СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО КАОЛИНИТА Российский патент 2024 года по МПК C09C1/42 C04B14/10 C04B18/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологии материалов и, в частности, к способу получения активированного каолинита.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Каолинит является очень важным неметаллическим минеральным ресурсом, а его сырая руда в основном используется в производстве строительной керамики или санитарной керамики. Продуктом глубокой обработки каолинита является метакаолин, который имеет более высокую ценность для применения в областях производства бумаги, полимеров, каучука, функциональных материалов и других областях. Тем не менее, обжиг строительной керамики или санитарной керамики предъявляет жесткие требования к содержанию железа в каолинитовом материале. Слишком большое содержание железа приводит к низкой температуре и большому количеству жидкой фазы в процессе обжига, высокому содержанию стекла и различному цвету готового продукта, при это качество керамики будет значительно снижено. Метакаолин с высоким содержанием железа будет влиять на цвет или функциональность (такую как изоляционные свойства) последующих продуктов. Более того, поскольку каолинит обычно связан с железосодержащими глинистыми минералами, пиритом и гематитом, очистка каолинита или метакаолина и отделение железосодержащих минералов являются дорогостоящими и сложными операциями обработки, что приводит к образованию и накоплению большого количества каолинитовых хвостов.

[0003] Цементная промышленность является крупным потребителем ресурсов и энергии, и в результате ее производственной деятельности выделяется большое количество CO₂. Статистические данные показывают, что выбросы CO₂ в цементной промышленности Китая составляют около 12% от общего объема выбросов углерода во всем обществе. Выбросы CO₂ в основном происходят в результате разложения известняка и сжигания угля в процессе обжига цементного клинкера, поэтому замена цементного клинкера промышленными твердыми отходами или низкоуглеродными материалами с низким потреблением угля в большом количестве является наиболее прямым и эффективным средством для успешного достижения целей по снижению выбросов углерода и углеродной нейтральности в цементной промышленности. В настоящее время, хотя технология получения цемента путем замены цементного клинкера промышленными твердыми отходами уже разработана, дальнейшее увеличение количества промышленных твердых отходов, заменяющих цементный клинкер, все еще ограничено физическими и химическими свойствами самих промышленных твердых отходов, а промышленные твердые отходы, которые в большом количестве могут заменить цементный клинкер, производятся в небольших количествах и распределяются по регионам. Поэтому некоторые зарубежные исследователи предложили решение, согласно которому смесь, которая может заменить цементный клинкер в большом количестве, может быть получена из активированных каолинитовых хвостов или низкосортной каолинитовой глины, которая имеется в больших количествах и широко распространена. Поскольку температура активации каолинита намного ниже температуры обжига цементного клинкера, а содержание карбоната в каолините чрезвычайно низкое, выброс углерода в процессе получения активированного каолинита или каолинитовой глины значительно снижается по сравнению с цементным клинкером. Соответственно также разработан способ получения известково-кальцинированного глинистого компаундированного цемента на основе активированного каолинита или каолинитовой глины. Содержание цементного клинкера в этом цементе составляет всего 50%, при этом количество используемого активированного каолинита или каолинитовой глины составляет около 30%. Свойства компаундированного цемента достигают или превышают свойства цементного клинкера, и по сравнению с эмиссией углерода обычного портландцемента P.I той же марки эмиссия углерода компаундированного цемента снижена больше чем на 40%. Однако из-за высокого содержания железа в каолинитовых хвостах или низкосортной каолинитовой глине активированный каолинит или каолинитовая глина, полученные в традиционном процессе активации, обычно имеют кирпично-красный цвет, и цвет компаундированного цемента, полученного путем замены цементного клинкера таким активированным каолинитом или каолинитовой глиной в большом количестве, также является темно-красным. Кроме того, поскольку строение минерала в активированном каолините или каолинитовой глине сохраняет слоистую структуру каолинитового или глинистого минерала, водопоглощение является слишком высоким, компаундированный цемент, полученный путем замены цементного клинкера активированным каолинитом или каолинитовой глиной в большом количестве, имеет плохую удобообрабатываемость, а коэффициент текучести цементного раствора является низким.

[0004] Из-за упомянутых выше проблем компаундированный цемент, полученный путем замены цементного клинкера активированным каолинитом или каолинитовой глиной в большом количестве, проявляет значительное изменение цвета и имеет значительное снижение удобообрабатываемости, поэтому такой компаундированный цемент с нежеланием воспринимается пользователями. Кроме того, поскольку каолинитовые хвосты или низкосортная каолинитовая глина почти не имеют теплотворной способности, процесс их активации в основном зависит от внешнего топлива для нагрева, что также приводит к высокому расходу минерального топлива в процессе активации таких материалов.

[0005] В связи с этим имеется потребность в разработке активированного каолинита с хорошей удобообрабатываемостью и способа его получения для осуществления утилизации хвостов отходов в качестве ресурса, уменьшения выброса CO₂ и других загрязняющих газов в производственном процессе в цементной промышленности и снижения потребления энергии.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Ввиду технических проблем, существующих в уровне техники, задачей настоящего изобретения является создание способа получения активированного каолинита. Согласно настоящему изобретению при условии, что не используется процесс отделения и экстракции железосодержащих компонентов и не снижается активность активированного каолинита, большую часть тепла для активации подают путем введения графитовых хвостов и угольного шлама, имеющих теплотворную способность, в виде неметаллических рудных отходов, содержание слоистых продуктов с высоким водопоглощением регулируют с помощью золы сгоревших графитовых хвостов, а валентное состояние ионов железа изменяют с помощью процесса восстановления для регулировки цвета продукта.

[0007] Задача настоящего изобретения достигнута следующим техническим решением:

[0008] Способ получения активированного каолинита включает следующие этапы:

[0009] (1) Измельченное сырье, включая каолинитовые хвосты, графитовые хвосты и угольный шлам, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают с получением сырьевой смеси;

[0010] (2) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0011] (3) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C±50°C, а время пребывания материала составляет от 40 до 80 минут;

[0012] (4) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, при этом материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом с получением таким образом активированного каолинита.

[0013] В настоящем изобретении используется способ восстановления путем термического отпаривания для превращения активированного каолинита из обычного красного в серовато-черный, что значительно увеличивает приемлемость активированного каолинита пользователями. В высокотемпературной среде с достаточным количеством кислорода железосодержащий минерал разлагается или сжигается с получением красного гематита с высоким валентным состоянием (Fe₂O₃). При использовании способа согласно настоящему изобретению это материал транспортируют в секцию восстановления туннельной печи через секцию разложения, секцию восстановления герметично закрывают и распыляют в ней водяной туман. В результате, во-первых, вода преобразуется в водяной пар при высокой температуре, так что секция восстановления находится в состоянии положительного давления, чтобы предотвратить проникновение кислорода снаружи, и, таким образом, секция восстановления находится в состоянии дефицита кислорода; а, во-вторых, водяной пар реагирует с несгоревшим углеродом при высокой температуре: C+H₂O = CO+H₂, поэтому секция восстановления имеет восстановительную атмосферу. В секции восстановления происходят следующие реакции восстановления:

[0014] 3Fe₂O₃+C = 2Fe₃O₄+CO

[0015] Fe₃O₄+C = 3FeO+CO

[0016] 3Fe₂O₃+CO = 2Fe₃O₄+CO₂

[0017] Fe₃O₄+CO = 3FeO+CO

[0018] 3Fe₂O₃+H₂ = 2Fe₃O₄+H₂O

[0019] Fe₃O₄+H₂ = 3FeO+H₂O

[0020] Как видно, после процесса термического отпаривания вся восстановительная секция имеет слабую восстановительную атмосферу, а красный Fe₂O₃ в активированном каолините преобразуется в черный Fe₃O₄ и темно-зеленый FeO минералы (металлическое железо вряд ли может быть восстановлено в условиях слабого восстановления при низкой температуре), так что активированный каолинит имеет серовато-черный цвет, который отличается от цвета обычного активированного каолинита. Изменение цвета значительно увеличивает приемлемость активированного каолинита пользователями.

[0021] Кроме того, размер частиц сырья составляет <5 мм.

[0022] Кроме того, сырьевая смесь содержит от 60% до 80% каолинитовых хвостов, от 15% до 30% графитовых хвостов и от 5% до 10% угольного шлама.

[0023] Кроме того, каолинитовые хвосты представляют собой отходы добычи и обогащения рудника керамического материала.

[0024] В каолинитовых хвостах массовое процентное содержание каолинита составляет ≥75%, массовое процентное содержание гематита составляет ≥5% и массовое процентное содержание кварца составляет ≤10%.

[0025] Кроме того, потери при прокаливании каолинитовых хвостов составляют от 10% до 12%.

[0026] Каолинитовый минерал в каолинитовых хвостах термически обезвоживают и разлагают с получением аморфного диоксида кремния и оксида алюминия: Al₂Si₂O₅(OH)₄ (каолинит) = Al₂O₃+2SiO₂+2H₂O_↑, осуществляя активацию дегидроксилирования, что является причиной высокой пуццолановой активности активированного каолинита. Однако активированный продукт все еще сохраняет слоистую структуру каолинитового минерала, что приводит к проблемам высокого водопоглощения и плохой удобообрабатываемости готового цемента. Согласно настоящему изобретению, содержание слоистого минерала разбавляют путем введения высококремниевых графитовых хвостов, а диоксид кремния в графитовых хвостах имеет тенденцию становиться аморфным при высокой температуре, поэтому проблема водопоглощения активированного каолинита решается при условии, что активность активированного каолинита не уменьшается.

[0027] Кроме того, графитовые хвосты являются отходами добычи и обогащения графитового рудника; и

[0028] кроме того, в графитовых хвостах массовое процентное содержание кварца составляет ≥70%, а массовое процентное содержание остаточного графита составляет от 3% до 5%.

[0029] Кроме того, потери при прокаливании графитовых хвостов составляют от 8% до 10%, а теплотворная способность составляет от 1,0 до 1,6 МДж/кг.

[0030] Кроме того, угольный шлам представляет собой отходы мокрого обогащения угля; и

[0031] кроме того, в угольном шламе содержание воды составляет ≤ 12%, содержание золы составляет ≥55%, а теплотворная способность составляет от 3,0 до 6,0 МДж/кг.

[0032] В сушильной секции туннельной печи согласно настоящему изобретению тепло поступает от горячего воздуха, отбираемого из секции разложения туннельной печи, и горячего воздуха, отбираемого в процессе охлаждения материала; при этом горячий воздух, отбираемый из секции разложения туннельной печи, может быть рециркулирован.

[0033] Другой важной задачей настоящего изобретения является создание материала для бетона, который содержит активированный каолинит, полученный путем применения упомянутого выше способа получения. Например, активированный каолинит согласно настоящему изобретению может быть смешан с цементным клинкером, гипсом и другими строительными материалами и измельчен вместе для получения различных портландцементов общего назначения различных марок или может быть измельчен отдельно для получения минеральной добавки для бетона.

[0034] Настоящее изобретение имеет следующие обеспечивающие преимущество эффекты:

[0035] (1) Все сырье, используемое в настоящем изобретении, т.е. каолинитовые хвосты, графитовые хвосты и угольный шлам, представляет собой отходы добычи и обогащения неметаллических руд, и для каолинитовых хвостов, графитовых хвостов и угольного шлама, которые трудно утилизовать, предусмотрены приемлемые модифицированные методика и средства, и ожидается, что это значительно увеличит ценность и коэффициент комплексной утилизации неметаллических рудных хвостов; и, кроме того, как содержание карбоната в материале, так и содержание CO₂, образующегося в результате разложения карбоната в процессе активации, являются чрезвычайно низкими, что соответствует концепции экологичности и низкоуглеродистости.

[0036] (2) В настоящем изобретении в полной мере используется остаточная теплотворная способность графитовых хвостов и угольного шлама, что значительно снижает потребность во внешнем топливе и решает проблему комплексного использования графитовых хвостов и угольного шлама. Более того, поскольку зола сгоревших графитовых хвостов является кремнистой, а зола угольного шлама - соляной, подобной кальцинированной глине, оба сгоревших продукта не оказывают негативного влияния на активированный продукт каолинитовых хвостов.

[0037] (3) Настоящее изобретение решает проблему высокого водопоглощения активированного каолинита при условии, что активность активированного каолинита не уменьшается, так что водопоглощение уменьшается, в то время как активность активированного каолинита не уменьшается, а цвет превращается в серовато-черный, более приемлемый в области строительных материалов, что еще больше увеличивает ценность применения и использования активированного каолинита в области строительных материалов, таких как цемент; так что, имеющий серовато-черный внешний вид, высокую активность и хорошую текучесть полученный активированный каолинит может заменить цементный клинкер в большом количестве при производстве цемента или может быть непосредственно получен в виде минеральной добавки для бетона.

[0038] (4) Потребность во внешнем топливе в процессе переработки активированного каолинита согласно настоящему изобретению невелика, выброс CO₂ во время активации чрезвычайно низок, активированный каолинит может быть использован для замены цементного клинкера в большом количестве без изменения цементной текстуры и снижения свойств цемента, и, следовательно, эта экологичная и низкоуглеродная технология является подходящей для цементной промышленности.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0039] Далее настоящее изобретение будет подробно проиллюстрировано со ссылкой на следующие конкретные примеры. Если не указано иное, сырьевые материалы и оборудование, используемые в настоящем изобретении, являются обычными материалами и оборудованием в данной области техники.

[0040] Пример 1

[0041] (1) Все сырье предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм соответственно;

[0042] (2) Измельченные материалы, в том числе 60% каолинитовых хвостов, 30% графитовых хвостов и 10% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0043] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0044] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0045] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0046] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°C, таким образом, получают активированный каолинит.

[0047] Пример 2

[0048] (1) Все сырье предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм соответственно;

[0049] (2) Измельченные материалы, в том числе 65% каолинитовых хвостов, 28% графитовых хвостов и 7% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0050] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0051] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0052] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0053] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°С, таким образом, получают активированный каолинит.

[0054] Пример 3

[0055] (1) Все сырье соответственно предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм;

[0056] (2) Измельченные материалы, включая 70% каолинитовых хвостов, 25% графитовых хвостов и 5% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0057] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0058] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0059] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0060] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°C, таким образом, получают активированный каолинит.

[0061] Пример 4

[0062] (1) Все сырье предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм соответственно;

[0063] (2) Измельченные материалы, включая 70% каолинитовых хвостов, 20% графитовых хвостов и 10% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0064] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0065] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0066] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0067] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°C, таким образом, получают активированный каолинит.

[0068] Пример 5

[0069] (1) Все сырье предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм соответственно;

[0070] (2) Измельченные материалы, включая 75% каолинитовых хвостов, 18% графитовых хвостов и 7% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0071] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0072] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0073] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0074] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°C, таким образом, получают активированный каолинит.

[0075] Пример 6

[0076] (1) Все сырье предварительно измельчают до размера частиц меньше чем 5 мм соответственно;

[0077] (2) Измельченные материалы, включая 80% каолинитовых хвостов, 15% графитовых хвостов и 5% угольного шлама, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают для приготовления сырьевой смеси;

[0078] (3) Сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

[0079] (4) Распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750°C± 50°C, а время пребывания материала составляет 60 минут;

[0080] (5) Транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, и в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, в течение 60 минут;

[0081] (6) Материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, быстро охлаждается воздухом до температуры ниже 100°C, таким образом, получают активированный каолинит.

[0082] В таблице 1 показаны соотношения компонентов сырьевой смеси в примерах 1-6. Чтобы проиллюстрировать обеспечивающие преимущество эффекты настоящего изобретения, сырье в сравнительных примерах 1-6 пропорционально распределено в соответствии с соотношениями сырьевой смеси в примерах 1-6, но активированные материалы в секции разложения туннельной печи не поступают в секцию восстановления туннельной печи, а материалы, выходящие из секции разложения туннельной печи, непосредственно и быстро охлаждаются на воздухе до температуры ниже 100°C, т.е. они были непосредственно охлаждены на воздухе без поступления в секцию восстановления.

[0083]

Таблица 1 Пример Способ активации Состав реальной смеси в процентах по массе (%) Каолинитовые хвосты Графитовые хвосты Угольный шлам Пример 1 способ согласно настоящему изобретению 60 30 10

Пример 2 способ согласно настоящему изобретению 65 28 7 Пример 3 способ согласно настоящему изобретению 70 25 5 Пример 4 способ согласно настоящему изобретению 70 20 10 Пример 5 способ согласно настоящему изобретению 75 18 7 Пример 6 способ согласно настоящему изобретению 80 15 5 Сравнительный пример 1 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 60 30 10 Сравнительный пример 2 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 65 28 7 Сравнительный пример 3 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 70 25 5 Сравнительный пример 4 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 70 20 10 Сравнительный пример 5 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 75 18 7 Сравнительный пример 6 непосредственное охлаждение на воздухе без ввода в секцию восстановления 80 15 5

[0084] Активированные каолиниты, полученные согласно способам примеров 1-6 и сравнительных примеров 1-6, измельчали в порошки с размером частиц 45 мкм и 8% или меньше остатка на сите соответственно и наблюдали видимые цвета порошков. Коэффициенты прочности на сжатие цементных растворов, изготовленных из активированных каолинитов, после 28-суточного твердения были испытаны в соответствии с национальным стандартом Китая GB/T 2847 «Pozzolanic Materials Used for Cement Production», а коэффициенты текучести цементных растворов, изготовленных из активированных каолинитов, были испытаны в соответствии с промышленным стандартом Китая JG/T 486 «Compound Mineral Admixtures for Concrete». Результаты испытаний показаны в таблице 2.

[0085]

Таблица 2 Пример испытания Видимый цвет Коэффициент текучести цементного раствора/% Коэффициент прочности цементного раствора на сжатие после 28-суточного твердения Пример 1 серовато-черный 101 93 Пример 2 серовато-черный 99 95 Пример 3 серовато-черный 99 98 Пример 4 серовато-черный 98 98 Пример 5 серовато-черный 98 100 Пример 6 серовато-черный 96 105

Сравнительный пример 1 светло-красный 95 89 Сравнительный пример 2 светло-красный 94 89 Сравнительный пример 3 коричневый 92 93 Сравнительный пример 4 коричневый 92 92 Сравнительный пример 5 красный 90 94 Сравнительный пример 6 красный 88 95

[0086] Как может быть видно из приведенных выше данных, все видимые цвета активированных каолинитов, полученных в соответствии с примерами настоящего изобретения, являются серовато-черными, коэффициенты текучести цементных растворов составляют больше 95%, а коэффициенты прочности на сжатие цементных растворов после 28-суточного твердения составляют больше 90%. Однако активированные каолиниты, полученные согласно сравнительным примерам, не были восстановлены путем термического отпаривания в секции восстановления, поэтому цвет их внешнего вида изменился от светло-красного на коричневый, а затем на красный. Кроме того, как коэффициенты текучести, так и коэффициенты прочности на сжатие цементных растворов после 28-суточного твердения, изготовленных из активированных каолинитов, полученных в сравнительных примерах, по сравнению с таковыми в примерах с таким же соотношением, значительно уменьшены.

[0087] Хотя настоящее изобретение описано выше со ссылкой на иллюстративные примеры, специалистам в данной области техники следует понимать, что в иллюстративные примеры настоящего изобретения могут быть внесены различные модификации и изменения без отступления от принципа и объема охраны, определенных формулой изобретения.

Изобретение может быть использовано при получении минеральной добавки для бетона. Способ получения активированного каолинита включает смешивание исходного сырья с получением сырьевой смеси, сушку сырьевой смеси в сушильной секции многосекционной туннельной печи. После сушки сырьевую смесь транспортируют в секцию разложения туннельной печи, при этом температура в секции разложения составляет 750±50°С, а время пребывания 40-80 минут. Затем транспортируют материал в секцию восстановления туннельной печи, герметично закрывают и распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар. Материал, транспортируемый из секции восстановления, охлаждают воздухом с получением активированного каолинита. Сырьевая смесь содержит каолинитовые хвосты, графитовые хвосты и угольный шлам. Содержание каолинита в каолинитовых хвостах составляет ≥75 мас.%. Предложен также материал для бетона. Изобретение позволяет увеличить активность активированного каолинита, улучшить его внешний вид, а также увеличить коэффициент текучести цементного раствора, включающего указанный активированный каолинит. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

1. Способ получения активированного каолинита, характеризующийся тем, что включает следующие этапы:

(1) измельченное сырье, включая каолинитовые хвосты, графитовые хвосты и угольный шлам, берут в процентах по массе соответственно и однородно смешивают с получением сырьевой смеси;

(2) сырьевую смесь равномерно размещают на распределительной ленте с образованием слоя сырьевой смеси, который транспортируют в многосекционную туннельную печь и подогревают для сушки в сушильной секции туннельной печи;

(3) распределительную ленту транспортируют из сушильной секции туннельной печи в секцию разложения туннельной печи, при этом поддерживают температуру в секции разложения на уровне 750±50°С, а время пребывания материала составляет от 40 до 80 минут;

(4) транспортируют распределительную ленту из секции разложения туннельной печи в секцию восстановления туннельной печи, секцию восстановления герметично закрывают, в секции восстановления распыляют водяной туман, так что высокотемпературный материал подвергается термическому отпариванию в восстановительной атмосфере, содержащей насыщенный пар, при этом материал, транспортируемый из секции восстановления туннельной печи, охлаждается воздухом с получением таким образом активированного каолинита, при этом

сырьевая смесь содержит от 60 до 80% каолинитовых хвостов, от 15 до 30% графитовых хвостов и от 5 до 10% угольного шлама, и

в каолинитовых хвостах массовое процентное содержание каолинита составляет ≥75%, массовое процентное содержание гематита составляет ≥5% и массовое процентное содержание кварца составляет ≤10%.

2. Способ получения активированного каолинита по п. 1, отличающийся тем, что размеры частиц сырья составляют меньше чем 5 мм.

3. Способ получения активированного каолинита по п. 1, отличающийся тем, что каолинитовые хвосты представляют собой отходы добычи и обогащения рудника керамического материала.

4. Способ получения активированного каолинита по п. 3, отличающийся тем, что потери при прокаливании каолинитовых хвостов составляют от 10 до 12%.

5. Способ получения активированного каолинита по п. 1, отличающийся тем, что графитовые хвосты представляют собой отходы добычи и обогащения графитового рудника; и,

кроме того, в графитовых хвостах массовое процентное содержание кварца составляет ≥70%, а массовое процентное содержание остаточного графита составляет от 3 до 5%.

6. Способ получения активированного каолинита по п. 1, отличающийся тем, что потери при прокаливании графитовых хвостов составляют от 8 до 10%, а теплотворная способность составляет от 1,0 до 1,6 МДж/кг.

7. Способ получения активированного каолинита по п. 1, отличающийся тем, что угольный шлам представляет собой отходы мокрого обогащения угля; и,

кроме того, в угольном шламе содержание воды составляет ≤12%, содержание золы составляет ≥55%, а теплотворная способность составляет от 3,0 до 6,0 МДж/кг.

8. Материал для бетона, характеризующийся тем, что содержит активированный каолинит, полученный способом получения по любому из пп. 1-7.