Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона

 

Изобретение относится к металлургии алюминия, более конкретно к области получения газообразователей, состоящих из смеси алюминиевых частиц с жидкой фазой, содержащей поверхностно-активные вещества, в частности гидрофильные добавки. Технический результат: создание простого и высокопроизводительного способа производства алюминиевого газообразователя. Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включает операцию сухого размола алюминиевого порошка, причем полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т: Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50%. Поверхностно-активное вещество, в качестве которого, в частности, используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры, могут вводить в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии алюминия, более конкретно к области получения газообразователей, состоящих из смеси алюминиевых частиц (порошков, пудр) с жидкой фазой, содержащей поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности гидрофильные добавки.

Известны способы получения алюминиевых газообразователей в виде паст, получаемых методом смешивания алюминиевой пудры с водным раствором, содержащим ингибиторы коррозии алюминия - хромпик (К₂Сr₂O₇), соли лигносульфоновых кислот, сульфитный щелок и другие [1-4].

Указанные способы заключаются в простом смешивании пудры с водным раствором и обеспечивают получение газообразователей, обладающих способностью диспергироваться в воде. Такие пасты находят применение в строительной промышленности для получения пористых бетонов, в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента водных красок и т.д.

Недостатками известных способов и состава получаемых газообразователей являются низкая стабильность водных паст во времени при колебании состояния окружающей среды и условий хранения (температуры, влажности и т.п.) Известен способ получения путем простого смешивания газообразователя [4] , содержащего до 84% алюминиевых частиц (например, алюминиевой пудры), от 2 до 6% триэтаноламина (ТЭА), 1-3% синтетических жирных добавок, например СЖК, и легирующие добавки металлов. Недостатком этого способа является необходимость использования дефицитных компонентов, их экологическая опасность, невысокая скорость вспучивания бетонной массы из-за сильной запассивированности частиц алюминия.

Известен способ получения диспергирующихся в воде паст [5], заключающийся в том, что при размоле алюминиевого порошка в среде жидких углеводородов (например, уайт-спирита) добавляется в количестве до 3% от веса исходного порошка кислотный анионоактивный смачиватель (или смесь подобных смачивателей), способный вступать в реакцию с жировыми покрытиями на поверхности частиц алюминия. Этот способ выбран нами за прототип предлагаемого способа.

Недостатком известного способа является низкая производительность мокрого размола, которая в несколько раз ниже сухого размола алюминиевых частиц в присутствии поверхностно-активных веществ, например стеарина.

Технической задачей настоящего изобретения является создание простого и высокопроизводительного способа производства алюминиевого газообразователя, который может быть реализован на заводах, производящих алюминиевые порошки и пудры.

Указанная техническая задача решается следующим образом. В способе получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включающем операцию сухого размола алюминиевого порошка, полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т:Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50%.

Поверхностно-активное вещество вводят в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой.

В качестве поверхностно-активного вещества используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры.

Примеры осуществления предлагаемого способа приведены ниже.

1. В первой серии опытов пигментную пудру ПАП-1, полученную сухим размолом и выпускаемую по ГОСТ 5494-71, с ППВ 7000 см²/г в количестве 1000 г смешивали с 2000 г уайт-спирита, содержащего от 1 до 4% ОП-7 от веса пудры. Смесь тщательно перемешивали, получая пасту с Т:Ж ≈ 1:2. Затем пасту подвергали центрифугированию с целью отделения части жидкой фазы до содержания в пасте твердых частиц 50-55%. Полученный продукт представлял собой гидрофильную сметанообразную, а при содержании твердых частиц 65-75% и подсушивании - комкованную легко рассыпающуюся массу.

2. Во второй серии опытов порошок вторичного алюминия размалывали в шаровой мельнице в присутствии стеариновой кислоты (3% от Аl). Полученную пудру смешивали с уайт-спиритом, содержащим от 1 до 4% ОП-10 от веса пудры, до пастообразного состояния Т:Ж = 1, затем пасту подвергали центрифугированию до содержания твердых частиц 60-65%, а затем подсушивали на воздухе до содержания твердых частиц 80-90%. Продукт представлял собой скомкованную массу, легко рассыпающуюся на отдельные комки, непылящую. Насыпной вес ≈ 1,3 г/см³. При добавлении в воду паста легко диспергируется, образуя равномерно распределенную в воде суспензию.

В 1-й и 2-й сериях опытов содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) изменяли в пределах от 0,5 до 5% от веса исходной пудры. Опыты показали, что при содержании ПАВ ниже 1% от веса получаемая смесь обладала слабыми гидрофилизирующими свойствами и плохо диспергировалась в воде, при содержании ПАВ более 4% качество газообразователя практически не улучшается и повышение ПАВ экономически нецелесообразно.

Испытания в производстве ячеистого бетона показали, что такие пасты в качестве газообразователя ведут себя аналогично стандартным пудрам, но гидрофильны и взрывобезопасны и обеспечивают нормальные условия труда (не пылят, не выделяют вредных газообразных продуктов и т.д.).

Предлагаемый способ получения газообразователя опробован в лабораторном и опытно-промышленном масштабе.

Полученный газообразователь прошел испытания с положительными результатами.

Преимущества предлагаемого способа перед известными заключаются в - простоте аппаратурно-технологической схемы, в которой используется в основном существующее промышленное оборудование при производстве порошков и пудры (смесители, фильтр-прессы или центрифуги), - высокой производительности процесса сухого размола вместо малопроизводительного мокрого размола, - высоком качестве газообразователя (активность ≥90%), длительном сроке хранения (более 2-х лет), высокой степени диспергирования в воде.

Литература 1. А.С. СССР 777005, 1980, С 04 В 15/02.

2. А.С. СССР 1078820, 1984, С 04 В 15/02.

3. А.С. СССР 833746, 1981, С 04 В 15/02.

4. А.С. СССР 425872, 1974, С 04 В 15/02.

5. Патент Венгрии 154552, 1968.

Формула изобретения

1. Способ получения алюминиевого газообразователя для производства пористого бетона, состоящего из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и неионогенного поверхностно-активного вещества, включающий операцию сухого размола алюминиевого порошка, отличающийся тем, что полученную в результате размола пудру вначале смешивают с уайт-спиритом до соотношения Т:Ж = 1:(1-4), а затем сгущают до содержания твердых частиц не менее 50 %.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поверхностно-активное вещество вводят в уайт-спирит перед смешиванием с пудрой.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют ОП-7 или ОП-10 в количестве 1-4% от веса пудры.