов, содержащих фосфаты алюминия и хрома, же­лательно применять кристаллооптический анализ. Рент-генофазовый анализ и ИК-спектроскопия не дают возмож­ности установить различия в структуре аморфной фазы (неоднородность стекла, ликвационная структура, суб­микроскопическая кристаллизация), а также детально идентифицировать образующиеся кристаллические фазы.

Таким образом, в результате проведенных исследова­ний установлены температурные границы существования продуктов дегидратации АХФС на техническом сырье (табл. 2).


10  09 2009

Фосфатные связующие

В практике часто вместо ортофосфорной кислоты исполь­зуют ее растворы (фосфатные связующие), получаемые частичной нейтрализацией Н3Р04 окислами алюминия, магния, кальция, цинка и других металлов. Формирование фосфатных вяжущих, в которых в качестве затворителя используют фосфатное связующее, обусловлено не только процессами взаимодействия компонентов смеси, но и кри­сталлизацией цементирующих продуктов из раствора. Ско­рость протекания этих двух процессов зависит от состава цемента, наполнителя, фосфатного раствора и температуры. Можно подобрать составы в системе «наполнитель — фосфатное связующее», в которых цементный камень будет формироваться только за счет процессов поликонденсации, вызванных нагреванием и пересыщением раствора вслед­ствие удаления влаги. Это обеспечивает фосфатным свя­зующим определенные преимущества перед фосфорной кислотой, поскольку они уже в исходном состоянии обла­дают клеящими свойствами и способностью к пленкообра-зованию.

Родоначальником значительного числа фосфатных свя­зующих, известных в настоящее время, явились алюмофос-фатные связующие, представляющие собой метастабильные растворы фосфатов алюминия. Их синтез сводится к раст­ворению в ортофосфорной кислоте 65%-ной концентрации требуемого количества гидроокиси алюминия. Время раст­ворения 15—20 мин, температура около 100° С. Готовое связующее — сиропообразный прозрачный раствор.

При нагревании алюмофосфатного связующего происхо­дят весьма сложные процессы, однако во всем температур­ном интервале (1500° С) образующиеся те или иные кристал­лические и аморфные фазы надежно выполняют роль це­мента. Конечным продуктом термических превращений алю­мофосфатного связующего любого состава является А1Р04.


11  08 2009

Сопоставление данных

Сопоставление данных, Полученных в результате рент­геновского анализа, показало, что пробы, термообработан-ные в определенных интервалах температур, имеют ана­логичные рентгенограммы . В связи с большим коли­чеством аморфной фазы при 500—900° С на рентгенограммах Читать далее…


29  07 2009

Повышение температуры

Повышение температуры термообработки АХФС при­водит к кристаллизации стекла в двух направлениях — образованию фосфатов алюминия и фосфатов хрома. При­чем в отличие от ранее наблюдаемых процессов фазовых превращений в АХФС на основе химически чистого сырья в стеклообразных продуктах дегидратации исследуемого технического связующего уже при температуре 400° С уста­новлена зачаточная субмикроскопическая кристаллизация, которая может быть отнесена к началу образования алю-мофосфатов 161. При 500—800° С достаточно точно диагно­стируются поляризующие кристаллы пирофосфата алюми­ния, при 800° С наряду с ними идентифицированы ортофос-фат алюминия в виде берлинита и кристаллы метафосфата алюминия в форме В, которые при 900° С переходят в А-мо-дификацию. Метафосфаты алюминия присутствуют в обож­женных пробах до 1100° С, а пирофосфат алюминия и бер-линит переходят в фосфокристобалит. С повышением тем­пературы термообработки происходит рост кристаллов фосфокристобалита, а при 1700—1750° С отмечается его поляризация. Поляризация кристаллов, так же как и по­нижение показателя преломления, по-видимому, связана с образованием дефектов в структуре вследствие длитель­ного высокотемпературного обжига. Для подтверждения того, что поляризующие кристаллы также являются крис-тобалитом, были сняты термограммы проб АХФС, обожжен­ных при 1600 и 1750° С (рис. 2). Эндотермический эффект, связанный с полиморфным превращением фосфокристоба­лита, наблюдался на термограммах при температурах 225 и 230° С,  подтверждая  его присутствие в обеих про-

При 900—1000° С происходит существенное изменение в фазовом составе продуктов термообработки. В связи с ин­тенсивной кристаллизацией стекло полностью заполняется субмикроскопическими кристаллами, среди которых наряду с алюмофосфатами, очевидно, начинается образование фос­фатов хрома. В незначительном количестве были обнаруже­ны кристаллы гексагидрата ортофосфата хрома. Появление последнего можно объяснить тем, что гексагидрат ортофос­фата хрома содержит цеолит-ную воду, которая удаляется в основном в интервале тем­ператур 100—400° С без изме­нения его кристаллической структуры; при охлаждении и хранении образцов происхо­дит регидратация ортофосфа­та. Повышение температуры термообработки выше 1000° С окончательно разрушает цео-литную структуру гексагидра­та хрома и приводит к образо­ванию сначала метастабиль-ной реформы, а затем стабиль­ной модификации—а-СгР04.

Кристаллизации пирофос-фатов хрома предшествует об­разование метафосфата хрома формы С, присутствующего в течение длительного време­ни совместно с кристаллами пирофосфата хрома. При повышении температуры термо­обработки содержание пирофосфата хрома увеличивается, а метафосфата соответственно уменьшается. Низкий пока­затель преломления последнего по сравнению с другими фосфатами хрома объясняется, видимо, тем, что в мелко­зернистых агрегатах наряду с Сг (Р03)3С присутствует зна­чительное количество фосфокристобалита.

Выше 1300° С начинается термическая диссоциация фосфатов алюминия и хрома, сопровождающаяся выделе­нием Р205 и образованием сначала вторичного расплава (метафосфатов), а затем при 1600° С и выше окислов — сс-А1203 и Сг203. При 1700—1750° С окислы алюминия и хрома частично взаимодействуют друг с другом, образуя твердые растворы.


10  07 2009

Фосфатные керамические и огнеупорные изделия

Фосфатные керамические и огнеупорные изделия приоб­ретают необходимые параметры после сушки при темпера­туре 250—500° С. К их числу относятся облицовочная плит­ка, шамотные, высокоглиноземистые, корундовые и другие изделия, технология которых отличается от принятой толь­ко тем, что в исходную массу вводят небольшую добавку фосфатной составляющей, которая после сушки отфор­мованного изделия обеспечивает требуемые механиче­ские, термические и другие свойства. Тем самым при ос­воении указанных видов фосфатных изделий может быть исключена наиболее энергоемкая и дорогостоящая опера­ция в керамических и огнеупорных производствах — обжиг изделий.

В табл. 2 приведены сведения по технико-экономи­ческой эффективности некоторых фосфатных материалов. На данном этапе наибольший эффект достигается от приме­нения жаростойких материалов. В дальнейшем с увеличе­нием выпуска фосфатных изделий общестроительиого на­значения экономия от их внедрения существенно возрастет.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛЮМОХРОМОФОСФАТИОГО СВЯЗУЮЩЕГО НА ТЕХНИЧЕСКОМ СЫРЬЕ

Термический анализ произ­водили на дерифатографе с син­хронной записью дифференци • альной кривой нагревания и кривой потери массы. Скорость нагрева печи дериватографа 10° С/мин. Кристаллооптический анализ проводили при помощи поляризационного микроскопа марки МИН-8 в иммерсион­ных препаратах при 400—1000-кратных увеличениях; рент-генофазовый анализ — на аппарате УРС-50И, трубка ко­торого имела медный антикатод и никелевый фильтр.; Инфракрасные спектры поглощения были записаны на спектрографе ИКС-14 в области 400—1600 см-1 с приме­нением метода щелочно-галоидных таблеток. Плотность ве­щества в таблетках 1 мг/см3.

По данным термогравиметрического анализа при нагре­вании до 100° С из АХФС удаляется до 3% гигроскопиче­ской воды. Основное количество воды (32—33%), в том числе и кристаллизационной, удаляется в интервале 100— 340° С с большим эндотермическим эффектом (максимум при 140—150° С) (рис. 1). При дальнейшем нагревании вода удаляется постепенно, и при 1000° С общее количество выделившейся воды составляет 37—38%.

Результаты кристаллооптического анализа сведены и табл. 1.

АХФС, высушенное при комнатной температуре (20° С), представляет собой стекло и содержит незначитель-ное количество гидратов А1Р04. Преобладающей фазой в пробах, термообработанных в интервале температур 400— 900° С, является стекло. В интервале 500—800° С наблю­дается расслоение отдельных участков стекла с образова­нием микроликвационной структуры. Различие в показате­лях преломления стекла (от 1,529 до 1,539 ± 0,003) под­тверждает его неоднородный состав и дает основание предпо­лагать, что стекло с более высоким показателем преломле­ния, образующее прожилки в общей стекловидной массе, содержит преимущественно ионы хрома.


26  06 2009

Ремонт огнеупорных футе­ровок

Ремонт огнеупорных футе­ровок нагревательных колод­цев обжимных станков

Монтаж огнеупорных эле­ментов этажерочных вагоне­ток для обжига фаянсовых и других изделий

Производство литой деко­ративной плитки

Декоративная облицовка фасадов зданий

Экономия в приведенных затратах 0,4 руб. на 1 м2

Экономия в приведенных затратах 0,2 руб. на 1 м2

Экономия на каждую туннельную печь 130 тыс. руб.

Экономия «в деле» более 200 руб. на 1 м3

Экономия около .10 тыс. руб. на каждый колодец

Экономия на каждую туннельную печь около 65 тыс. руб.

Экономия на каждой технологической линии мощностью 150 тыс. м* бо­лее 100 тыс. руб.

Экономия около 1 руб. на 1 м2

сравнению с составами на глиноземистом цементе срок службы футеровок, например подин туннельных вагонеток, выполненных с применением фосфатных бетонов, увели­чивается в 10 раз и более.

К легким бетонам объемной массой около 1000 кг/м8 и прочностью выше 100 кгс/см2 относят фосфокерамзито-бетон, содержащий в своем составе керамзитовый запол­нитель и алюмохромофосфатное связующее. Учитывая низ­кую теплопроводность бетона 10,3 ккал/(м-ч-°С)], его можно использовать как эффективный теплоизолятор до 1200°С.

К бетонам с ячеистой структурой относится фосфога-зозолобетон на основе золы и ортофосфорной кислоты, из­готавливаемый по известной технологии. Объемная масса изделий колеблется в пределах 0,4—0,5 кг/м3, прочность при сжатии 25—30 кгс/см2, температура службы до 1000° С. Эти свойства дают им возможность конкурировать с дефи­цитными шамотными легковесами. Замена золы на более огнеупорные наполнители даст возможность повысить пре­дельную температуру службы фосфатных ячеистых бетонов до 1500° С и выше.

Фосфатные жаростойкие клеи, мертели и торкрет-массы, приготовленные на основе огнеупорных наполните­лей и алюмохромофосфатиого связующего (в том числе взя­того в виде сухого порошка, подвергнутого последующему затворению водой для перевода в клейкое вещество), обла­дают исключительно высокой адгезией к шамотным, высо­коглиноземистым, корундовым и другим огнеупорам и мно­гим жаростойким металлам (сталь, титан и др.). Выполнен­ная с использованием фосфатных клеев и мертелей огне­упорная кладка служит в пять раз и более дольше, чем при использовании шамотно-глинистых и других тради­ционных кладочных растворов. В процессе службы кладки нарушение клеевого шва наблюдается очень редко. Как правило, ее разрушение происходит из-за нарушения це­лостности самих огнеупорных изделий.

Ряд фосфатных составов плохо смачивается расплавами многих черных и цветных металлов, что открывает значи­тельные возможности для повышения срока службы огне­упорных футеровок, защищенных тонким слоем нанесен­ной на их поверхность фосфатной торкрет-массы.


17  06 2009

Жаростойкие и керамические фосфатные материалы

Жаростойкие и керамические фосфатные материалы можно подразделить на следующие виды: бетоны, клеи, мертели, торкрет-массы, керамические и огнеупорные изделия.

При производстве фосфатных жаростойких бетонов в ка­честве жидкости затворения используют ортофосфориую кислоту или фосфатные связующие, а порошковой частью служат активные тонкодисперсные добавки. Эту составную часть бетонной смеси следует рассматривать как раствор (цемент), который вводят в грубодисперсный заполнитель или применяют самостоятельно. Учитывая высокую хими­ческую активность жидкости затворения, можно ожидать ее взаимодействия не только с порошковой частью, но и с поверхностью зерен заполнителя. Как указывалось выше, скорость такого взаимодействия будет определяться хими­ческим составом и дисперсностью твердой части бетонной смеси, а также кислотностью затворителя. При этом на поверхности зерен образуется тонкий переходный слой, разделяющий заполнитель и матрицу (цементный камень) и способствующий гашению возникающих в изделии напря­жений. Этим, очевидно, объясняется аномально высокая термическая стойкость фосфатных жаростойких материа­лов по сравнению с обжиговыми изделиями близкого сос­тава (шамотными, высокоглиноземистыми, корундовыми). В дальнейшем высказанное положение необходимо уточ­нить, детально изучив свойства фосфатных композиций, определяющих их способность успешно противостоять, не. разрушаясь, колебаниям температур при нагревании или охлаждении.

Если термическая стойкость фосфатных жаростойких материалов остается всегда предельно высокой, то их огне­упорность находится на низшем пределе принятой классифи­кации огнеупорных изделий с учетом физико-химической природы исходного сырья. Например, шамотный огнеупор повышенного класса на фосфатных вяжущих можно полу­чить, применив сырье, характеризующееся определенной чистотой химического состава. Особенно вредно наличие в сырье окислов железа, которые образуют в процессе сушки легкоплавкие фосфаты железа, снижающие огнеупор­ность изделий на 30—50° С. Соответственно снижается и температура деформации под нагрузкой.

Характер теплопроводности фосфатных жаростойких материалов аналогичен керамическим материалам, содержа­щим значительное количество стекловидной или аморфной фазы. Их коэффициент теплопроводности монотонно воз­растает по мере повышения температуры, что показательно, например, для шамотного огнеупора. Однако шамотный огнеупор имеет примерно в два раза более высокую тепло­проводность, чем шамотные изделия на фосфатных вяжу­щих (содержание фосфатной матрицы 5—7%) той же плот­ности. Прочность образцов этих видов материалов примерно одинаковая.

Фосфатные жаростойкие бетоны разделяют на три вида: плотные, легкие и ячеистые.

Из плотных бетонов наиболее широко применяют бетоны на основе шамота, огнеупорной глины и ортофосфорной кислоты или алюмохромофосфатного связующего. Имея близкие термомеханические и термические свойства, бетоны на алюмохромофосфатном связующем в отличие от компо­зиций на кислоте твердеют при нормальных условиях


31  05 2009

Наличие такого буферного слоя

Основой для получения антикоррозионных покрытий по строительным сталям служит специально синтезирован­ное кальций-алюмохромофосфатпое связующее, каждый из компонентов которого призван выполнять определенную роль, например способствовать снижению температуры от­верждения, пассивации защищаемой поверхности и т. д. Кроме связующего, в состав покрытия вводят наполнители, включая алюминиевую пудру.

Нанесенное покрытие, будучи кислым (рН = 1,5ч-2), вступает в химическое взаимодействие с подложкой и фор­мирует на ней плотную пассивирующую пленку, выполня­ющую роль разделительного слоя между сталью и основным покрытием. Наличие такого буферного слоя обусловливает высокие адгезионные и защитные свойства фосфатных со­ставов, превосходящие свойства применяемых традиционных покрытий на органической основе и оцинковки.

Огнезащитные покрытия приготавливают на основе сов­ещенного цинкалюмофосфатного связующего и наполните­лей, в частности окиси меди, способствующих отверждению составов в  нормальных условиях. В настоящее время

созданы огнезащитные покрытия по древесине и алю­минию. Особенно эффективным оказалось тонкослойное (0,5—0,7 мм) покрытие по древесине, позволяющее перевес­ти ее в категорию трудносгораемых материалов. Аналогич­ные покрытия по алюминию повышают предел огнестойкости металла на 15 мин и более, что очень важно в пожарном от­ношении для зданий, смонтированных из навесных панелей с алюминиевыми обшивками и утеплителем из пенополиуре­тана. Предел огнестойкости таких панелей не превышает 6 мин. Панель с нанесенным па поверхность обшивки тон­ким слоем вспучивающегося огнезащитного фосфатного покрытия после испытаний на огнестойкость (25 мин) со­хранила свои формы.

Перспективным может оказаться использование фос­фатных декоративных красок, долговечности которых не вызывает сомнения. Кроме того, промежуточный слой, описанный выше для случая со сталью, формируется и при покрытии фосфатными составами строительных материалов (кирпич, бетон, асбестоцемент), что улучшает адгезионные свойства красок.

4. Жаростойкие и керамические материалы. Проблема использования соединений фосфора в материаловедении раз­вивалась в основном на путях создания жаростойких мате­риалов. Многочисленные примеры убеждают, что фосфаты — наиболее эффективная основа для получения многих видов огнеупорных бетонов и безобжиговых изделий. Следует отметить, что подавляющий объем имеющейся информации по проблеме фосфатов относится именно к этой области [31.


17  05 2009

Теплоизоляционные изделия

Теплоизоляционные изделия на основе перлита и фос­фатных вяжущих получают из полусухих масс методом прессования (удельное давление до 4 кгс/см2) или проката. Последний способ более прогрессивный, и его освоение позволит осуществить поточное производство перлито-фосфатных плит больших размеров на автоматизированных линиях. Фосфатное связующее состоит из смеси жидкого стекла и ортофосфорной кислоты. При замене стекла на другую химически активную добавку (золы, шлаки) расход Н3Р04 возрастает с 1—2 до 10—15%.

Легкие {у = 1754-250 кг/м3) и низкотеплопроводные [А. = 0,04 Ч-0,06 ккал/(м • ч • "С)1 перлитофосфатные изде­лия в ближайшее время станут одними из наиболее пер­спективных утеплителей строительных конструкций. В силу универсальности свойств их будут использовать также и для высокотемпературной (до 900° С) изоляции тепловых установок.

Весьма интересным комплексом свойств характери­зуются и другие неорганические утеплители, содержащие в качестве армирующего компонента минеральные волокна, пропитанные фосфатными связующими. В случае исполь­зования стеклянных и каолиновых волокон и алюмохро-мофосфатного связующего получают жесткие (а,.т до 5 кгс/см2) легкие (у= 180 ч – 350 кг/м3) плиты и скорлупы, являющиеся эффективными теплоизоляционными изделия­ми для службы соответственно до 600 и 1300° С. Применив шлаковату и щелочные фосфатные связующие, не разру­шающие волокно, можно получить жесткие минераловатные плиты. Формуют изделия из водно-волокнистых суспензий в вакуум-формах (плиты) или на конвейерных трубофор-мовочных машинах (скорлупы) с последующей тепловой обработкой в сушильных камерах при температуре до 250° С.

К третьей группе материалов этого класса относятся пе-нопласты, которые изготовляют.ио технологии традицион­ных пенопластов на органических связующих. Фосфатно-фенольный пенопласт марки ФФП-1 получают из смеси, содержащей фенольную смолу, алюмохромофосфатное свя­зующее, активную добавку (местное сырье) и вспенива-тель — алюминиевую пудру. При производстве ФФП-1 расход дефицитной фенолыюй смолы сокращается на 30— 50%. Введение в состав материала минеральной добавки существенно повышает его огнестойкость. Характерно, что при увеличении объемной массы фосфатно-фенольного пенопласта с 80 до 130 кг/м3 его теплопроводность изменяется незначительно и остается равной примерно 0,03 ккал/(м-ч-°С). Такое, на первый взгляд аномальное, отклонение зависимости коэффициента теплопроводности от объемной массы можно объяснить структурой материала, состоящего из небольших ячеек, заполненных воздухом. С повышением объемной массы характер пористости не из­меняется, а наблюдаемое утолщение стенок ячейки не ока­зывает значительного влияния на перенос тепла матрицей, так как стенки пронизаны мельчайшими порами и микротре­щинами, образующимися в результате удаления влаги в процессе сушки изделия и являющимися надежным барь­ером для теплового потока. Это позволяет выпускать изде­лия большей объемной массой с целью повышения проч­ности и морозостойкости, не прибегая к увеличению рас­хода дефицитных органических составляющих.

3. Покрытия и краски разделяют на антикоррозионные, огнезащитные и декоративные. Их наносят на защищаемую поверхность известными способами: окунанием, пульвери­зацией, кистью и затем сушат в нормальных условиях или при температуре 80—250° С.


29  04 2009

Температурно-влажностных факторов

Проведенный комплекс исследований кратковременной прочности с учетом воздействия температурно-влажностных факторов, теплофизических, огнезащитных и других свойств минеральных стеклотекстолитов позволяет рекомендовать этот класс материалов для применения в строительных кон­струкциях в качестве обшивки и элементов обрамления, что повысит огнестойкость и долговечность легких навесных панелей, позволит избежать мостиков холода при замене профилей из металла на профиль из минерального стекло­текстолита.

Сотопласты, изготовленные из бумаги, могли получить значительное распространение, так как при использовании в конструкции в качестве среднего несущего слоя они при­дают ей легкость, жесткость и необходимые прочностные свойства. Однако принятая в настоящее время пропитка бумажных сотопластов фенольными спиртами не гаранти­рует долговечности и огнестойкости конструкции. Приме­нение дли этих целей фосфатных связующих позволяе? получать трудносгораемый (потеря массы примерно 3%) сотоблок объемной массой около 40 кг/м3, бумажная часть которого достаточно надежно защищена образующейся снаружи фосфатной пленкой, способной противостоять агрессивному воздействию внешней среды.

При производстве обшивочных и конструкционных ма­териалов на основе органических волокон используют стружку, дробленку, сельскохозяйственные (костра, лузга, солома) и другие отходы. Наличие в материале фосфатной составляющей значительно повышает его огнестойкость и биостойкость по сравнению с традиционными составами на органических связующих, делает их безвредными для ок­ружающих. На данном этапе практический интерес могут представлять фосфатно-древесные плиты (ФДП), изготов­ленные по технологии широко применяемых древесностру­жечных плит. При этом расход фосфатного связующего в материале по сравнению с расходом карбамидной смолы несколько выше, что на 10—15% увеличивает объемную массу изделий. Остальные физико-механические показатели находятся на уровне предъявляемых требований. Фосфат­ные древесные плиты отнесены, к классу трудносгораемых материалов и их разрешено использовать для жилищного, гражданского и общественного строительства без огра­ничений.

2. Эффективные утеплители на фосфатных вяжущих разделяют на три группы: с порошковыми наполнителями, с волокнистыми наполнителями, пенопласта. ..

К первой группе относят изделия на основе вспученного перлитового песка, вулканического пепла, и других легких порошковых заполнителей; ко второй — составы с волок­нистыми неорганическими (стекловолокно, шлаковата и др.) и органическими (солома, костра и др.) наполнителями; к третьей — композиции с мелкоячеистой структурой, из­готавливаемые вспениванием органофосфатных масс.

В этом классе материалов теплоизоляционные изделия, получаемые с применением вспученного перлитового песка, являются основными, так как Советский Союз располагает богатейшими залежами перлита — сырья для производства вспученного перлитового песка, наиболее эффективного минерального наполнителя, насыпная масса которого 120 кг/м3. Тем не менее получение из этого тонкодис­персного вещества с хрупкой структурой и высоким водо-поглощением (до 900% по массе) композиционных мате­риалов с требуемыми физико-механическими й другими свойствами, необходимыми для утеплителей строительных конструкций, связано со значительными трудностями.


Следующая страница »