СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА Российский патент 1997 года по МПК C04B20/10 C04B18/04 C04B111/20 

Изобретение относится к области использования промышленных отходов, содержащих ионы тяжелых металлов, в частности, осадков станций аэрации, работающих на принципах биологической очистки сточных вод, в качестве компонента заполнителей для производства бетона.

Известно использование промышленных отходов в качестве заполнителей для производства бетонов, включающее измельчение промышленных отходов, в частности отходов угольной промышленности, предварительную термообработку гранул при температуре 80-100^oС и последующий обжиг с опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом [1]
Недостатком известного способа являются большие удельные затраты топлива на обжиг и термообработку и невозможность использования для применения промышленных отходов, содержащих соединения тяжелых металлов, в связи с недостаточной надежностью покрытия гранул.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является способ получения гранулированного заполнителя из водных промышленных отходов, содержащих ионы тяжелых металлов [2]
Этот способ включает смешивание промотходов, содержащих воду и ионы тяжелых металлов с молотой известью, гранулирование полученной смеси и отверждение гранул.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа и обладает количественным и качественным отличием от заявляемого технического решения.

Задачей предполагаемого изобретения является снижение себестоимости получаемого готового продукта и его материалоемкости.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения заполнителя для бетона на основе отхода очистки промышленных сточных вод, последний используют в виде осадка станции аэрации биологической очистки сточных вод промышленных городов, который смешивают с молотой известью с дополнительным введением сухой золы ТЭС и гипса при массовом соотношении компонентов смеси соответственно 0,5: 0,15:0,30:0,05, а после гранулирования формируют на поверхности гранул защитную оболочку путем смачивания поверхности гранул жидким стеклом и опудривания или окатывания их сухой пылевидной смесью извести, гипса, минерального дисперсного наполнителя при их массовом соотношении, соответственно 0,35:0,10:0,55, причем, при формовании защитной оболочки массовое соотношение сухой пылевидной смеси и жидкого стекла составляет 0,95-0,98:0,02-0,05, а в качестве минерального дисперсного наполнителя используют тонкодисперсный алюмокремнеземистый компонент, а именно топливную золу ТЭЦ и ГРЭС или суглинок. При этом отверждение гранул осуществляется при нагревании до температуры не более 90^oС в течение 1 часа, а толщина защитной оболочки составляет 3-5 мин при использовании осадка с влагосодержанием не выше 85-90 мас.

Способ получения заполнителя для бетона из промышленных отходов, содержащих ионы тяжелых металлов, преимущественно осадков станции аэрации осуществляется следующим образом.

Отход очистки промышленных сточных вод в виде осадка станции аэрации с влагосодержанием 85-90 мас. смешивают с молотой известью, содержащей активных СаО+MgO не менее 70% "пережога" не более 2% скорость гашения от 5 до 15 мин, дисперсность извести, определенная по прибору ПСХ, должна быть от 5000 до 6000 см²/г, дополнительно в смесь вводят сухую золу ТЭС дисперсностью не менее 2000 см²/г и гипс с маркой не менее 100 с дисперсностью не менее 3500 см²/г. Соотношение компонентов смеси составляет соответственно 0,5:0,15: 0,30: 0,05. Смешивание производится в смесителе принудительного действия в течение 3-5 минут.

Полученная смесь поступает для переработки в гранулы на стандартный тарельчатый гранулятор, где формируются гранулы, поверхность которых смачивают жидким стеклом в закрытом вращающемся барабане, а затем опудриваются окатыванием на тарельчатом или барабанном грануляторе сухой смесью извести, гипса и минерального алюмокремнеземистого дисперсного наполнителя (зола ТЭЦ, ГРЭС, суглинок и т. д. ) с характеристиками, указанными выше, при их соотношении 0,35:0,10:0,55.

После чего производится отверждение гранул, в традиционных пропарочных камерах при температуре не менее 90^oC в течение 1 часа.

Таким образом, соединения тяжелых металлов в реакцию с известью, гипсом и золой и образуют нерастворимые соединения и окатываются в оболочке капсулы, что препятствует проникновению воздуха и воды, сама капсула также будет находиться в бетоне, что предполагает дополнительную защиту. Все это позволяет снизить затраты (себестоимость) и материалоемкость на изготовление заполнителя и одновременно использовать в качестве основного компонента заполнителя промотходы, содержащие ионы тяжелых металлов, уничтожение которых помимо экологической опасности является дорогостоящим предприятием.

Использование: применение промышленных отходов в качестве заполнителя для производства бетона. Сущность: в способе получения заполнителя для производства бетона из осадков станций аэрации от биологической очистки сточных вод промышленных городов, включающем гранулирование осадков и нанесение изолирующего покрытия на гранулы, в качестве промышленных отходов используют экологически опасный осадок станции аэрации промышленных городов, содержащий соединения тяжелых металлов типа меди, цинка, свинца, кадмия, хрома, ртути, сурьмы, перед гранулированием осадок смешивают с сухой золой ТЭЦ, молотой известью и гипсом в пропорции 0,50:0,30:0,15:0,05, гранулирование производят из смеси осадка с сухой золой ТЭЦ, молотой известью и гипсом, покрытие гранул осуществляют путем нанесения на них жидкого стекла с последующим опудриванием или окатыванием смесью извести, гипса и минерального дисперсного наполнителя при их массовом соотношении 0,35:0,10:0,55 и отверждают. 6 з.п. ф-лы.

1 1. Способ получения заполнителя для бетона на основе отхода очистки промышленных сточных вод, содержащего ионы тяжелых металлов, включающий смешивания отхода очистки промышленных сточных вод с молотой известью, гранулирование полученной смеси и отверждение гранул, отличающийся тем, что отход очистки промышленных сточных вод используют в виде осадка станции аэрации биологической очистки сточных вод промышленных городов, при смешивании отхода с молотой известью дополнительно вводят сухую золу ТЭС и гипс при массовом соотношении компонентов смеси соответственно 0,5 0,15 0,30 0,05, а после гранулирования формируют на поверхности гранул защитную оболочку путем смачивания поверхности гранул жидким стеклом и опудривания или окатывания их сухой пылевидной смесью извести, гипса и минерального дисперсного наполнителя при их массовом соотношении соответственно 0,35 0,10 0,55.2 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании защитной оболочки массовое соотношение сухой пылевидной смеси и жидкого стекла составляет 0,95 0,98 0,02 0,05.2 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве минерального дисперсного наполнителя используют тонкодисперсный алюмокремнеземистый компонент. 2 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что в качестве минерального дисперсного наполнителя используют топливную золу ТЭЦ и ГРЭС или суглинок.2 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что отверждение гранул осуществляют при нагревании до температуры не более 90<198>С в течение 1 ч.2 6. Способ по пп.1 5, отличающийся тем, что толщина защитной оболочки составляет 3 5 мм.2 7. Способ по пп.1 6, отличающийся тем, что осадок используют с влагосодержанием не выше 85 90 мас.