Способ получения порошкообразного бентонита

 

Изобретение относится к технологии получения порошкообразного бентонита, применяемого в машиностроении, буровой промышленности, процессах адсорбции и катализа. Для улучшения качества продукта, устранения стадии помола, сокращения продолжительности технологического цикла, предлагается способ получения порошкообразного бентонита, включающий измельчение, химическое модифицирование солью натрия в водной среде при соотношении глины и воды 1: 1,35, перемешивание и сушку полученной суспензии в башенной распылительной сушилке. Способ позволяет получить порошкообразную бентонитовую глину, повышающую прочность формовочной смеси в 2,1-2,2 раза, выход бурового раствора увеличивается на 30-40 %. 2 табл.

Изобретение относится к технологии получения порошкообразного бентонита. Порошкообразные бентониты могут применяться как компоненты формовочных смесей в машиностроении и буровых растворах в технике бурения в качестве адсорбентов и катализаторов.

Известны способы получения порошкообразных бентонитов для технологических процессов различных отраслей промышленности и сельского хозяйства, отличающиеся условиями подготовки сырья и сушки [1] При производстве гранулированного бентонита для нужд пищевой промышленности используется способ, включающий смешение сырого кускового бентонита с карбонатом натрия, пластифицирование в виде пасты, измельчение - резку, сушку, гранулирование. Сушка бентонита проводится в барабанных печах с внешним обогревом, для получения необходимого фракционного состава продукта применяются дезинтеграторы или грануляторы соответствующей конструкции.

Недостатком предлагаемого способа является значительная продолжительность технологического цикла на стадиях подготовки сырья при пластифицировании для завершения реакции катионного обмена.

Наиболее близким аналогом к изобретению является способ получения активированного бентонита, включающий измельчение бентонита, его модифицирование солью натрия в водной среде в мешалке при соотношении глины и воды (1-1,4) 1, высушивание и размалывание до порошкообразного состояния [2] Недостатком известного способа являются значительная продолжительность технологического цикла на стадиях сушки и помола. Способ не позволяет получать порошкообразный бентонит высокого качества, отвечающий требования современной техники.

Задачей изобретения является улучшение качества порошкообразного бентонита, устранение стадии помола, сокращение продолжительности технологического цикла.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе активации бентонитовых глин, включающем измельчение резку, химическое модифицирование во влажном состоянии солью натрия, перемешивание и сушку, модифицирование бентонитовой глины осуществляют в водной среде в виде суспензии при соотношении глины и воды 1:1,35, а сушку полученной суспензии ведут в башенной распылительной сушилке.

Сырой бентонит в течение 3 мин подвергают измельчению в валковой дробилке. После измельчения куски бентонита химически модифицируют солью натрия в водной среде при соотношении глины и воды 1:1,35. Соль натрия вводится в количестве 1,25 на единицу массы глины. Модифицирование глины включает два этапа: в течение 40-50 мин составление водной суспензии из глины, воды, соли натрия и перемешивание в шаровой мельнице мокрого помола; в течение 120 мин перемешивание суспензии в емкости пропеллерной мешалкой. Процесс ведут при температуре окружающей среды. Далее полученную суспензию направляют в башенную распылительную сушилку, где в течение 3-5 мин осуществляют сушку продукта при температуре теплоносителя 380-420^oC. Температура порошкообразного бентонита на выходе из аппарата составляет 60-80^oC.

Пример 1. Бентонит в течение 3 мин измельчают в валковой дробилке. Из полученного бентонита в шаровой мельнице мокрого помола в течение 40-50 мин при перемешивании готовят суспензию, содержащую 2000 кг глины, 2700 кг воды и 25 кг карбоната натрия. Готовая суспензия сливается в емкость с пропеллерной мешалкой, где в течение 120 мин при перемешивании продолжают химическое модифицирование глины. По окончании модифицирования суспензии подаются в башенную распылительную сушилку, в которой в течение 3-5 мин при температуре теплоносителя 380-420^oC осуществляют сушку продукта. Температура продукта на выходе из аппарата составляет 60-80^oC. Полученный порошкообразный бентонит при остатке на сите 160 мкм не более 10 имеет прочность во влажном состоянии 0,65 кг/см², выход бурового раствора достигает 8,0-9,5 м³/т.

Пример 2. Бентонит в течение 3 мин измельчают в валковой дробилке. Из полученного бентонита в шаровой мельнице мокрого помола в течение 40-50 мин при перемешивании готовят суспензию, содержащую 2000 кг глины, 2700 кг воды и 25 кг карбоната триполифосфата натрия. Готовая суспензия сливается в емкость с пропеллерной мешалкой, где в течение 120 мин при перемешивании продолжают химическое модифицирование глины. По окончании модифицирования суспензия подается в башенную распылительную сушилку, в которой в течение 3-5 мин при температуре теплоносителя 380-420^oC осуществляют сушку продукта. Температура продукта на выходе из аппарата составляет 60-80^oC. Полученный порошкообразный бентонит при остатке на сите 160 мкм не более 10 имеет прочность во влажном состоянии 0,70 кг/см², выход бурового раствора достигает 8,5-10,0 м³/т.

Сравнение технологических данных известного и предлагаемого способов приведено в табл. 1.

Результаты испытаний порошкообразных бентонитов, полученных известным способом с использованием в качестве исходного сырья бентонитовой глины Тарасовского месторождения Ростовской области, представлены в табл. 2 (примечания к табл. 2: в числителе приведены результаты при использовании в качестве активирующей добавки карбоната натрия, в знаменателе - тринатрийфосфата). Испытания были проведены по ГОСТ 28177-89 "Глины формовочные бентонитовые. Общие технические условия" и ОСТ 39-202-86 "Глинопорошки для буровых растворов. Технические условия".

Как можно заключить на основании материалов табл. 1, 2, использование изобретения позволяет получать порошкообразный бентонит с более высокими показателями качества по более простой технологии.

Формула изобретения

Способ активации бентонитовых глин, включающий измельчение-резку, химическое модифицирование солью натрия во влажном состоянии, перемешивание и сушку, отличающийся тем, что модифицирование бентонитовой глины осуществляют в водной среде в виде суспензии при соотношении глины и воды 1 1,35, а сушку полученной суспензии ведут в башенной распылительной сушилке.

РИСУНКИ

Рисунок 1