Способ получения легкого заполнителя Советский патент 1982 года по МПК C04B31/02 C04B31/10 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

I

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству легких заполнителей из минеральных отходов угольной промышленности,

Известен способ получения аглопорита из отходов добычи и обогащения угля с содержанием углерода 8-30 путем их термообработки при 8001000 С до содержания углерода в продукте 9,8-10,5% с последующим уплотнением продукта в процессе спека- ния Cl3.

Недостатком этого способа является высокая плотность получаемого заполнителя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения легкого запол нителя из минеральных отходов угольной промышленности с содержанием углерода 5-35 путем измельчения отходов, введения в них кристаллогидратов сульфатов в количестве 2-5, гранулирования их предварительной термообработки в. окислительной среде при 700-1000°С в течение 30-90 мин до остаточного содержания углерода 0,01-1,5% и обжига с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом 2.

Недостатками этого способа являются коррозия металлических частей оборудования под действием сернистого газа S Оз, выделяющегося при разложении кристаллогидратов сульфатов в процессе термоподготовки и обжига, усложнение технологического процесса, связанного с введением добавки, и необходимость тщательной гомогенизации смеси, длительность процесса выжигания углерода из материала.

Цель изобретения,- повышение качества легкого заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения легкого заполнителя из минеральных отходов угольной промышленности с со держанием углерода , включающему измельчение отходов, гранулирование их, предварительную термоподго товку гранул в окислительной среде при 800-1000 С и последующий обжиг с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом, после термоподготовки производят охлаждение гранул до 700-20 0 Выгорание углерода из углесодержащего сырья происходит с поглощением тепла по следующей реакции: С + 2СО. Эта реакция начинается при темпер туре свыше 700°С. Поскольку при 800° начинает появляться расплав, замедля ющий проникновение кислорода в грану лы, выжигание углерода целесообразно вести при 800-1ООО С. При более высо ких температурах кислород практическ не поступает в гранулу и выжигание углерода не происходит. Продукт реакции СО диффундирует и зоны реакции к поверхности гранул и окисляется кислородом (с выделением тепла) по реакции 2СО+02 2С02. Часть С02. выходит наружу, а часть диффундируют вЪ внутренние сЛои гранулы и реагирует с углеродом. Интенсивность процессов диффузии С02 и СО со временем по мере продвижения реакции во внутренние слои гра нул замедляется. На нее влияют размер гранул, содержание углерода в гранулах и интенсивность теплового потока. Если в начальный период нагр ва гранул диффузия кислорода и углекислого газа поддерживается интенсив ным тепловым потоком, нагреващим гр нулу, то ПС мере выравнивания темпер тур наружных и внутренних слоев гранул такая возможности отсутствует. i При охлаждении гранул изменяется направление теплового потока и увеличивается интенсивность выхода из гранул продуктов реакции СО. СО при температурах ниже и при каталитическом воздействии керамики разла гается на С02 и С. Таким образом, происходит как бы перенос (переотложение) углерода из внутренних слоев в наружные и его усреднение. Поскольку интенсивность переноса зависит ОТ удельного содержания углерода во внутренних слоях, общее содержание уг 84 лерода в гранулах выравнивается. Это позволяет увеличить общее содержание углерода в грануле после предваритель ной термообработки до 1 ,5 3 «который в проц,ессе охлаждения перераспределяется и содержание его как в наруж ных, так и внутренних слоях не превышает 1. При последующем обжиге гранул до 1100-ЦОО С через имеющиеся в гранулах полости, по которым происходит выход продуктов реакции при охлаждении, кислород интенсивно проникает в гранулы, чему способствует тепловой поток, нагревающий гранулу и напг равленный от поверхности ее во внутрь В этом случае возможно прямое окисление углерода кислородом по реакции С + 0.2 С0,2. Эта реакция сопровождается выделением значительного количества , вследствие чего гранулы интенсивно нагреваются. В дальнейшем по мере накопления продуктов реакции, окисление углерода происходит по выше изложенной схеме. Кроме, того, в окислении углерода принимает участие кислород трехвалентного железа. Интенсив ность выгорания углерода в гранулах зависит от его содержания в массе, поэтому и на этом этапе продолжается выравнивание содержания углерода в гранулах. Более равномерное распределение углерода по сечению гранулы способствует созданию более мелких пор и их равномерному распределению в готовом продукте, что в конечном итоге приводит к улучшению качества заполнителя, снижению его кажущейся плотности.. Технология способа состоит в следующем. Отходы угольной промьниленности размалывают в шаровой или шахтной ельнице до толщины менее 1 мм. Из полученного порошка на ленточном прессе или тарельчатом грануляторе формуют гранулы, которые подсушивают в сушильном барабане и подают в реактор пС:е;вдоожиженного слоя для выжигания углерода до остаточного содержания углерода 1,5-3% при 800-1000 С в течение 10-30 мин. Затем гранулы охлаждают, например, сжатым воздухом при подаче от реактора псевдоожиженного слоя в бункер запаса, откуда они дозатором подаются

во вращающуюся печь для обжига, в про цессе которого происходит вспучивание гранул.

Пример. Отходы углеобогащения с содержанием углерода З,82%измельчают в шаровой мельнице до тонины менее 1 мм. Из полученного порошка на лабораторном прессе формуют гранулы размером 10x10 мм. Пocyшe ныe в сушильном шкафу до постоянного веса гранулы вносят в муфельную печь, разогретую до 900°С и выдерживают в ней 0 и 60 мин. Затем гранулы охлаждают на воздухе до 20, 500 и после чего помещают в шахтную печь, разогретую до оптимальной температуры

угаще60

900

60

900

60

900

60 20

900 Отходы углеобогащения с добавкой 35 900 60 Без ох- 1320 MgS 04

Формула изобретения

Способ, получения легкого заполнителя из минеральных отходов угольнойпро-55 мышленности с содержанием углерода 835% включающий измельчение отходов, гранулирования их , предварительную тервспучивание отходов 1320°С и выдержи вают при этой температуре 7 мин.

Для сравнения по этой же техноv oгии, но без охлаждения получают гранулы заполнителя с добавкой 3% МдЗОд.

Полученные результаты приведены в таблице.

Из таблицы видйо, что кажущаяся плотность гранул, полученных по Пред лагаемому способу на 10-15% ниже чем по известному.

Использование данного способа позволяет повысить качество легкого заполнителя за счет более равномерного распределения мелких пор в готовом продукте.

2)5

0,93

0,01

П20

Без охлаждения

0,21

1320

700

1320 0,23 500

1320 0,18 лаждения

моподготовку гранул в окислительной среде при 800-1000 С и последующий обжиг с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом, .отличающийся тем, что, с целью повышения качества легкого заполнителя, после термоподгоОтсутствует 0,90 0,67

79259088

товки производят охлаждение гранул 1. Авторское свидетельство СССР

до 700-20С., кл. С 0 В 31/02, 1975.

Источники информации, 2, Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе №730655, кл. С В 31/02, 1978.