Изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов

Предложенное изобретение относится к строительным материалам и утилизации отходов электротермического производства. Изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов включает глиносодержащий материал и материал в виде техногенного отхода, в качестве глиносодержащего материала он содержит глину или суглинок, в качестве техногенного отхода - мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при следующем содержании компонентов, мас.%: глина или суглинок 70-85; мелкодисперсная пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов 15-30. Изобретение позволит предотвратить загрязнение прилегающего к шламохранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов. 1 табл.

 

Изобретение относится к специальным материалам для использования в качестве изолирующего материала для шламохранилищ промышленных и бытовых отходов.

Известно использование, в качестве слабопроницаемого изолирующего материала, глины (Министерство строительства РФ. Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. М., 1996 г., с.26, п.3.10.4).

Существенный недостаток глин и суглинков - высокий коэффициент фильтрации, в случае низкого числа пластичности (7-16). Глины с высоким числом пластичности (18-33) и соответственно с низким коэффициентом фильтрации встречаются относительно редко. Пониженный коэффициент уплотнения, недостаточная морозостойкость ограничивает их использование в качестве изолирующего материала для ТБО, а также для захоронения токсичных промышленных отходов.

Известна гидроизоляционная смесь, включающая песок, известь и нефтесодержащий компонент, которая дополнительно содержит глину, а в качестве нефтесодержащего компонента содержит отход нефтедобычи - асфальто-парафинистые смолоотложения АСПО при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина - 45-50

Песок - 15-20

Известь - 10-15

АСПО - 20-25 (патент RU №2177918, C04B 26/26, опубл. 10.01.2002 г.).

Известен состав для противофильтрационного экрана на основе смеси гидроалюминатов и оксидов, в котором в качестве смеси гидроалюминатов и оксидов он содержит шламовые отложения глиноземистого производства следующего состава, мас.%:

Гидроалюмосиликат натрия и кальция типа канкринита

Na6Ca(AlSiO4)4(CO3)H2O 35-50

Гидроалюмосиликат кальция и алюминия типа гидрограната

Ca3Al2(SiO4)n·•(OH)12-4n, где 0,4≤n≤1,4 25-40
Оксид железа типа гематита Fe2O3 остальное

(А.с. СССР №1209744, E02B 3/16, C09K 17/00, 1986 г.).

Известен способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений, в котором в качестве материала гидроизолирующего элемента используют шлам от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т:Ж=1:2-10, который перед укладкой подготавливают путем обезвоживания до влажности Т:Ж=1:0,5-0,6, при этом содержание фракций +50 мкм в шламе составляет не более 10 мас.%, после чего подготовленный материал уплотняют до пористости не более 0,60-0,65 (А.с. СССР №1564257, E02B 3/16, 1990 г.).

Известен изолирующий материал, включающий глину, который дополнительно содержит отработанный известковый материал и нефтяной шлам при следующем содержании компонентов, мас.%:

Глина 10-60

Отработанный известковый материал 15-40

Нефтяной шлам 25-50

В качестве отработанного известкового материала он может содержать технологические отходы теплоэлектростанций - осадок гашеной извести или шлам химводоочистки, а в качестве нефтяного шлама может быть использован донный или плавающий нефтешлам или загрязненный нефтепродуктом грунт (патент RU №2271882, B09B 1/00, опубл. 20.03.2006 г.).

По назначению, по технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога.

Недостатки известного решения: недостаточно низкий коэффициент фильтрации, недостаточная морозостойкость, использование специфического отхода в виде нефтяного шлама.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение экологической безопасности шламохранилищ промышленных отходов, снижение себестоимости их строительства.

Техническими результатами являются получение изолирующего материала с пониженным коэффициентом фильтрации и утилизация техногенных отходов.

Технические результаты достигаются тем, что изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов, включающий глиносодержащий материал и материал в виде техногенного отхода, в качестве глиносодержащего материала содержит глину или суглинок, в качестве техногенного отхода - мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при следующем содержании компонентов, мас.%:

глина или суглинок 70-85
мелкодисперсная пыль газоочистки
электротермического производства кремния
и/или кремнистых ферросплавов 15-30.

Сравнительный анализ решения по ближайшему аналогу и предлагаемого решения показывает следующее.

Известное решение и предлагаемое характеризуются сходными признаками:

- изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов, включающий:

- глиносодержащий материал;

- глиносодержащий в виде глины;

- материал в виде техногенного отхода.

Предлагаемое решение отличается от ближайшего аналога следующими признаками:

- в качестве техногенного отхода изолирующий материал содержит мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов;

- изолирующий материал содержит компоненты, мас.%:

глина или суглинок 70-85
мелкодисперсная пыль газоочистки
электротермического производства кремния
и/или кремнистых ферросплавов 15-30

Наличие в предлагаемом техническом решении признаков, отличных от признаков решения по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

Мелкодисперсные пыли газоочисток электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов содержат тонкодисперсные частицы, в основном диоксид кремния и имеют следующий состав, мас.%:

SiO2 - 80,0-95,0

Al2O3 - 0,2-0,5

Fe2O3 - 0,2-0,5

CaO - 1,2-4,0

MgO - 0,8-3,0

Ссвободный - 3,0-8,0

Na2O - до 0,1

SO3 - 0,1-0,2

P2O5 - 0,1-0,15

K2O - 0,1-0,4

TiO2 - до 0,02

SiC - 3,0-5,0

Химический состав пылей может колебаться, в зависимости от исходных видов сырья и технологии, однако содержание основного компонента - диоксида кремния, находится в указанных пределах.

Пыли имеют следующий гранулометрический состав:

Фракции, мкм - %

0-1 - 13,0

1-3 - 13,8

3-5 - 8,4

5-10 - 10,4

10-20 - 14,8

20-29 - 7,0

>30 - 32,6

Удельная поверхность - 15-28 м2/г. Насыпная плотность - 0,2-0,25 г/см3.

Мелкодисперсные пыли газоочисток электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов относятся к группе возгонных пылей, образующихся при испарении в зоне высоких температар и последующей конденсацией возгонов. Частицы таких пылей несут одинаковый статический электрический заряд.

При мокром смешивании глины или суглинка с мелкодисперсной кремнистой пылью образуется материал с высокими противофильтрационными свойствами. Повышение противофильтрационных свойств материала связано с наличием микрочастиц, перекрывающих имеющиеся поры и с высокой удельной поверхностью пылей.

Содержание в составе изолирующего материала мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов менее 15 мас.% не обеспечивает в необходимой мере повышение противофильтрационных свойств материала.

Содержание в составе изолирующего материала мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов более 30 мас.% нецелесообразно, так как при этом значительно снижается вязкость материала, затрудняется его использование при строительстве шламохранилища.

Соотношения компонентов в заявляемом изолирующем материале установлены экспериментально. Результаты экспериментов по выбору соотношений компонентов и по свойствам получаемого материала представлены в таблице.

Таблица
Результаты экспериментов

п/п
Компоненты состава Содержание компонентов, мас.% Коэффициент фильтрации, м/сут
1 Суглинок 100 3,3·10-4
2 Суглинок 87 2,0·10-4
Пыль газоочистки производства кремния 13
3 Суглинок 85 7,5·10-5
Пыль газоочистки производства кремния 15
4 Суглинок 80 5·10-5
Пыль газоочистки производства кремния 20
5 Суглинок 75 3,8·10-5
Пыль газоочистки производства кремния 25
6 Суглинок 70 1,5·10-4
Пыль газоочистки производства кремния 30
7 Суглинок 65 2,0·10-4
Пыль газоочистки производства кремния 35
8 Глина 100 8,5·10-6
9 Глина 87 5,7·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 13
10 Глина 85 4,0·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 15
11 Глина 80 2,5·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 20
12 Глина 80 2,6·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 20
13 Глина 70 3,0·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 30
14 Глина 65 3,9·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 35
15 Глина 80 2,6·10-6
Пыль газоочистки производства кремния 10
Пыль газоочистки производства ферросилиция 10
16 Глина 70 3,0·10-6
Пыль газоочистки 15
производства кремния
Пыль газоочистки производства ферросилиция 15
17 Суглинок 70 1,5·10-4
Пыль газоочистки производства ферросилиция 30
18 Суглинок 70 1,5·10-4
Пыль газоочистки производства кремния 15
Пыль газоочистки производства ферросилиция 15

Соотношения компонентов в составе изолирующего материала могут варьироваться в заявляемых пределах в зависимости от составов и свойств используемого глиносодержащего материала, технологических требований к получаемому материалу.

В результате поиска и сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью признаков, аналогичной или идентичной совокупности признаков, характеризующей предлагаемое техническое решение, обеспечивающей при использовании достижение аналогичных технико-экономических результатов, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить себестоимость строительства шламохранилищ, предотвратить загрязнение прилегающего к хранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов.

Изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов, включающий глиносодержащий материал и материал в виде техногенного отхода, отличающийся тем, что в качестве глиносодержащего материала он содержит глину или суглинок, в качестве техногенного отхода - мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при следующем содержании компонентов, мас.%:

глина или суглинок 70-85
мелкодисперсная пыль газоочистки
электротермического производства кремния
и/или кремнистых ферросплавов 15-30



 

Похожие патенты:
Вяжущее // 2532437
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам гипсовых вяжущих, и может быть использовано для изготовления строительных изделий, а также в монолитном домостроении.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для производства стеновых блоков с классом прочности от В2,5 до В7,5. Технический результат заключается в повышении прочности и морозостойкости, снижении водопоглощения.

Изобретение относится к области утилизации отходов, а именно к переработке буровых шламов. Буровой шлам смешивают с песком в массовом соотношении 1:(0,75-5), вводят соляную кислоту в количестве 0,02-2,246 моль на 1 кг шлама, обеспечивая pH смеси от 5 до 8, осуществляют перемешивание компонентов и сушку.
Изобретение относится к получению полых алюмосиликатных микросфер из зол уноса угольных ТЭЦ, пригодных к эксплуатации при высоких гидростатических давлениях как наполнитель буровых и тампонажных растворов для глубоких нефтяных и газовых скважин, капитального ремонта продуктивных скважин.

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к волокнистым тепло- и звукоизоляционным материалам и способам их получения. Композиционный материал может быть использован для изготовления листовых отделочных и теплоизоляционных материалов в жилищном, сельскохозяйственном, промышленном строительстве, а также для производства формованных упаковочных элементов и тары, склонных к биодеградации, то есть обладающих биодеструктивными свойствами.
Изобретение относится к производству пористого заполнителя для легких бетонов. Технический результат заключается в повышении водостойкости аглопорита.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к производству декоративных изделий, которые можно использовать для интерьерной отделки, например полы, стены, подоконники, столешницы, мозаичные декоративные панно на стенах зданий с применением наполнителя из янтаря и/или отходов янтарного производства, особенно тех, которые до сих пор не использовались.

Изобретение относится к горной и нефтяной промышленности, в частности к способам утилизации буровых шламов. .

Изобретение относится к области химии и металлургии и может быть использовано при получении ценных продуктов из красного шлама. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для захоронения промышленных отходов отрывают котлован.

Изобретение относится к области обработки бытовых отходов, в частности к выводу тяжелых металлов из отвалов твердых бытовых отходов. Для внутриотвальной переработки твердых бытовых отходов формируют отвал, обрабатывают его водами, насыщенными радиоактивными веществами, разрушают, вымывают и растворяют тяжелые металлы за счет миграции активных вод внутри отвала сверху вниз, осаждают тяжелые металлы в нижнем слое отвала на геохимическом барьере.

Предложенная группа изобретений относится к области захоронения отходов. Покрывная система 100 для свалок отходов содержит искусственную траву, которая включает композит из одного геотекстильного слоя 104, сплетенного или связанного в одну или более синтетических нитей, и непроницаемую геомембрану 102, состоящую из полимерного материала.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Материал для рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и карьеров содержит природный грунт и промышленные отходы.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Для изоляции карты действующего отвала промышленных отходов проводят послойное складирование свалочных масс 1, 10 с промежуточным слоем 2 и создают водонепроницаемый экран в месте размещения основания 11.
Изобретение относится к охране окружающей природной среды. Грунтошламовая смесь содержит нефтешлам, буровой шлам, торф, песок, воду, сорбенты и биодеструкторы углеводородов при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтешлам и буровой шлам - 20-25; песок - 20-30; торф - 30-35; сорбенты - 2-5; биодеструкторы углеводородов - 2-5; вода - 10.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Предложен материал для промежуточной изоляции уплотненных слоев твердых бытовых отходов на полигоне.

Изобретение относится к экологии. Для экологически безопасного термического обезвреживания биогаза полигонов твердых бытовых отходов извлекают бизогаз посредством дренажа и создания принудительного разрежения.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способам подготовки кислого газа, содержащего сероводород и углекислый газ, для закачки в пласт через нагнетательную скважину.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области консервации радиоактивных отходов (РАО) в породных массивах. Предложенное хранилище РАО включает форшахту 1, закрепленную стальной обечайкой 2, пробуренную через эту форшахту 1 в породном массиве 3 скважину 4, обсаженную металлической обсадной колонной 6 с дном 7, термоизолятор 11 из инертного водонепроницаемого и термостойкого материала, размещенный по внутренней образующей металлической обсадной колонны 6, внешний инженерный защитный барьер 9 с нижним защитным экраном 10 из бентонито-цементного монолита, внутренний инженерный защитный барьер 12 с верхним защитным экраном 13, систему управления агрегатным состоянием 14 материала внутреннего инженерного защитного барьера 12, выполненную из труб 15, спускоподъемную колонну 16 с размещенными на ней контейнерами 17, 18 с РАО, систему радиоэкологического мониторинга 20 и крышку 21 обсадной колонны 6.

Изобретение относится к области экологии. Предложенный изолирующий материал включает глину, известковый материал, нефтяной шлам и буровой шлам при следующем содержании компонентов, вес. ч.: глина 1,0 известковый материал 0,5-5,0 буровой шлам 0,5-3,0 нефтяной шлам 0,5-7,0 Изобретение обеспечивает уменьшение потребления природных глин, снижает отходы производства при строительстве автодорог и полигонов твердых бытовых отходов, повышает качество конечного продукта. 2 з.п. ф-лы,1 ил., 8 табл.

Предложенное изобретение относится к строительным материалам и утилизации отходов электротермического производства. Изолирующий материал для шламохранилищ промышленных отходов включает глиносодержащий материал и материал в виде техногенного отхода, в качестве глиносодержащего материала он содержит глину или суглинок, в качестве техногенного отхода - мелкодисперсную пыль газоочистки электротермического производства кремния иили кремнистых ферросплавов при следующем содержании компонентов, мас.: глина или суглинок 70-85; мелкодисперсная пыль газоочистки электротермического производства кремния иили кремнистых ферросплавов 15-30. Изобретение позволит предотвратить загрязнение прилегающего к шламохранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния иили кремнистых ферросплавов. 1 табл.

Наверх