Способ изготовления керамзита

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕН 1Я КЕРАМВИТА , включающий приготовление шихты путем смешивания сарья с жидкой органической добавкой,выдержку шихты, формование сырцовых гранул, их сушку и обжиг,о т л и ч a и и с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности керамзита при сохранении прочности, выдержку шихты осуществляют при в тече ,иив 10-300 сут.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (И) Земан С 04 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -"- -" " !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3439959/29-33 (22) 17.05.82 (46 ) 07. 12. 83 Бюл. в 45 (72) Х.Г.Гильманов, П.Л.Ольков, A. Н. Пилипчук, Л.Г. Здоровцева, Г.К.Панченко и М.Г.Рахимов (71) Уфимский нефтяной институт и Бахчисарайский комбинат "Строй- индустрия" (53) 666 ° 972(088.8) (56). 1.Онацкий С.П. Проиэводство керам-эита. М., Стройиздат, 1921, с.116120.

2. Авторское свндетельсто СССР

Р 844608, кл. С 04 В 31/20, 1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ KEPAN=

ЗИТА, включающий приготовление ияхты путем смешивания сырья с жидкой органической добавкой, выдержку шихты, формование сырцовых гранул, их сушку и обжиг, о т л и ч а ющ и N с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности керамэита при сохранении прочности, выдержку шихты осуществляют при 1-80 С в течео

;ние 10-300 сут.

1058931

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано прН пронэBoZстве кераизитового. заполнителя для бетона пластичныи способом.

Известен способ изготовления 5 керамэита путем введения органической добавки в глинистое сырье, подсушивание сформованных гранул и обжига fij .

Известным способом керамзит с ми- >О нимальной объемной массой получается только иэ хорошо вспучивающегося глинистого сырья 1 категории, а из средне- и слабовспучивающихся глин

ХТ и XII категорий полученный керамзит имеет высокую объемную массу.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления кврамзита, включающий приготовление шихты путем смешивания сырья с.жидкой органической добавкой, выдержку шихты, формование сырцовых гранул, падсушивание их до остаточной влажности

7-16%, термообработку-при 40-100 С в течение .1-10 ч и обжиг. Выдерж- 25 ка приготовленной шихты осуществляется в технологическом цикле в,течение

30 мин: зто время прохождения шииты через глиномешалку, формовочный пресс, по транспортерным линиям и т.д. f2 .

Известный способ не обеспечивает получение керамэита с достаточно низкой объемной массой иэ средне- и слабовспучивающихся глин Ti u гИ категории. Кроме того, из глинистого сырья с высокой карьерной влажностью гранулы формуются неплотные, которые при сушке и обжиге растрескиваются. Получаемый керамэит имеет повышенную насыпную плотность и пониженную прочность. 40

Цель изобретения — снижение насыпной плотности керамзита при сохранении прочности.

Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу изготовления керамэита, включающему приготовление шихты путем смешивания сырья с жидкой органической добавкой, выдержку шйхты, формование сырцовых гранул, их сушку и обжиг, выдержку шихты осуществляют при 1-80 С в течение 50

10-300 сут.

Способ заключается в следующем.

В глиномешалке исходное сырье смешивают с жидкой органической добав,кой. Приготовленную шихту выдержива- 55 ют при температуре в массе шихты

1-80 С в течение 10-300 сут, затем формуют .сырцовые гранулы, подсушивают их и обжигают в печи. Предварительную выдержку шихты осуществляют в глинозапаснике или в складских по-. мещениях закрытого (открытого) типа.

Пример 1. Для исследования в лабораторных условиях используют средневспучивающееся глинистое сырье

Кудеевского месторождения TI категории и хорошо вспучивающееся сырье

Нурлатского месторождения Г категории. Из этих глин готовят составы шихты для формования сырцовых гранул.

Шихта 1 — нз глинистого сырья 1 категории в естественном составе (без вспучивающнх добавок), шихта 2 глинистое сырье YI категории с 1,5Ъ жидкой органической добавкой (керамэин), шихта Р 3 — глинистое сырье 11 категории с 1,5Ъ твердой органической добавкой (древесные опилки).

Приготовленные составы шихты с влажностью 28Ъ отдельно складируют в небольшие гурты, накрывают полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения -влаги. Шихты предварительно выдерживают при 20ОС в течение 200 сут. Затем из выдержанной шихты формуют гранулы, сушат до остаточной влажности 16% и обжигают в шахтной печи, где температурный режим соответствует нагреву материала во вращающейся печи 2,5 х 40 м.

Качество лабораторных образцов керамзита приведено в табл.1.

Предварительная выдержка шихты(Т)) из хорошо вспучивающегося глинистого сырья 1 категории не снижает насыпную плотность керамзита.

Применение выдержки из шихты (3) из средневспучивающегося глинистого сырья И категории с твердыми органическими добавками (древесные опил,ки) -также не снижает насыпную плотность.

При обжиге сырцовых гранул из шихты (2) беэ предварительной выдержки получаемый керамзит имеет насып- ную плотность 518 кг/м (марка 550), Термообработка при 80 С в течение

4 ч подсушенных сырцовых гранул до влажности 16% способствует снижению насыпной плотности с 518 до

475 кг/м (марка 500/ .

Насыпная плотность керамзитового гравия, полученного из предварительно выдержанной шихты при 20 С в те0 чение 200 сут, снижается с 475 до

430 кг/м (марка 450). Следовательно процесс предварительной выдержки шихты более эффективен, чем процесс термообработки подсушенных сырцовых гранул.

Эффективность предварительной выдержки шихты по снижению насыпной плотности керамзита зависит от времени выдержки и температуры (см. табл. 2) .

Для изготовления керамзита предложенным способом и известным используют шихту из средневспучивающейся глины Кудеевского месторождения 98,5% и керамзина 1,5Ъ.

При -i C предварительная выдержка михты неэффективна, получаемый

1058931

6,5

55

0 60

90 65 керамзит имест насыпную плотность

518 кг/м. Это вызвано тем, что при

Ь отрицательных температурах шихта . смерзается:. Выдержка шихты при

90 С позволяет снизить насыпную

9 плотность керамэита до 453 кг/;< —

5 марка 500. Выдерживание шихты при температурах -1,0 С и при 90 С и выше не позволяет получить керамзнт марки 450.

Для получения керамэита марки 450 крайние значения температур и длительность выдержки шихты следующие: при 1 С длительность выдержки

300 сут (<= 437 кг/м †. марка 450), при 80ОC длительность выдержки 15

10 сут (g y. = 440 кг/м — марка 450).

Среднее значение при 40 С длитель0 ность выдержки 1000, сут (gк =

434 кг/м ).

Таким образом, ингредиент по времени предварительной выдержки шихты

10-30 сут, а ингредиент по температуре должен быть в пределах 1-80 С.

Насыпная плотность керамзита по известному способу (сырцовые гранулы влажностью 16Ъ термообрабатывают при 30 С в течение 4 ч ) 475 кг/м .

Пример 2. Проверку процесса пp< apèòåëüíîé выдержки шихты проводят в завадских условиях, Готовят шихту иэ глинистого сырья Плодов- 30 скогО месторождения (средневспучивающееся, 1I категори1) при карьерной влажности 323 с добавкой керамзина в,количестве 1,5Ъ на массу. Гли нистое сырье с керамзином смешивают 35 в глиномешалке и затем складируют в глийозапаснике и подвергают предва рительной выдержке в течение 200 сут при 20ОC. По истечении срока выдержки шихты готовят сырцовые гранулы, подсушивают в сушильном барабане и направляют в сорокаметровую печь на обжиг. Результаты испытаний . представлены ниже (прототип и предлагаемый керамзит соответственно).

Влажность шихты, 45 мас.% 32 32

Производительность печи ho полуфабрикату, м /ч 6,5

Гранулометрический состав полуфабриката, мас.В 0-5 мм 30

5-20 мм 70

Выход керамзита из печи, м /ч 12,8

Насыпная плот-. ность керамэита (общая), к г/м

514 465

Прочность при сдавли.вании в цилиндре, кг/см2 23,2

Гранулометрический состав керамзита, мас.Ъ 0-10 мм

10-20 мм

Так нм образом, в случ а и з гQ Ti:).-. леírfÿ oырцовых гранул без предварительной выдержки L ихты и с последующей термооб аботкой сырцовы< гранул ,подсушенные % = 16%) при 80 С в течpHие 4 ч нас -,Г1ная плотность ке эам 1 зита 514 кг/м-- марка 550. С использованием. процесса предварительной выдержки шихты объемная насыпная плотность керамзитового гравия снижается до 465 кг/м — марка 500. Выход керамзита из печи повышается на

1,1 м3/ч (с 12,8 до 13,9 и /ч) . Прочность керамзита сохраняется на одном уровне (23,0 кг/см ), но его коэффициент конструктивного качества повышается с 45,1 до 49.1.

Предварительная выдержка шихты оказывает положительное влияние на процесс сушки,и обжига сырцовых гранул. В сушильном барабане сырцовые гранулы не растрескиваются, происходит равномерное подсушивание. На гранулах нет трещин и вследствие этого количество мелочи (фр. 0-5 мм в по1 луфабрикате сокращается с 30 до 10Ъ.

Положительный эффект предварительной выдержки шихты по сния<ению насыпной плотности керамзита объясняется тем, что жидкая органическ"".ÿ добавка постепенно адсорбируется в микрокапиллярах на поверхности частиц глин. Адсорбированная добавка преждевременно не окисляется и не восстанавливаются окислы железа.

Восстановительные процессы смещаются в область более высоких температур при условиях низкой вязкости пиропластической массы и в результате дополнительного количества газов (СО и П О) от реакций восстановления FQ в Fe 2 вспучивают керамзит.

Кроме того, выдержка шихты оказывает положительное влияние на сушку сырцовых гранул и обжиг керамэита.

Добавка, постепенно адсорбируясь, вытесняет воду иэ микрокапилляров, тем самым уменьшается количество

"межпакетной" воды между слоями минералов, гранулы формуются более плотными.

Прн длительном контакте глины

1с жидкой органической добавкой в естественных условиях последняя окисляется без выделения газон-восстановителей (CO) желтый цвет глины превращается в темно-серый и глинистое сырье переходит в класс высоковспучиваю<дихся глин. у окисленной добавки повышается ее связующая способность по отношению глинистых частиц, которые при сушке и обжиге не растрескиваются.

При производстве 100 тыс. м керамзита в год экономический эффект от изобретения в сравнении с базовым способом составит 22 тыс. р. в год.

1058931

Таблица 1

Состав шихты

Пример

Влажность шихты, мас. Ъ

Насыпная плотность керамзита, lcl /è, из шихты без предварительной выдержк и без термообработки сырцовых гранул

Глинистое сырье Х категории, в естественном составе

350

350

350

Глинистое сырье И категории 98,5%, керамзин 1,5%

430

518

475

Глинистое сырье II категории 98,5%, древесные опилки

1,53

560

560

560

° М

Времй сут.

Таблица 2

Температура С

-1 0

518 518

514 553

440 453

518

0 518 518 518

1 518 518 518 518

10 518 518 518 511

Составитель М. Хитрова

Техред.Л. Иикеш

Редактор О.Колесникова

Корректор О.Тигор

П рдпис ное те рмообработка подсушенных (до 9f ** 16%) сырцовых гранул при 804С,в течение

4 ч (прототип) 100 518 515 510 434 430 453

200 518 496 454 430 430 453

300 518 456 437 430 430 453

400 518 451 430 430 430 453

Заказ 9699/21 Тираж 622

ВНИИПИ Государственного ксвеитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 с предварительной выдержкой при 20оС в течение

200 сут