Способ изготовления легкого заполнителя Советский патент 1984 года по МПК C04B31/20 C04B31/44 

ф

05

со Ф

Изобретение-относится к строительным материалам, а именно к произвол ству искусственных пористых заполнителей для бетона .(керамзит, шунгизит, аглопоритовый гравий), при котором сирцовые гранулы полуфабри- 5 ката опудривают тугоплавкими или огнеупорными порошками после гранулирования или в обжиговой печи.

Известен способ изготовления легкого заполнителя, например керамзи- Ю та, в котором, с целью повышения прочности и огнеупорности заполнителя, глинистые гранулы опУдривают порошком шлаков втсчзичиого переплава алкшиниевых сплавов и обжигают ill5

Однако ограниченное распространение глиноземных заводов по производству чистого алюминия не позволяет пдароко использовать свежие отвальные шпаки алюминиевых сплавов в ка- JQ честве поредака для опудривания сырцовых гранул, в связи с чем отсутствует их широкое промышленное использование. В ТОже время применение лежалых ишаков не эффективно, так 25 как они теряют свою активность на .воздухе. Кроме того, проведение обжига сырцовых гранул керамзита, опуд- . ренных порошком шлаков вторичного переплава алюминиевых сплавов, при 1250-1270 С до вспучивания ведет к 30 увеличению рвсхода топлива, что способствует дополнительному повышению себестоимости легкого заполнителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 35 Mcwy эффекту является способ изготовления легкого заполнителя, в котором сырцовые гранулы покрывают огнеупорным алшмосодер а1 в4м порсхаксм- бокситами в количестве 3-5% (от мае- 40 сы сырцовых гранул 2. .

Однако известный способ изготовления легкого заполнителя характеризуется недостаточным вспучиванием глиномассы в связи с тем, что в дг процессе обжига гидраты окиси алюминия в виде гидраргиллита и бемита, входящие в состав бокситов, модифицируются при 900-1200 С в cf. Af (корунд), тугоплавкие частицы которого не успевают полностью прореагировать с жидкой фазой за короткое время вспучивания.

Цель изобретения - снижение насыпной плотности, повышение коэффициента конструктивного качества и расширение интервала вспучивания.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления легкого заполнителя из гранулирован- 60 ного сдабовспучиваюшегося сырья путем обработки поверхности сырцовых гранул тугоплавким алюмосодержа«им материалом, поверхность сырцовых гранул обрабатывают тонксяиоло- 5

тыми аллитами или сиаллитами, или их смесью.

Тугоплавкий алюмосодержащий материал (аллиты и сиаллитыЛ с повышеннным количеством йселезосодержащих окислов Редрз + ГеО . 10% достаточной, огнеупорностью (ISOO-ieOO C) и высокой дисперсностью после измельчения ( удельная поверхность 60009000 .) позволяет более равномерно и качественно покрыть сырцовую гранулу и; интенсифицировать процесс обогащения поверхностных слоев керамзитовой гранулы оксидами кремнезема, глинозема, железа, упрочняющими их. дасперсность и тугоплавкость опудривателя обеспечивают . более активное поверхностное растворение включений кварца, содержаищхся в глинистом сырье, жидкой фазой, обогащенной железистыми составляющими из данного порсшка. Это способствует повышению верхнего предела, температуры оплавления поверхности гранулы до 1220-1230.с, расширению интервала вспучивания.

Кроме того, в поверхностном слое при обжиге .возникают, высокотемпературные мелкокристаллические новообразования., такие .как гематит, шпинель, муллит,полевой шпат, харак-. т.еризунедиеся повышенной прочностью ьй кротвердостью- и жаростойкостью, j Весь технологический процесс изготовления легкого заполнителя происходит следующим образом.

В ходе до&лчи алюмосодержащие горные породы (аллиты или сиаллиты,, или их смеси) Северо-Онежского бокситового рудника (/Vpxaигeльcкoй облподвергают первичному дроблению, подсушке до остаточной влажности 3-4% и тонкому измельчению до полного просева через сито 0,2Ь мм,характеризуемого удельной поверхностью 6000-9000 CMVr.

Поверхность сформованных известными способами сырцовых гранул из слабовспучивающегося сирья обрабатывают Полученным порошком или органо-минеральной суспензией .тонкомолотых аллитов или сиаллитов, или их смеси в количестве .3-4% от массы гранул. Нанесение на поверхность сырцовых гранул порошка осуществляют обычным способом до обжига: в барабанном грануляторе или в сушильном бараване.

При о бработке поверхности сырцовых, гранул органо-минеральной .суспенэией порошков аллитов или сиаллитов , или их смеси суспензию приготавливают следующим образом.

Измельченные аллиты, или сиаллиты, или их смесь перемешивают в смесителе с легкоподвкжной органической жидкостью - раствором отходов целлюлозной промьяияенности, )например активного ила или сульфитно-дро жевой бражки плотностью 1,03-1,1 г/ где они тщательно усредняются. Полученную суспензию подают в гранулятор, в который поступают сырцовые гранулы после пресса и наносят на поверхность образцов. В cjijcjiae использований дробленных шунгитсодержащих сланцев как слабовспучивающегося сырья при производстве пористого заполнителяповерхность кусков смачивают органо минеральной суспензией на лотковом питателе, подающем сланец из расход ного бункера в загрузочную трубу вращающейся печи. покрытие поверхности сырцовых гранул тугопла ким алюмосодерлгащим материалом в момент приобретения гранулами пирбпластического состояния при обжиге во вращающейся печи с модернизирова ной зоной в.спучивания, оборудован-: ной черпачковым устройством для подачи порошка в печь. В зоне вспучивания огнеупорный материал препятствует слипанию гранул между собой, способствуя повышению температуры обядага на 20-30 С. В результате получается,пористый заполнитель с меньшей объемной массой, повышается производительность печей, - Пример. Сырцовые гранулы .. {# 14 мм формуют на лабораторном пре се из глинистого сырья месторождений Казарма {г. Котлас) с добавкой 1% опилок, а также Бельгоп г.Ухта Коми АССР) с вводом в нее .1,5% солярового масла Сот масол смеси) . После этого поверхность гранул рбрабатывают тонкомолотыми аллитами или сиаллитами или их смесью в количестве 3-4% (от массы гранул). ., Другую часть сырцовых гранул тех же составов покрывают, как один из вариантов упудривания, органо- аднергшьной суспензией тонкомолотых аллитов или сиаллитов, либо их , смесью. В качестве органо-минеральной суспензии используют раст-. вор отходов целлюлозного йроизводства, например активный ил или сулы фитно-дрожжевую. бражку Hi тонкомрлотые аллиты или сйаллиты. Куски , шунгитсодержащего сланца .также по- л крывают данной органо-минеральной суспензией. Для сравнения изго овлены контрольные образцы изтех же сырьевых смесей поверхность которых обработана порошком бокситов также Северо-Онежского бокситового рудника в количестве 4% от массы гранул), а зерна шунгита шликером каолина с влаж- . ностью 70%. Покрытие тугоплавким алюмосодержащим материалом сырцовые гранулы подсуши1вают до остаточной влажйости 3-4% и подвергают термоподготовке в электромуфеле при 400°С в течение ; 20 мин и последующему вспучиванию в силитовой печи при температурах в интервале 1150-1230С. После обжига, гранулы охлаждают на воздухе. Результаты, полученные в лабораторных условиях, характеризующие эффективность покрытия, поверхности сырцовых гранул из глинистого сырья, тугоплавкими материалами .Северо-. Онежского бокситового рудника, представлены в табл. 1. Укрупленные партии сырцовых гранул, сформованные на ленточном прессе; покрывают в барабьнном грануляторе. бокситами, каолином и тугоплавкими алюмосодержащими материалами (аллитами и сиаллитами). Затем гранулы подсушивают до остаточной, .влажности 2-3%, обжигают во вращающейся печи длинной 8м и охлаждают в барабанном -холодильнике. . -Показатели физико-механических свойств легких заполнителей приведены в табл. 2. Из данных табл. 1 и 2 видно, что объемная насыпная плотность керамзита, и шунгизита, изготовленные пред-. лагаемЕлм способом, на 10-15% ниже, а коэффициент конструктивного качества на 15-30% выше, чем у легкого заполнителя, изготовленного по известному способу. Кроме того, расширяется интервал вспучивания на 2030 С, улу чшаются технико-экономические показатели произврдства за счет уменьшения сырьевых и топливных материалов на 1 м легкого заполнитея-.

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ .гранулированного слабовспучивающегося сырья путем рбработки поверхности сырцовых гранул тугоплавким алюмосодержащим материалом, о т л и ч а ю щ и и с k тем, что, с цедью снижения насыпной плотности, повшиения коэффициента конструктивного качества и расширения интерагша вспучивания, поверхность сырцовых гранул обрабатывают тонкомолотыми аллита или сиаллитами или их смесью. W

Известный .способ

глинистое сьфье месторождения Казарма 99 Опилки 1 Гранулы покрыты бокситами 1200

Бельгопская глина 98,5 Соляровое масло 1,5 ГрануЛы покрыты бокситами 1220

Глинистое офые месторождения Казарма 99

Опилки 1. 1200

Гранулы покрыты каолином

Бельгопская глИна 98,5 Соляровое масло 1,5 Гранулы покрыты каолином 1210

Шунгитсодержащий сланец Нигоэерского месторождения.

Поверхность эерна покрыта шликером каолина 1180

Предлагае 1б Способ

Глинистое сырье яесторождения, . . , -. . .

Казарма 99

Опилки 1

Поверхность гранул покрыта

аллйтами1230

Глинистое сырье месторождения.

Казарма 99

Опилки 1

Поверхность граиул покрыта

сиаллитами1220

Глинистое сырье месторожде:ния . ,

Казарма 99

Опилки 1

Поверхность гранул покрыта

смесью аЛЛитов и сиаллитов

в соотношении 50j50 1230

00

3,2

0,45

.20 0,90

60

17,0

21 0,49

6,0

00

25

0,78

60

22

50

0,39 1,8

12

130 0,40. 4,8

30

120 0,42 5,2

30

41

130 0,39 6,2

Глинистое сьфье месторожденияКазарма 99 Опилки 1

Поверхность гранул покрыта суспензией аллитов в СДБ 1230

Глинистое.сырье месторожде- : ния

Казарма 99 Опилки 1

Поверхность гранул покрыта суспензией аллитов в активном иле1220

,

Бельгопская глина 98,5 Соляровое масло 1,5 Поверхность гранул покрыта аллитами1220

,

Бельгопская глина 98,5 : Соляровое масло 1,5 Поверхность гранул покрыта

Известный способ

Глинистое сырье Бельгопско месторождения 98,5 Соляровое масло 1,5 Поверхность гранул покрыта бокситами

Фракция 10-20 мм

Фракция 20-.40 мм Бельгопская глина 98,5 Соляровое масло 1,5 Поверхность гранул- покрыта шамотом,

Фракция 10-20 мм

Продолжение т«0л. 1

1300,40 4,5

28

129

0,44

6,0

32

800,68 12,0

27

Таблица2

21,0

- 8,4

64 50 14,0

10,1

50

9,0

16,0

Глинистое сырье месторождения

Казарма 99 опилки 1

Поверхность гранул покрыта каолином

Фракция 10-20 мм

Предлагаемый способ

Бельгопская глина98,5

Соляровое масло1,5

Поверхность .гранулпокрыта aплитa и

Фракция 10-20 мм

факция 20-40 мл

Бельгопская глина 98,5 Соляровое масло Поверхность гранул покрыта сиаллита ««

Фракция 10-20 мм

Фракция 20-40 мм ,

Глинистое сырье месторожде

Казарма 99

Опилки 1 .

Поверхность гранул покрыта

аллита1«1

Фракция 10-20 мм

фракция 20-40 ми

Продолжение табл. 2

90

12,6

9,0

68

10,0

55 9,7

56

9,0

60 10,2

110

11,0-1 кат 12,0 121 6,0-1 кат 15,0