СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВСПУЧИВАЮЩЕЙ ДОБАВКИ Российский патент 2003 года по МПК C04B14/00 

Описание патента на изобретение RU2218314C2

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве легких заполнителей для бетона, например, керамзитового гравия, аглопорита, керамдора.

Известен способ получения вспучивающей добавки "Керамзин" (авт.свид. СССР 590292, М. кл. С 04 В 21/02, Бюл. 4, 1978 г.) путем смешения дистиллята прямой перегонки нефти фракция 170...400oС (40...55%) с дистиллятом коксования, фракция 170. . .400oС (30...40%) и дистиллятом каталитического крекинга, фракция 170. . . 400oC (3. ..30%). Полученная вспучивающая добавка "Керамзин" содержит органическую часть 99,7%, минеральную часть 0,1% и воду 0,2%.

"Керамзин", полученный по известному способу, представляет собой высокогидрофобную вспучивающую добавку, которая в период высокой влажности глинистого сырья (зимне-весенний, осенне-зимний сезоны) не смешивается с глиной, а насыпная плотность керамзитового гравия повышается с 450 до 550 кг/куб.м.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ получения вспучивающей добавки (патент РФ 2049750, С 04 В 14/12, Бюл. 34 от 10.12.75 г.), на основе донного нефтешлама, содержащего минеральную, органическую части и воду при следующем соотношении, мас.%:
Минеральная часть - 55...65
Органическая часть - 20...25
Вода - Остальное
Нефтешлам сгущают на ленточных фильтр-прессах, затем смешивают с глинистым сырьем в глиномешалке с последующим гранулированием, сушкой и обжигом, в результате которых происходит вспучивание и последующее затвердение смеси.

Недостатком известного способа является то, что полученная вспучивающая добавка обладает высокой гидрофобностью органической (нефтяной) части, которая не смешивается с влажной глиной и в барабанном грануляторе выжимается из глины, что обуславливает высокий расход сгущенного нефтешлама в глину (20... 30%). Кроме того, в зимне-весенний и осенне-зимний сезоны, то есть в период высокой влажности глинистого сырья насыпная плотность керамзитового гравия повышается на 100-200 кг/м3. В процессе смешивания нефтешлама с глиной в производственных помещениях выделяется неприятный гнилостный запах.

Изобретение решает техническую задачу повышения совместимости донного нефтешлама с влажной глиной, упрощения способа, снижения расхода вспучивающей добавки в глину, снижения плотности керамзитового гравия, повышения производительности печи, упрощение технологии применения донного нефтешлама в качестве вспучивающей добавки, устранения гнилостного запаха в производственных помещениях, расширения возможности использования донных нефтешламов различного состава без их сгущения.

Указанная задача решается тем, что в способе приготовления вспучивающей добавки на основе донного нефтешлама, содержащего минеральную, органическую части и воду, донный нефтешлам смешивают с глинистым сырьем в соотношениях, мас.%: (40...90):(10...60) соответственно, с последующей выдержкой на открытом воздухе в течение 3...48 месяцев.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят площадку полигон на пластах вспучивающей глины. Донный нефтешлам с ОАО "Уфимский нефтеперерабатывающий завод" вывозят на полигон и располагают рядами. Завозят глину, раскладывают рядом с нефтешламом. Донный нефтешлам бульдозером смешивают с глиной в различных пропорциях и складируют в бурты, оставляют на определенное время для адсорбции органической части в микропорах глины.

Пример. Для приготовления вспучивающей добавки использовали глинистое сырье следующего состава, мас.%: SiO2 - 64,2; Al2O-3 - 20,84; Fe2O3 - 6,22; FeO - 0,5; СaО - 1,7; MgO - 2,3; R2O - 2,65; органические твердые вещества - 0,61. Для испытаний использованы два вида донных нефтешламов: с малым (1 г) - образец 1 с НПЗ Уфанефтехим и с большим (11 г) - образец 2 с Уфимского НПЗ содержанием нефтепродуктов (таблица 1). Характеристики органической и минеральной части приведены в таблицах 2 и 3.

Основой глин является коллоидный комплекс из различных составляющих в виде аморфного состояния. Для производства керамзита используют высоко-, и средне- и слабовспучивающие глины, которые содержат различное количество структурных элементов группы монтмориллонита [(OH)4Si8Al4O20]H2O сложной структуры. При смешивании глины с нефтешламом группа Н2O со временем заменяется на нефтяные фракции, то есть органическая часть адсорбируется в микропорах глин. Процесс адсорбции длится от 3 до 48 месяцев.

При этом на алюмосиликате происходит низкотемпературное каталитическое расщепление молекул органической части в результате чего образуется водород (Н2) и Fе3+ восстанавливается в Fe2+


В процессе обжига внутри гранул при недостатке кислорода происходит окисление органической части донного нефтешлама в результате чего образуется газ-восстановитель (СО) и Fе3+ восстанавливается в Fе2+ по реакции:


Для ускорения процесса адсорбции глину смешивают заведомо с повышенным количеством донных нефтешламов и по истечении определенного, более короткого времени добавку "глина-донный нефтешлам" вводят в технологический процесс в качестве вспучивающей добавки в глинистое сырье для производства керамзита.

Время адсорбции органической части донного нефтешлама в микропорах глинистого сырья в основном определяется временем восстановления Fе3+ в Fе2+ (таблица 4).

Соотношение Fе2+: Fe3+ возрастает с повышением содержания нефтешлама в глине и времени контакта. Так, для нефтешлама 1 группы оптимальное его количество составляет 90% и время контакта в пределах 3...48 месяцев, при этом соотношение с 0,15 возрастает до 3,3. Для нефтешлама 2 группы оптимальное его количество составляет 40% и время контакта в пределах 3...48 месяцев, а соотношение Fе2+:Fе3+ с 1,66 увеличивается до 3,45.

Лабораторные опытные образцы керамзита приведены на чертеже. Минимальная объемная масса керамзита в "куске" достигнута для глинистого сырья с влажностью 22% при использовании в качестве вспучивающей добавки сгущенного нефтешлама 415 кг/м3, а при предлагаемой вспучивающей добавке - 330 кг/м3, то есть 415-330= 85 кг/м3. При использовании глинистого сырья с влажностью 32% получаемый керамзит с применением сгущенного нефтешлама - 500 кг/м3, а при предлагаемой - 350 кг/м3, то есть 500-350=150 кг/м3. Следовательно, получаемая по предлагаемому способу вспучивающая добавка более эффективна по сравнению с прототипом. Способ значительно проще, так как не требуется стадия сгущения нефтешлама.

Результаты испытаний полученной по предлагаемому способу добавки и по прототипу приведены в таблице 5.

Предлагаемый способ может быть реализован в производстве строительных материалов, в частности, при изготовлении легких заполнителей для бетона, например, керамзитового гравия, аглопорита и т.д.

Похожие патенты RU2218314C2

название год авторы номер документа
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ 1992
  • Позднышев Геннадий Николаевич
  • Эльконюк Алексей Алексеевич
  • Казаков Виктор Алексеевич
  • Черников Анатолий Константинович
RU2049750C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1996
  • Шпербер Р.Е.
  • Шпербер Е.Р.
  • Шпербер Ф.Р.
RU2112758C1
СПОСОБ СКЛАДИРОВАНИЯ ДОННЫХ НЕФТЕШЛАМОВ 2000
  • Гильманов Х.Г.
  • Халилов В.Ш.
  • Рахманов Р.Р.
  • Ибрагимов М.А.
  • Камалов А.К.
  • Ольков П.Л.
  • Нигматуллин И.Р.
RU2173222C1
Способ изготовления керамзита 1982
  • Гильманов Хатмулла Габдуллович
  • Ольков Павел Леонтьевич
  • Пилипчук Александр Николаевич
  • Здоровцева Людмила Григорьевна
  • Панченко Григорий Константинович
  • Рахимов Муртаза Губайдуллович
SU1058931A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1992
  • Но Б.И.
  • Юхно Ю.М.
  • Бутов Г.М.
  • Медников Е.В.
  • Леденев С.М.
RU2031879C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1992
  • Но Б.И.
  • Юхно Ю.М.
  • Бутов Г.М.
  • Медников Е.В.
  • Леденев С.М.
RU2031880C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1995
  • Желтобрюхов В.Ф.
  • Климов С.А.
  • Игнатов Р.Г.
  • Строкатова С.Ф.
  • Москвичев С.М.
  • Леденев С.М.
  • Тужиков О.О.
RU2098374C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1997
  • Строкатова С.Ф.
  • Юркъян О.В.
  • Желтобрюхов В.Ф.
RU2123481C1
Вспучивающая добавка 1977
  • Ольков Павел Леонтьевич
  • Гимаев Рагиб Насретдинович
  • Гильманов Хатмулла Габдуллович
  • Махов Александр Феофанович
  • Гордиенко Семен Семенович
  • Исмагилов Дамиль Шайхович
  • Дагаев Николай Петрович
  • Асфандияров Загит Бикбулатович
  • Глуховцев Олег Всеволодович
SU734164A1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА 2012
  • Митрофанов Николай Георгиевич
  • Кудоманов Максим Валерьевич
  • Панов Иван Валерьевич
  • Румянцев Дмитрий Анатольевич
RU2520593C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 218 314 C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВСПУЧИВАЮЩЕЙ ДОБАВКИ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве легких заполнителей для бетона, например керамзитового гравия, аглопорита, керамдора. Изобретение решает техническую задачу повышения совместимости нефтешлама с влажной глиной, упрощения способа, снижения расхода вспучивающей добавки в глину, снижения насыпной плотности керамзитового гравия. Сущность предлагаемого способа приготовления вспучивающей добавки заключается в том, что донный нефтешлам, содержащий минеральную, органическую части и воду, смешивают с глинистым сырьем в соотношении (40...90):(10...60) соответственно, затем смесь выдерживают на открытом воздухе в течение 3...48 месяцев. 1 ил., 5 табл.

Формула изобретения RU 2 218 314 C2

Способ приготовления вспучивающей добавки на основе донного нефтешлама, содержащего минеральную, органическую части и воду, отличающийся тем, что донный нефтешлам смешивают с глинистым сырьем в соотношениях, маc.%: (40-90):(10-60) соответственно, с последующей выдержкой на открытом воздухе в течение 3-48 месяцев.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2218314C2

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ 1992
  • Позднышев Геннадий Николаевич
  • Эльконюк Алексей Алексеевич
  • Казаков Виктор Алексеевич
  • Черников Анатолий Константинович
RU2049750C1
Вспучивающая добавка -"керамзин" 1976
  • Ольков Павел Леонтьевич
  • Гильманов Хатмулла Габдулович
  • Гимаев Рагиб Насретдинович
  • Якшаров Олег Юрьевич
  • Шаль Бэлла Владимировна
  • Уклейн Елена Дмитриевна
  • Асфандияров Загит Бикбулатович
  • Шерешовец Иван Андреевич
  • Савостин Владислав Алексеевич
  • Радзюкевич Юрий Павлович
SU590292A1
SU 924007 A, 05.05.1982
Сырьевая смесь для изготовления керамзита 1979
  • Хилько Валентина Васильевна
  • Харитон Владимир Яковлевич
  • Копосов Валерий Николаевич
  • Костюк Владимир Иванович
SU874703A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА 1996
  • Шпербер Р.Е.
  • Шпербер Е.Р.
  • Шпербер Ф.Р.
RU2112758C1

RU 2 218 314 C2

Авторы

Гильманов Х.Г.

Халилов В.Ш.

Камалов А.К.

Фатхутдинов З.А.

Уфимцев В.Г.

Нигматуллин И.Р.

Ольков П.Л.

Даты

2003-12-10Публикация

2000-05-16Подача