Способ получения керамзита

 

Сущность изобретения: в способе получения керамзита, включающем введение в глинистое сырье корректирующей добавки, формование гранул, сушку, и обжиг с последующим охлаждением, в качестве добавки вводят гербициды группы симметричного триазина: симазин, прометрин пропазин, атразин, тербутрин или смесевые препараты на их основе: агелон, кампарол, ситрин в количестве от 1 до 2 мас.% по действующему веществу совместно с щелочьсодержащей добавкой, взятой в количестве от 0,5 до 2 мас.%, или шлифовальным шламом, взятом в количестве от 0,5 до 2 мас.% в составе шихты. Обжигают гранулы при температуре вспучивания 1070 - 1150°С и далее подвергают ступенчатому охлаждению с получением экологически чистого керамзита. Характеристика керамзита: насыпная плотность 360 - 380 кг/м³, прочность при сдавливании 2,05 - 2,15 МПа при введении в шихту 1 мас.% добавки гербицида и 1 мас.% шлифовального шлама, а при 1,5 мас. % добавки гербицида и 1,5 мас.% шлифовального шлама 325 - 335 кг/м³ и 1,7 - 1,8 МПа соответственно. 1 табл.

Изобретение относится к способам утилизации непригодных к применению пестицидов и промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве керамзита пластическим способом, а также для обезвреживания пестицидов, в частности гербицидов.

Известен способ изготовления керамзита, при котором вспучивающую добавку "керамзин" вводят в глинистое сырье. Добавка содержит дистиллят прямой перегонки нефти фракции 170-440^оС и дополнительно дистиллят коксования фракции 170-400^оС 30-40%, а также дистиллят каталитического крекинга фракции 170-400^оС 5-30%.

Недостатком известного способа является сложность приготовления добавки, высокая температура застывания, трудность обеспечения постоянного состава, что не дает возможности получать керамзит с требуемой объемной массой и свойствами.

Наиболее близким из известных является способ получения керамзита, включающий введение в глинистое сырье 1-2 мас.% отхода производства ленацила, грануляцию, сушку и обжиг гранул с последующим охлаждением. Недостатком известного способа является повышенная температура начала вспучивания и недостаточная однородность гранул по размерам.

Цель изобретения - улучшение технологии производства керамзита и повышение однородности керамзита по размерам. Для этого в глинистое сырье вводят корректирующую добавку - гербициды группы симметричного триазина: симазин, прометрин, промазин, атразин, тербутрин или смесевые препараты на их основе: агелон, кампарол, стирин в количестве 1-2 мас.% по действующему веществу совместно с щелочьсодержащей добавкой, взятой в количестве 0,5-2 мас. % , или шлифовальным шламом в количестве 0,5-2 мас.% в составе шихты, затем формуют гранулы, сушат и обжигают при температуре вспучивания 1070-1150^оС.

Гербициды группы симметричного триазина выпускаются в форме смачивающихся порошков (с.п.) с содержанием действующих веществ (д.в.) в этих формах от 50 до 80 мас.%. Из всех классов гербицидов в настоящее время они занимают первое место по масштабам применения.

Симазин (принцеп, тетразин, гербазин, гербекс) использовался в виде 50 и 80% с. п. , действующим веществом является 2-хлоро-4,6-бис(этиламино)-симм-триазин.

Прометрин (сиразин, гезагард, гексазол, капарол, селектин) использовался в виде 50% с. п., действующим веществом является 2-метилтио-4,6-бис(изопропиламино)-симм-триазин.

Пропазин (гексамил, милогард) использовался в виде 50 и 80% с.п., действующим веществом является 6 4,4-бис-(изопропиламино)-2-хлоро-симм-триазин.

Атразин - использовался в виде 50 с.п., действующим веществом является 6-изопропил-амино-2-хлоро-4-этиламино-симм-триазин.

Тербутрин (игран) использовался в виде 50 с.п., действующим веществом является 2-трет-бутиламино-4-метилтио-6-этиламино- симм-триазин.

Использовались также смесевые препараты агелон - 50% с.п., (33,33% атразина и 16,7% прометрина); кампарол - 55% с.п., (15% симазина и 40% прометрина); ситрин - 50% с.п. (14% с.п. симазина и 36% прометрина).

Гербициды группы симм-триазина относятся к нетоксичным веществам (3 и 4-й классы опасности), критерии токсичности ЛД₅₀ = =1300-6000 мг/кг для экспериментальных животных. ПДК в воздухе рабочей зоны 2-5 мг/м³, в воде - 0,2-3 мг/л. Обладают очень малой летучестью, хорошо совмещаются с глинистой шихтой, адсорбируются глиной и удовлетворяют всем требованиям к добавкам, изложенным в "Инструкции по применению добавок в производстве керамзитового гравия".

Для получения керамзита используют глинистое сырье Чепурниковского месторождения, которое применяют в качестве сырья многие керамзитовые заводы, и гербициды (в виде с.п.) в качестве корректирующих добавок. Химический состав глин, используемых для изготовления образцов керамзита, приведен в таблице.

Корректирующую добавку в виде гербицида из группы симм-триазина в форме смачивающегося порошка (с.п.) вводят совместно с щелочьсодержащей добавкой в глинистое сырье Чепурниковского месторождения, готовят гранулы, сушат и обжигают в электрической камерной муфельной печи, причем температурный режим соответствует нагреву материала во вращающихся барабанных печах. В качестве щелочьсодержащей добавки (от 0,5 до 2%) используют водные растворы едкого натра или калия, а также оксиды магния и кальция.

Шлифовальный шлам представляет собой отход шлифования подшипниковой промышленности - темно-серую массу, в состав которой входят окислы, металлическая пыль и органические масла. Химический состав шлама (в пересчете на сухие вещества), мас.%: Fe₂O₃, включая металл, 40-70, органические вещества 15-40; Al₂O₃ 5-8; прочие окислы (SiO₂, Cr₂O₃, TiO₂, MnO₂) 2-12. Влажность шлама ≈40% . Насыпная плотность шлама при такой влажности 600-700 кг/м³.

Для лабораторных экспериментов по получению керамзита с корректирующими добавками из гербицидов группы симм-триазина образцы готовят следующим образом: глинистое сырье высушивают, дробят и просеивают через сито с размерами 1 мм. Полученный глиняный порошок смешивают с порошкообразным (с.п.) гербицидом группы симм-триазина. Готовят образцы с содержанием гербицида от 1 до 2 мас.% по д.в. в составе глинистой шихты.

При изготовлении теста для улавливания и нейтрализации кислых продуктов, образующихся при дальнейшем обжиге глиняного сырья, вводят щелочьсодержащую добавку в виде водного раствора щелочи в количестве от 0,5 до 2 мас. % (в расчете на твердую щелочь) или шлифовальный шлам (отход производства), взятый в количестве от 0,5 до 2 мас.% по отношению к глинистой шихте.

Готовят глиняное тесто нормальной формовочной влажности (около 30%). Подготовленное таким образом глинистое тесто помещают в эксикатор для выслеживания в течение 4-6, после чего формируют гранулы (цилиндрики) диаметром и высотой 15 мм. Предварительную сушку гранул проводят при 80-100^оС в течение 1,5 ч. Перед обжигом подсушенные гранулы нагревают в электрической муфельной печи до 350^оС и далее быстро переносят в муфельную печь для обжига. Обжиг гранул проводят при оптимальной температуре вспучивания от 1070 до 1150^оС в течение 10 мин. По завершении обжига обожженные вспученные гранулы вынимают из печи и помещают в термошкаф на 30 мин (при 300^оС), а далее охлаждают при комнатной температуре. Полученный керамзитовый гравий (однородный по размерам) имеет поверхностную корку коричневого цвета, тонкую, слегка шероховатую. Излом темно-серого цвета, мелкопористый. В полученных образцах керамзита отсутствуют остаточные количества гербицидов, что подтверждается данными хроматографического анализа. По качественным показателям полученный гравий соответствует требованиям ГОСТ 9759-88. Так, при введении в шихту 1 мас.% добавки гербицида по д.в. и 1 мас.% шлифовального шлама получают керамзитовый гравий с объемной насыпной массой 360-380 кг/м³, имеющий прочность при сдавливании в цилиндре от 2,05 до 2,15 МПа. При введении в шихту 1,5 мас.% добавки гербицида по д.в. и 1,5 мас.% шлифовального шлама получают керамзитовый гравий с объемной насыпной массой 325-335 кг/м³, имеющий прочность при сдавливании в цилиндре 1,70-1,80 МПа.

Благодаря высокой термической стойкости пирогазоактивных компонентов (т. е. основных д.в.), их высокой адсорбционной способности к компонентам глины нагрева гранул до температуры вспучивания не оказывает отрицательного влияния на вспучивание глиняных гранул. Получаемый керамзитовый гравий обладает высокой прочностью при сдавливании в цилиндре и достаточно низкой объемной насыпной массой, потеря в массе при кипячении составляет не более 0,5% , полностью соответст- вует требованиям ГОСТ 9759-83. Преимущества предлагаемых добавок заключаются в упрощении приготовления исходной глинистой шихты (нет необходимости в специальной многостадийной подготовке (добавки), улучшении условий проведения технологического процесса получения керамзита, что во многом обусловлено удобными формами выпуска гербицидов. Препаративные формы гербицидов группы симм-триазина представляют собой высокодисперсные смачивающиеся порошки (с.п.), расфасованные в мешки (обычно по 25 кг), готовые к использованию. Это, во-первых, позволяет решить сложную проблему дозировки добавки, т. е. с максимальным отклонением ±5%, и, во-вторых, способствует равномерному распределению добавки в объеме приготовленного глиняного теста. Добавка хорошо совмещается как с шихтой, так и с глиняным тестом, за счет этого получается гравий более однородный по размерам. Добавки целесообразно вводить в формовочном отделении в глиномешалку.

При использовании в качестве корректирующей добавки гербицидов группы симметричного триазина в виде форм, представляющих собой смачивающиеся порошки, получают керамзит с требуемой объемной массой и высокой механической прочностью, однородный по размерам; кроме того, улучшение условий проведения технологического процесса получения керамзита способствует решению проблем уничтожения подлежащих обезвреживанию гербицидов.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТА, включающий введение в глинистое сырье корректирующей добавки, формование гранул, сушку и обжиг с последующим охлаждением, отличающийся тем, что в качестве корректирующей добавки вводят гербициды группы симметричного триазина: симазин, прометрин, пропазин, атразин, тербутрин или смесевые препараты на их основе: агелон, кампарол, ситрин в количестве 1 - 2 мас.% по действующему веществу совместно с щелочьсодержащей добавкой, взятой в количестве 0,5 - 2 мас.%, или шлифовальным шламом в количестве 0,5 - 2 мас.% в составе шихты, а обжиг гранул ведут при температуре вспучивания 1070 - 1150^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1