Способ получения безобжигового зольного гравия

Изобретение относится к технологиям производства пористых заполнителей конструкционного назначения на основе техногенного сырья и рекомендуется для крупномасштабной переработки отходов теплоэнергетики в виде кислых и ультракислых зол. Способ получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС, негашеной извести и добавок включает приготовление вяжущего на основе негашеной извести, дозирование компонентов, их увлажнение и перемешивание с последующей грануляцией и твердением гранул, известь предварительно гасят водой до консистенции с расплывом "лепешки" по Суттарду 20-22 см, а полученную суспензию подвергают гидромеханической активации в роторном активаторе со скоростью оборотов более 1000 мин-1 с последующим увлажнением активированной суспензией смеси золы и добавок. Способ предусматривает подачу минеральной крошки с размером частиц 1-3 мм в процессе грануляции. Способ предусматривает подачу сырцовых гранул после тарельчатого гранулятора в уплотнитель - наклонный вращающийся барабан с гофрированной внутренней поверхностью, в котором гранулы последовательно опудривают вначале пластификатором, потом цементом, а затем подсушивают. Технический результат - ускорение твердения безобжигового зольного гравия и повышение его прочности. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится технологиям производства пористых заполнителей конструкционного назначения на основе техногенного сырья и рекомендуется для крупномасштабной переработки наиболее распространенного вида отходов теплоэнергетики в виде кислых и ультракислых зол.

Известен способ получения безобжигового зольного гравия, (БЗГ), на основе кислой золы ТЭС, 20% цемента и добавок, включающий дозирование компонентов, их увлажнение и перемешивание с последующей грануляцией и пропаривания гранул для ускорения их твердения (Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. Учеб. для строит. вузов. - М.: Высш. Шк., 1991. с. 224) [1]. Недостатком указанного способа является низкая прочность продукции - не более 3 МПа, длительный технологический цикл - не менее 8 часов, обусловленный необходимостью в дорогостоящем пропаривании. Повышение доли цемента в составе БЗГ свыше 20% исключает рентабельность его производства. Кроме того, в процессе пропаривания гранулы образуют конгломераты, т.е. переходят из сыпучего состояния в твердое - в виде отдельных кусков, нуждающихся в измельчении.

Известен способ получения БЗГ, принятый за прототип, в котором в дополнении к операциям, указанным выше, на первой стадии способа приготовляют известково-зольное вяжущее с использованием в качестве вяжущего негашеной извести, золы и гипса - сульфатного активизатора твердения золоизвестковой смеси, причем примерно половина золы участвует в процесс твердения как вяжущее (Мичкарева В.И., Спектор М.Д., Кайзер А.А. и др. Пористые безобжиговые заполнители для легкого бетона из пылевидных зол электростанций // Строительные материалы, 1964, №11, с. 34-35) [2]. Недостатком указанного способа является низкая прочность БЗГ<2,5 МПа, а также необходимость в длительной, не менее 16 часов, термообработке золоизвесткового вяжущего, что значительно удлиняет продолжительность технологического цикла и предельно повышает затраты на термообработку.

Задачей изобретения является ускорение твердения безобжигового зольного гравия и повышение его прочности.

Указанная задача решается способом получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС, негашеной извести и добавок, включающим приготовление вяжущего на основе негашеной извести, дозирование компонентов, их увлажнение и перемешивание с последующей грануляцией и твердением гранул, отличающимся тем, что известь предварительно гасят водой до консистенции с расплывом «лепешки» по Суттарду 20-22 см, а полученную суспензию подвергают гидромеханической активации в роторном активаторе со скоростью оборотов более 1000 мин-1 с последующим увлажнением активированной суспензией смеси золы и добавок, причем в процессе грануляции на тарель гранулятора отдельно подают минеральную крошку с размером частиц 1-3 мм, а сырцовые гранулы после тарельчатого гранулятора поступают в уплотнитель - наклонный вращающийся барабан с гофрированной внутренней поверхностью, в котором гранулы последовательно опудривают вначале пластификатором, потом цементом, а затем подсушивают.

Проверку заявляемого способа осуществляли с использованием в качестве сырья золы-уноса Рефтинской ГРЭС, негашеной извести с содержанием CaOакт>90%, активизаторов твердения - щелочного - отхода производства алюминия и сульфатного - отхода производства фтористых солей. Кроме того, использовали пластификаторы, ЛСТ и С-3, также портландцемент М400Д0 и глиноземистый цемент М400. Грануляцию смеси осуществляли в лабораторном тарельчатом грануляторе с диаметром чаши 0,6 м и ее наклоном 50°. В качестве «затравки» зародышей гранул применяли крошку известняка размером зерен 1,2-2,5 мм и ее аналог - отход асбестового производства.

Исходные материалы, исключая известь, тщательно перемешивали, известь затворяли многократным количеством воды и подвергали гидромеханической активации посредством устройства, включающего емкость - вертикальный цилиндр, и привод в виде сверлильной машины с числом оборотов n-1000-1, в которое вставляли металлический стержень, установленный в центр емкости и имеющий на конце лопасти, поперечные вращению.

Активированной суспензией посредством пульверизатора увлажняли смесь сухих компонентов на тарели гранулятора. Полученные гранулы размером 10-12 мм уплотняли непосредственно на тарели вводом пластификатора с последующим опудриванием уплотненного продукта цементом. Подогрев гранул имитировали 5-минутным подогревом порции гранул в разогретом до 70°C сушильном шкафу, при этом точечная прочность гранулы возросла с 1,2 до 1,35 кгс.

В табл. 1 приведены технические свойства сырцовых гранул. Далее гранулы твердели в эксикаторе в нормальных условиях, т.е. при температуре 18+2°C. Их технические свойства оценивали по ГОСТ 9758-86.

Из представленного в табл. 1 следует, что применение активации повышает плотность и прочность гранул, а введение в смесь известняковой затравки повышает на 30%, в сравнении с контрольным составом, выход товарной фракции 10-12 мм. Размер зерен в минеральных затравках составлял 1,2-2,5 мм, что соответствует стандартной фракции крупности крупного песка в бетоне. Включение в состав смеси щелочного и сульфатного активизаторов не ухудшает прочности сырцовых гранул и БЗГ, полученного на их основе.

Повышению ударной прочности гранул до предельных стандартных значений, равных по высоте сброса Н>100 см и числу сбросов n>10, способствует 3-5-минутная выдержка гранул на грануляторе в целях уплотнения ее структуры, составы 3 и 4.

Следует ожидать, что в условиях производства уровень указанного уплотнения возрастет еще выше вследствие увеличения высоты слоя гранул, участвующих в динамическом процессе окатывания, т.е. усилится давление гравитации на гранулы, находящиеся на текущий момент в нижней точке «гофры». Под «гофрой» следует понимать поперечное сечение, имеющее профиль полукруга.

Процесс уплотнения гранул в гофре имитировали, помещая порцию гранул в пластиковом цилиндре на 5 минут на привод лабораторной валковой мельницы. Очевидно, что в наклонном уплотнительном устройстве, имеющем полигофрированное продольное сечение, длительность пребывания материала в сравнении с вариантом прямоугольного (гладкого) сечения должна быть значительно выше.

Введение добавки пластификаторов ЛСТ и С-3 от 0,1 до 0,3% также способствует уплотнению макроструктуры гранул - составы 4-7а. Однако пластификаторы обычно замедляют твердение вяжущего, образуя на поверхности его частиц экран, замедляющий водообмен, что, в свою очередь, тормозит гидратацию вяжущего. Поэтому добавка пластификатора свыше 0,3% нецелесообразна, что подтверждается тем, что увеличение добавки ЛСТ с 0,3%, состав 6, до 0,5,% состав 7, никак не повлияло на свойства сырцовых гранул, но при этом понизило плотность гранул состава 7 в сравнении с составом 6.

Опудривание гранул цементами, составы и их подсушка предотвращают агрегирование гранул в комки при их твердении в штабеле или силосе. Можно ожидать, что присутствие цемента в поверхностном слое гранулы обеспечит формирование упрочненной, по сравнению с ее ядром, скорлупы. Как известно, в сферических телах, например в яйце, такая оболочка обеспечивает максимум прочности тела.

Таким образом, как это следует из табл. 1, вначале гашение извести, а затем ее гидромеханическая активация обеспечивают уплотнение физической структуры сырцовых гранул, а подача минеральной крошки на тарель гранулятора ускоряет процесс получения гранул нужного размера. В последующем дополнительному уплотнению гранул способствует их опудривание пластификатором, а последующее за этим опудривание цементом в сочетании с подсушкой гранул исключает слипание гранул в комки.

В табл. 2 сравнивается динамика твердения гранул на щелочном и сульфатном активаторах.

Из данных таблицы следует, что по истечении 1-х суток процесс твердения БЗГ существенно ускоряется. После двух недель твердения прочность гранул возрастает почти 50-ти кратно. Столь высокий темп роста можно объяснить интенсивным массообменом между золой и известью, катализатором которого являются активизаторы. В сравнении с сульфатным щелочной активизатор обеспечивает более быстрое твердение БЗГ.

В табл. 3 приведены технические характеристики партии безобжигового зольного гравия, полученные по заявляемому способу после 14 суток нормального твердения определенные в соответствии с ГОСТ 9747-90. Заполнители пористый искусственные.

В соответствии с ГОСТ 9747-90 пористый заполнитель указанной выше марки прочности рекомендуется для получения класса бетона не ниже В22,5.

Таким образом, посредством гашения извести водой и гидрохимической активации ее продуктов в виде водной суспензии заданной консистенции, обеспечивающей при смешении с золой и добавками гранулируемость смеси, с последующей подачей на тарель гранулятора затравки в виде минеральной крошки заданного размера, с последующим постадийным уплотнением физической структуры полученных сырцовых гранул, а затем их быстрого твердения, которое достигается воздействием на золоизвестковое вяжущее щелочного или сульфатного активизатора, обеспечивается технический результат заявляемого способа, заключающийся в ускоренном твердении безобжигового зольного гравия и повышении его прочности.

1. Способ получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС, негашеной извести и добавок, включающий приготовление вяжущего на основе негашеной извести, дозирование компонентов, их увлажнение и перемешивание с последующей грануляцией и твердением гранул, отличающийся тем, что известь предварительно гасят водой до консистенции с расплывом "лепешки" по Суттарду 20-22 см, а полученную суспензию подвергают гидромеханической активации в роторном активаторе со скоростью оборотов более 1000 мин-1 с последующим увлажнением активированной суспензией смеси золы и добавок.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе грануляции на тарель гранулятора отдельно подают минеральную крошку с размером частиц 1-3 мм.

3. Способ по пп. 1-2, отличающийся тем, что сырцовые гранулы после тарельчатого гранулятора поступают в уплотнитель - наклонный вращающийся барабан с гофрированной внутренней поверхностью, в котором гранулы последовательно опудривают вначале пластификатором, а потом цементом, а затем подсушивают.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области переработки кремнеземсодержащего нерудного сырья: опал-кристобалитовых горных пород, а также глин и суглинков в пористые пеностеклокристаллические материалы, используемые в строительной индустрии и для теплоизоляции промышленного оборудования различного назначения.

Изобретение относится к твердым материалам на основе гидрофобного аэрогеля и органического связующего и может быть применено для тепловой изоляции зданий. Твердый теплоизоляционный материал, свободный от филлосиликатов, содержит: от 70 до 98% (об.), предпочтительно от 75 до 96% (об.), в частности от 80 до 95% (об.) частиц гидрофобного кварцевого аэрогеля, характеризующихся собственной плотностью от 110 до 210 кг/м3, от 0,3 до 12% (об.), предпочтительно от 0,5 до 9% (об.) органического связующего, образованного по меньшей мере одним органическим полимером и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом или по меньшей мере одним амфифильным органическим полимером, содержащим как гидрофильные последовательности звеньев или группы, так и гидрофобные последовательности звеньев или группы, при этом данные объемные доли определены по анализу изображений для тонких срезов твердого материала и приведены по отношению к совокупному объему материала, а частицы аэрогеля характеризуются распределением частиц по размерам, демонстрирующим по меньшей мере два максимума, причем первый максимум соответствует эквивалентному диаметру (d), меньшему чем 200 мкм, предпочтительно находящемуся в диапазоне от 25 до 150 мкм, а второй максимум соответствует эквивалентному диаметру (D), находящемуся в диапазоне от 400 мкм до 10 мм, предпочтительно от 500 мкм до 5 мм.

Изобретение относится к получению пористых углеродных изделий и может быть использовано в электродах для топливных ячеек, суперконденсаторах и электрических аккумуляторах, в качестве адсорбентов и других областях.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для повышения удельной теплоемкости и теплоаккумулирующей способности бетонов и строительных растворов.

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 99,4-99,6, выгорающую добавку - сухие стебли камыша влажностью в сухом состоянии 10-12%, размолотые до прохождения через сетку № 2,5 0,3-0,5, омыленную канифоль 0,1-0,15.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления керамзита. Сырьевая смесь для изготовления керамзита включает, мас.%: кирпичную глину 96,5-98,0, каолин 0,5-1,0, жидкое стекло с силикатным модулем 3,2-4 и плотностью 1300-1500 кг/м3 1,5-2,5.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.
Изобретение относится к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов. В способе изготовления искусственного пористого заполнителя, включающем послойную укладку гранулированного материала и его спекание в слоях, для образования, по меньшей мере, двух слоев толщиной 10-15 мм каждый, в качестве гранулированного материала используют бой стекла фракции 3-5 мм и гранулированный доменный шлак фракции 0,6-5 мм, после чего спекают при температуре 900-1050°C, охлаждают, подвергают дроблению и фракционированию.
Изобретение относится к области экологии и рационального природопользования и может быть использовано для переработки хвостов обогащения, в частности хвостов обогатительных фабрик золотодобычи. Техническим результатом является снижение загрязнения окружающей среды и получение продукта в виде гранул для использования их в различных каталитических системах и в качестве теплоизоляционного материала.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к способу изготовления теплоизоляционного материала, и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала, предназначенного для термоизоляции чердачных, подвальных перекрытий, межкомнатных перегородок, фасадов зданий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов, которые могут быть использованы для возведения теплиц и других сооружений, преимущественно, сельскохозяйственного назначения.
Изобретение относится к сырьевой смеси для изготовления бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов, в частности при производств изделий из бетонов.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента при обеспечении прочности бетона.
Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия на основе кислой золы. Смесь для получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС включает, мас.%: негашеную известь 5-15, ангидрит 5-15, ускоритель твердения - сталерафинировочный шлак, размолотый до размера частиц менее 100 мкм 5-50, кислую золу ТЭС - остальное.

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве наполнителей и заполнителей бетонов и других материалов при производстве строительных изделий, а также для обеспечения при необходимости возможности беспылевого хранения в отвалах.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента в составе сырьевой смеси для изготовления мелкозернистого бетона.
Изобретение касается производства пористого заполнителя для легких бетонов. Масса для изготовления пористого заполнителя включает, мас.%: глинистые породы 69,0-72,0; зола ТЭС 16,0-22,0; измельченная льняная костра 6,0-10,0; сульфитно-дрожжевая бражка 2,0-3,0.
Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия (БЗГ) на основе кислой золы и добавок. .
Изобретение относится к способу переработки пуццоланов и может найти применение при приготовлении бетонных смесей, строительных растворов и других смесей, включающих цемент.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-70, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, 1-3, отход углепереработки, образующийся при обогащении коксующихся углей, содержащий мас.%: SiO2 - 53,05, Al2O3 - 17,4, Fe2O3 - 3,74, MgO - 1,90, CaO - 3,52, R2O - 3,81, п.п.п. - 16,52, 22-49. Технический результат - повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя, утилизация промышленных отходов. 4 табл.
Наверх