СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА
METHOD OF PRODUCING EXPANDED VERMICULITE

Предложение относится к области производства сыпучего и монтажных теплоизоляционных материалов из природного вермикулита путем диэлектрического нагрева.
2
2
3
2
3
2
Вермикулит относится к гидрослюдам химический состав, %: SiO - 37-42; AlO - 10-13; FeO - 5-17; FeO - 1-3; MgO - 14-23; HO - 8-20.
Вермикулит имеет характерное для слюд слоистое строение, он состоит из гексагональных пластинок, образующих силикатные слои. В пространстве между слоями (пакетами) расположены молекулы воды. Способность вермикулита вспучиваться связывают с выделением химически связанной воды при нагревании (А.Я.Ахтямов и др. «Обжиг вермикулита». Изд. Лит. по строительству, Н. 1972).
0
0
Известно также, что дегидратация вермикулита протекает в 4 последовательных этапа (ступени), при этом структура каркаса в целом сохраняется, но изменяется количество воды в межслоевом пространстве и расстояние между силикатными слоями в следующей последовательности: 14,4-13,8-11,6-9,9-9,2А.
-1
В связи с тем, что при дегидратации сохраняется основной структурный мотив, различия в спектрах поглощения (ИКС) вермикулита, обожженного при разных температурах, находятся в области валентных и деформационных колебаний групп ОН и частота поглощения находится в интервале 3400-2900 см. Высокочастотная электромагнитная обработка диэлектриков применяется в промышленных условиях в производстве пластмасс, керамики, металлических сплавов и др.
Известно явление резонанса при внешнем воздействии на кристаллическую структуру (колебательную систему), который наступает при совпадении частот колебаний структуры (или ее части) и внешнего контура, при этом амплитуда вынужденных колебаний достигает максимума и возможно разрушение кристалла (в том числе локальное) или удаление атомов или групп атомов из структуры при минимальных затратах энергии.
-1
Целью изобретения является увеличение объема (вспучивание) вермикулита путем его обработки внешним электромагнитным полем. При этом необходимо удалить химически связанную (межслоевую) воду. Поэтому резонатором являются группы OH в кристаллической структуре вермикулита.
-1
В земной коре встречается значительное количество гидрослюд, в зависимости от характера изоморфных замещений, степени гидратации и других факторов, поэтому резонансные частоты следует определять опытным путем для каждого типа гидратированной слюды, однако по данным ИКС они должны находиться в интервале частот 3400-2900 см.
Поставленная цель - дегидратация (вспучивание) вермикулита и других гидрослюд и производство вспученного вермикулита и теплоизоляционных материалов на его основе, достигается тем, что по спектрам ИКС вермикулита определяется частота валентных и деформационных колебаний групп ОН в кристаллической структуре гидрослюды и далее с помощью генераторов различных систем производится электромагнитная обработка полем резонансной частоты, которая обеспечивает вспучивание.
-1
3
В лабораторных условиях проведено вспучивание вермикулитового концентрата Ковдорского месторождения марки КВК-4. Резонансная частота, определенная по спектрам ИКС, составила 2900 см. Обработка проведена в лабораторном индукторе в течение 5 с. Получен вспученный вермикулит с насыпной плотностью 210 кг/м (марка 200). Коэффициент вспучивания изменялся в пределах от 7 до 12.