Способ получения огнетушащего состава Советский патент 1992 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к пожарному делу, а именно к технологии огнетушащих составов.

Известно применение хлористого магния в качестве компонента огнетушащих составов.

Однако технический хлористый магний относительно дорогостоящий, поэтому вместо него используют более дешевый природный минерал бишофит, в химическом отношении представляющий собой шести- гидрат хлористого магния, содержащий в больших или меньших количествах различные примеси (хлористый кальций, бром, бор и др.).

Известен способ получения огнетушащих составов на основе бишофита и воды, в которые дополнительно вводят каустический магнезит и каолин.

Составы, полученные таким способом, обладают повышенной пластичностью и повышенной невымываемостью.

Однако известный способ недостаточно технологичен из-за относительно высокой стоимости и дефицитности каолина, кото рый используется как сырье в фарфоровой промышленности. Кром.етого, каолин по отношению к ДРУГИМ глинистым .минералам отличается низкими показателями пластичности, а его огнетушащие свойства невысоки...

Целью изобретения является повышение огнетушащей эффективности, снижение стоимости и повышение пластичности.

Поставленная выше цель достигается тем, что в способе получения огнегасящих составов, включающем получение водного раствора бишофита и введение в раствор минеральной добавки, в качестве минеральной добавки используют лессовую породу (лесс).

Лесс - скрыто слоистая .однородная известковая осадочная горная порода светло- желтого или палевого цвета. Преобладают зерна 0,002-0,05 мм (50-80%), частично представленные агрегатами, образовавшимися при коагуляции коллоидных и глинистых частиц. В состав лесса входят кремнезем, глинозем, карбонаты кальция, органические вещества. П-ри механическом истирании в сухом состоянии лесс превращается в мелкодисперсную пыль, а после увлажнения - в липкую грязь. Зерна лесса состоят из кварца, полевого шпата, в мень-.

О

ел ю

шей мере - из слюд, роговой обманки и др. минералов, в отдельных прослоях изобилует вулканический пеп.ел, переносящийся ветром на .сотни км от вулкана. Глинистые частицы лесса состоят из гидрослюды, каолинита, монтмориллонита. Пористость лесса весьма высокая 40-55%. В лессовых породах содержание простых солей возрастает по мере повышения аридности климата. Содержание карбонатов кальция увеличивается почти прямолинейно примерно от 2,2 в зоне тайги до 15,5% в зоне пустыни. Содержание гипса и легкорастворимых солей резко возрастает при переходе от степной зоны к более аридным областям. В лессовых породах лесостепи и зоны тайги, гипса практически нет, далее к югу содержание его возрастает. В степной зоне содержание гипса равно 0,2, в зоне полупустыни и пустыни- 1,1-1,3%. Количество легко растворимых солей (хлористый натрий, сульфат натрия, нормальная сода и др.) в лессовых породах возрастает от лесостепи (0,2%) к полупустыне и пустыне (0,45-1,0%).

Содержание гумуса в лессовых породах колеблется примерно от 0,05 до 1,2%. Среднее содержание гумуса в лессовых породах Русской равнины составляет 0,52.%. В лессе содержание нерастворимого в воде гумуса, составляет около 50%, а в растворимой части преобладают фульвокислоты, Гуминовые кислоты в основном связаны с кальцием.

Пределы колебаний рН в лессовых породах достаточно велики (примерно от 4,5 40 9,2).

Важным показателем является емкость поглощения лессовых пород. Так, емкость поглощения в лессовых породах Новосибирского Приобья составляет 9,5-16,0 мг.зкв./ /100 г породы. Емкость поглощения частиц фракции 0,005t мм еще выше- 43,0- 72,5 .мг.экв./100 г породы, Для сравнения укажем, что каолинитовые минералы имеют емкость поглощения, не превышающую 3- 15 мг.зкв/100 г породы.

В поглощенном комплексе обычно преобладает кальций. Например, в лессовых породах Бугско-Ингульского водораздела емкость поглощения в среднем равна 30 мг.экв/100 г породы, а состав обменных катионов следующий, %: кальций 67, магний 26, натрий 7.

.В лессах содержатся также микроэлементы, хотя содержание каждого из них не .превышает .0,01%, В лессах обнаружены следующие микрокомпоненты: литий . Ю 2-%), рубидий (10 з:10 2%), медь (2 ), цинк (3 -10%); стронций (0,01%), барий (3 -10 2%), бор(), фтор (), сера

(0,01-0,5%), молибден () бром (3 х ), йод (2- 10J4%), никель (3 ).

Как уже отмечалось выше, основные породообразующие минералы лессовых пород: кварц, полевой шпат и кальцит. В лессовых породах Русской равнины зерна кварца составляют до 80% количества легкой фракции, содержание полевых шпатов обычно равно 15-20% (редко до 30%). Поле0 вые шпаты представлены преимущественно ортоклазом, в значительно меньшем количестве находятся плагиоклазы и микроклин. Общее количество кальцита (и отчасти, доломита) не превышает 10-20%. Из других

5 компонентов легкой фракции отметим слюды, глауконит, гипс, халцедон. Слюды (преимущественно, мусковит) в обломках пород содержатся от долей процента до 1-2%. В лессах преобладает легкая фракция

0 (98-99,5%). Содержание тяжелой фракции составляет примерно 0,5-2,0%. В тяжелой фракции в значительном количестве (в среднем 20%) присутствуют рудные минералы: ильменит, магнетит, бурый железняк. Из не5 рудных непрозрачных зерен обычно встречается лейкоксен. Устойчивые к выветриванию минералы (циркон, рутил, сфен, гранат, анатаз, турмалин) находятся в количестве 14-20% и более.

0 Из минералов метаморфической группы постоянно встречается дистен (до 4%). Эпи- дот и цойзит в форме слабовыветренных зерен находятся в количестве до 30%; среди амфиболов, содержание которых достигает 20%,

5 преобладает роговая обманка, встречаются актинолит, тремолит и глаукофан. Содержание пироксенов составляет в среднем 5-8%, они представлены диопсидом, авгитом, эги- рином, гиперстеном и энстатитом. В значи0 тельно меньших количествах отмечаются апатит, топаз, бруккит, шпинель, везувиан, хлоритоид, В целом количество минералов в тяжелой фракции лессов может достигать 40-50.

5 Глинистая фракция ( 0,002 мм) в лессовых породах содержится в количестве 5- 30%. Почти в каждом образце лесса насчитывается до 7-12 глинистых минералов. Некоторые глинистые минералы (пиро0 филлит, метагаллуазит, сепиолит и др.) находятся в небольшом количестве и непов- семестно. Главные глинистые минералы представлены гидрослюдистой, монтмо- риллонитовой и каолинитовой группами, а

5 также смешанно-слойными образ.ования- 1 ми. Кроме глинистых минералов присутствуют нонтронит, кварц, хлорит и другие минералы..

Снижение стоимости огнетушащих составов при реализации предлагаемого спосаба достигается за счет того, что лесс как минеральная добавка значительно дешевле каолина и каустического магнезита. Запасы лессов практически неисчерпаемы, а его стоимость в основном состоит только из расходов на транспортировку.

В табл.1 приведены показатели пластичности различных глинистых минералов. : .... ..-.

Таким образом, каолинит характеризу- ется минимальными показателями пластич- ности. В лессовых породах, как уже отмечалось выше, преобладают монтмориллонит и гидрослюда, которые характеризуются более высокими показателями пластичности. Поэтому известны лессы, число пластичности которых в несколько раз превышает аналогичный показатель для каолинита.

Данные по пластичности составов, пол- ученных известным и предлагаемым способами, приведены в табл.2.

Огнетушащие свойства составов, полученных известным и предлагаемым способами, определялись экспериментально. При этом в качестве модели очага пожара использован стальной противень диаметром 560 мм, высотой ТОО мм и объемом 25 л {при площади 0,25 м и толщине стенок 2 мм). В противне равномерно размещались 2 кг су- хой древесины ( в кусках не более 10 мм в диаметре), предварительно с поверхности, пропитанной бензином (модельная среда пожара класса А). Результаты испытаний приведены в табл.3.

Таким образом, при сравнимых содержаниях бйшофита (31-34,9 и 30%) расход известного состава равнялся 1,96-2,02 кг/м , предлагаемого - 1,77, 1,80 и 1,90 кг/м2, т.е. на 6-10% ниже..

Проведены также сравнительные испытания ргнетушащей эффективности при тушении пожаров В (табл.4).

Известный состав аналогичен составу 1 в предыдущей таблице.

Предлагаемый состав испытан дополнительно в трех модификациях:

модификация 1 (мас.%): вода 30; бишо- фит 30; лесс 40;

модификация 2 (мас.%): вода 20; бишо- фит 30; лесс 50;

модификация 3 (мае.%): вода 15; бишо- фит 30; лесс 55;

Горючие объекты: асфальт и-инденкума- роновая смола.

Таким образом при использовании предлагаемого способа, расход состава уменьшается на 10-30% по сравнению с составом-прототипом.

Природа повышенной огнетушащей способности смесей из( воды| бйшофита и лесса в настоящее время еще недостаточно

ЯСна, .. . ; . ; .; : V V.y ;

Однако, исходя из вышеприведенной развернутой характеристики лессовых пород, это явление может связываться со следующими их свойствами и особенностями: высокой дисперсностью частиц, сложным химическим и минеральным составом, высокий карбонатностью,наличием яетхораст- воримых ингибиторов пламени, сложных органических соединений и микрокомпонентов, а также повышенной емкостью поглощения.

Формул а изобретения ,

Способ получения огнетушащего состава, включающий растворение бйшофита в воде и введение в раствор минеральной добавки, отличающи и с я тем, что, с целью повышения огнетушащей эффективности, снижения стоимости и повышения пластичности состава, в качестве минеральной добавки используют лессовую породу.

Изобретение относится к способам получения огнетушащего состава и позволяет повысить огнетушащую эффективность, снизить стоимость и повысить пластичность, Способ заключается в том, что растворяют в воде бишофит и вводят в раствор минеральную добавку - лессовую породу (лесс). Стоимость 1 кг состава, полученного предложенным способом, 0,02 руб, а известным 0,14 руб. Число пластичности увеличивается до 3,61 (0,83 у известного). Расход состава уменьшается на по сравнению с составом-прототипом. 4 табл.

Показатели пластичности глинистых минералов

Таблица 1

Характеристика пластичности составов

П р и м е ч а н и е:состав 1 (мас.%): вода 14,6; бишофит 34,9; магнезит 34,0; каолинит 16.5; состав 2 (мрл,%): вода 15,0; бишофит 30,0; лесс 55,0.

Та б л и ца 3 Расход составов при тушении пожара класса А, кг/м2

При (Донбасс).

м е ч а н и е: использована лессовая порода Нагольного кряжа

. Таблица 4 Расход составов при тушении пожара класса В, кг/м2

Т а б л и ц а 2