Способ изготовления стеновых изделий из отходов углеобогащения Советский патент 1984 года по МПК C04B33/00 

Nnai

о:)

Изобретение относится к получению стеновых керамических изделий, а также утилизации отходов угольной промьошленности и может быть использовано в промышленности строительных материалов и угольной промышленности

Известен способ изготовления стеновых изделий путем смешивания отходов углеобогащения и кремнисто-опаловой порода, формования и обжига при 1050-1150°С с изотермической выдержкой при 900-1000°С в течение 2-8 ч Ш .

Недостатком указанного способа является то, что введение втиихту отходов углеобогащения с различным гранулометрическим составом приводит к непостоянству качества изделий за счет различия химического и минерального состава исходного сырья (например, при избытке мелких классов отходов в сырье). Кроме того непостоянство гранулометрического состава исходного сырья и наличие в отходах класса менее 13 мм приводит к повышенному содержанию горючих веществ в сырце, что требует при обжиге сырца обязательной изотермической выдержки для выжигания углерода в течение 2-8 ч и более, снижает производительность процесса и приводит к повышенному расходу топлива. Причем необходимо проведение специальных мероприятий (например, газификация отходов паровоздушной смесыр) для выжигания избыточного углерода в случае колебания состава отходов и, следовательно, при этом снижается производительность процесса.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления стеновых изделий из отходов углеобогащения путём грохочения, измельчения до размера частиц 0,05-0,5 мм, форме вания и обжига при 1020-1060с с изотермической выдержкой в течение б ч С21.

Недостатками известного способа являются непостоянное соотношение в исходном сырье количества отходов углеобогащения различных классов крупности, характеризующихся различным химическим составом (главным образом, различным содержанием горючих веществ), что .приводит к снижению прочности получаемых издений, т.е. ухудшению их качества, непостоянное соотношение количества отходов различных классов крупности с разным составом, что приводит к нестабильному и в большинстве случаев избыточному содержанию топлива в шихте, а это требует дополнительного времени для обжига сырца и снижает производительность процесса наличие мелких классов (1-13 мм) в

отходах, что повьш ает их общую влажность и требует дополнительной операции по сушке отходов перед их дроблением.

Цель изобретения - сокращение времени обжига за счет исключения или уменьшения изотермической выдежки и одновременного повышения проности изделий.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления стеновых изделий из отходов углеобогащения, путем грохочения, измельчения до размера частиц 0,050,5 мм, формования и обжига перед измельчением выделяют классы крупности 13-25, 25-50, 50-80 мм и смешивают их в соотношении 1-4 : 1-3 : 1-3.

Выделение классов крупности 13-25, 25-50, 50-80 мм обусловлено тем, что различные классы крупност отходов характеризуются различным содержанием в них горючих веществ. Установлено, что, например, для отходов одной из фабрик Кузнецкого бассейна величина потерь массы при прокаливании (п.ПоП.,%), характеризующая содержание горючих веществ, в отходах разной крупности изменяется следующим образом: 0,5-3 мм 36,5, 3-13 мм - 26,о; 13-25 мм 16,5, 25-50 мм - 13,0, 50-80 мм 10,5, 80-100 мм - 8,2с Величина п.п.п. для рядовых отходов колеблется в пределах 17-30%. В соответствии с экспериментальными данными оптимальные показатели качества изделий и процесса их производства обеспечиваются при величине п.п.п., равной 12,4-15%, т.е. оптимальным является использование именно классов отходов 13-25, 25-50 и 50-80 мм. Кроме того, мелкие классы отходов (0,5-13 мм) характеризуются повышенной влажностью и требуют сушки перед дроблением.

Дозирование классов крупности 13-25, 25-50 и 50-80 мм в соотношении 1-4 : 1-3 : 1-3 обусловлено

тем, что при более высоком по сравнению с рекомендуемым содержании класса 13-25 мм (или наличии класса 0,5-13 мм), а также при уменьшении содержания классов 25-50 и 50-80 мм

в шихту попадает избыточное количество горючих компонентов, что приводит к уменьшению прочности готовых изделий и увеличению времени обжига, т.е. снижению производительности. При более высоком по сравнению с рекомендуемым содержании классов 25-50 и 50-80 мм (или наличии класса 80-100 мм) повышается расход технологического топлива в

процессе.

Предлагаемый способ позволяет добиться стабилизации и оптимизации состава шихты путем использования для дробления постоянного количеств отходов углеобогащения определенных классов крупности, что в свою очередь ведет к повышению качества целевого продукта и увеличению производительности процесса.

Способ получения стеновых керамических изделий осуществляют еледующим образом.

Отходы обогащения углей текущей вьвдачи обогатительной фабрики (класс 0,5-100 мм) подвергают грохочению с разделением не классы 0,5-1 13-25, 25-50, 50-80, 80-100 мм„ Класс 0,5-13 мм (яыход класса около 40%, п.п.п. более 30%, влажность около 20%), а также класс 80-100 мм (выход класса около 2%, п.п.п. мене 9%, влажность около 4%) направляют на другие объекты использования отходов, например соответственно, в качестве топливосодерисаи1ей добавки при производстве кирпича и сырья дл производства керамзита о Классы 13-25, 25-50 и 50-80 мм дозируют в необходимых соотношениях в зависимости от свойств и химического состава отходов каящого класса в интервале 1-4 : 1-3 : 1-3 соответственно Отдозированные отходы направляют на дробление до крупности 0,05-0,5 мм, и полученный материал подвергают дальнейшей переработке по одному из известных способов получения стеновых керамических изделий, а именно: формованию методом полусухого прессования или пластического формования, сушке сырца и обжигу в туннельных, кольцевых или иных типах печей при максимальной температуре

900-1150°С.

I

Пример 1. Отходы обогащения углей текущей выдачи обогатительной фабрики ШОФ) Абашевская общим весом 1200 кг подвергают грохочению с выделением классов 13-25, 25-50 и 50-80 мм. Из полученных материалов готовят шихту, содержащую-, масо%: класс 13-25 мм - 14,2j класс 25- 50 мм - 42,9 класс 50-80 мм - 42,9 Соотношение классов по массе 1:3:3, Полученную шихту измельчают до крупности частиц 0,05-0,5 мм, из полученной массы на прессе СМ-1085 форМУЮТ кирпич сквозными QiCTOTaмио Изделия без предварительной сушки обжигают в горне при максимальной температуре в течение 36 ч. В связи с тем, что в шихте содержание углерода не превышает 6%, изотермическую выдержку в области температур 850-900°С не производят. Обожженный йирпич имеет кремовый цвет без налетов и выцветов о

Средняя прочность кирпича при сжатии 288 кг/см -, при изгибе - 40,6 кг/см Водопоглощение 10,2%, морозостойкост более 50 циклов.

Пример 2 о Переработку углеотходов осуществляют аналогично примеру 1, с тем отличием, что соотношение классов 13-25, 25-50 и 5080 мм по массе 2:1,8:1,2 соответственно, а обжиг в горне осуществляют в течение 37 ч с изотермической выдержкой при 850-900 С в течение

1ч. Обожженный кирпич имеет кремовый цвет, без налетов и выцветов. Средняя прочность кирпича при сжатии 270 кг/см , при изгибе 37 кг/см, Водопоглощение 10,8%, морозостойкость 50 циклов.

Пример 3. Переработку углеотходов осуществляют как в примере 1 с тем отличием, что классы крупности 13-25, 25-50 и 50-80 мм берут в соотношении 4:1:1, а сырец обжигают в горне в течение 38 ч с изотермическо выдержкой при 850-900 с в течение

2ч. Обожженный кирпич имеет кремовый цвет, без налетов и выцветов, Средняя прочность кирпича при сжатии 262 кг/см, при изгибе ,36 kr/cM. Водопоглощение 11,2%, морозостойкость более 50 циклово Пример 4, Отходы обогащения углей обогатительной фабрики ш.Восход подвергают грохочению с вьщелением классов 13-25, 25-50 и 5080 мм. Содержание углерода составляет в них соответственно 14,8%, 10,8%, 2,9%. Из полученных материалов готовят шихту, содержащую, мае.%: класс 13-25 мм - 20 класс 25-50 мм 20, класс 50-80 мм - 60. Соотношение классов по массе 1:1:3, Полученную шихту измельчают до крупности 0,050,5 мм, формуют кирпич, изделия обжигают без изотермической выдержки при максимальной температуре 1000с в течение 36 ч. Средняя прочность кирпича при сжатии 276 кг/см-, при изгибе 34 кг/см. Водопоглощение 8,5%, морозостойкость 50 циклов,

П р и м е р 5. Отходы обогащения углей фабрики Должанская-Южная подвергают грохочению с выделением классов 13-25, 25-50 и 50-80 мм Содержание углерода в них 8,6, 6,2 и 4,4% соответственно. Из полученных материалов готовят шихту, содержащую, мас.%: класс 13-25 мм - 33,4, класс 25-50 мм - 33,3 класс 5080 мм - 33,3. Соотношение классов по массе 1:1:1. Изделия готовят как указано в примере 1. Средняя прочность кирпича лри сжатии 228 кг/см, при изгибе 45,1 кг/см „ Водопогло- щение 8,1%, морозостойкость более 50 циклов.

Пример 6 (по прототипу). Отходы углеобогащения Абашевская, содержащие, мас.%: класс 0,5 13 мм - 20; 13-25 мм - 55, 25-50 мм15; 50-80 мм - 8 и 80-100 мм - 2, со средним содержанием углерода около 11,5% и п.п.п. около 19% подвергают переработке,аналогично описанной в примере 1. Сырец обжигают при максимальной температуре 1000°С, Изотермическая вьщержка для выгорания избытка углерода 8 ч. Общая продолжительность обжига 46 ч. : Полу.ченный кирпич имеет кремовый гцвет, без налетов и выцветов. Средняя прочность при сжатии 240 Kfr/cM при изгибе 28,7 кг/см Водопоглощение 12,3%, морозостойкость 50 циклов ,

В таблице приведены сопоставительные результаты изготовления изделий по предлагаемому и известному способам при использовании отходов углеобогащения различных обогатительных фабрик.

Как видно из таблицы, использование изобретения позволит, обеспечить стабильность качества готовых изделий и повысить производительность процесса. При этом стабилизация состава отходов происходит вследствие того, что отходы разной крупности имеют различный состав и, дозируя их в определенных соотношениях к массе, можно Добиться постоянного и оптимального состава шихты для производства стеновых керамических изделий.

Приведенные экспериментальные данные показывают, что согласно предложенному способу получают стеновые керамические изделия, превосходящие изделия, изготовленные в соответствии с прототипом ( пример 6), по прочности. Процесс обжига сокра1чают на 5-10 ч, что существенно увеличивает производительность процесса,.

Издилия, полученные согласно предложенному способу, по своим качествс1м отвечают требованиям, предъявляемымв настоящее время к керамическим стеновым изделиям

Экономический эффект в соответствии с утвержденными техно-рабочими проектами строительства предприятий по производству из отходов углеобогащения 20 млн. шт условного кирпича в год составит около 523,9 тыс. руб, в год

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ ИЗДЕ1 ИЙ ИЗ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ путем грохочения, измельчения до размера частиц 0,05-0,5 мм, формования и обжига, отличающий ся тем, что, с целью сокращения времени обжига за счет исключения или уменьшения изотермической вьадержки и одновременного, повыь-юния прочности изделий , перед измельчением выделяют классы крупности 13-25, 25-50, 5080 мм и смешивают их в соотно1зенни 1-4:1-3:1-3.