Повышение активности реагентов путем увеличения концентрации углерода в смеси до 0,4% и дисперсности стекла до 7000 см2/г (рис. 4.12, кривые 4—6 и 6') способствует ускорению процесса вспенивания (повышение Kv с 1—2,9 до 3,8—5), что, очевидно, связано с протеканием реакций (4.15) — (4.16), обеспечивающих повышенный выход газообразных продуктов.

Анализ твердой фазы и газообразных продуктов (табл. 17) указывает также на возможность протекания реакций восстановления сульфата с участием водорода — реакции (4.19), (4.20'), (4.21) и (4.22), образующегося по реакциям водяного газа (4.31), (4.34) и присутствующего в газовой саже [283]. Следовательно, при неполном окислении углерода равного выхода газовой фазы можно достичь при меньших количествах сульфата натрия или другого окисляющего компонента, вступающих в реакцию, что позволяет в случае равенства кинетических параметров сократить время, необходимое для проведения процесса вспенивания.

Исследование влияния окислителей переменной валентности на процесс пенообразования.

Как показано выше, скорость и направление протекания окислительно-восстановительных реакций в силикатном расплаве определяются наличием к моменту начала вспенивания реакционно-способных окислителей и активного углерода. В ряде работ [284—288] в целях повышения концентрации активного кислорода, необходимого для окисления углерода, рекомендуют наряду с поддержанием оптимального (0,25—0,3%) содержания в стекле SО3 дополнительно вводить окислители переменной валентности (АS2Оз, Sb2O3, As2O5, Sb205 и др.), легко отдающие при нагревании кислород, переходя в закисные формы.

Для исследований окислительно-восстановительных процессов в присутствии указанных окислителей были сварены стекла в электрической (с 0,1% SОз) и газовой печах (с 0,21; 0,28; 0,32 и 0,6% SОз) и для сравнения с 0,15% Аs203 и 0,15% SbО3 совместно с 0,3% SОз. Пенообразующие смеси, приготовленные на основе этих стекол (S=6000 см2/г, с=0,2%), вспенивали в нейтральной среде (азот) до получения максимального объема пеностекла (рис. 4.13).

Исследуемые смеси (рис. 4.14) различаются между собой по изменению потерь массы. Следовательно, в одном и том же интервале температур процесс пенообразования протекает различным образом. В зависимости от температуры процессы, сопровождающиеся выделением газов, протекают с различной интенсивностью. Если в стекле, содержащем SО3, газовыделение невелико, но с повышением температуры оно быстро возрастает (рис. 4.14, кривая 3), то в смеси с Аs2О3 (рис. 4.14, кривая 1) активное газовыделение наблюдается и при более низкой температуре.

Промежуточное положение занимает смесь, содержащая Sb203 (рис. 4.14, кривая 2), у которой с повышением температуры количество газов вначале возрастает, а затем стабилизируется. Таким образом, пенообразующие смеси с добавками мышьяка и сурьмы имеют более активное газовыделение даже при сравнительно низкой температуре вспенивания (840—870 °С).

Изменение потерь массы исследуемых смесей имеет аналогичный характер: наибольшее газовыделение наблюдается у смеси (рис. 4.14, кривая 1), наименьшее — у сульфатсодержащей (рис. 4.14, кривая 3).

Объем пеностекла

С увеличением продолжительности вспенивания количество выделяющихся газов линейно возрастает.

Полученные образцы пеностекла характеризуются достаточно равномерной структурой, однако имеют различные по величине ячеек (табл. 18). Наиболее мелкие ячейки формируются в пеностекле, полученном из смеси, содержащей 0,15% Аs2О3 и 0,3% SО3; наиболее крупные — у образцов из сульфат содержащей смеси.

Кинетика потерь массы в смесях на основе стекол, содержащих соединения сурьмы

СТРАНИЦЫ: