Способ получения активированного порошкообразного бентонита



Способ получения активированного порошкообразного бентонита
Способ получения активированного порошкообразного бентонита

 


Владельцы патента RU 2595125:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова" (RU)

Изобретение относится к технологии получения порошка активированного бентонита, который используется в бурении, металлургии, строительстве, процессах адсорбции и катализа. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности, а также сокращение продолжительности процесса активации за счет сокращения используемого оборудования в производстве активированного порошкообразного бентонита. В предлагаемом способе после измельчения в валковой дробилке при комнатной температуре бентонит сначала переводят в пропеллерную мешалку при заданном соотношении глина-вода и интенсивно перемешивают в течение одного часа до получения однородной суспензии, а затем в полученную суспензию добавляют Na2CO3 в количестве 1,5-2% от массы бентонита и перемешивают еще 30 мин. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность и упростить технологию получения активированного порошкообразного бентонита, а также сократить продолжительность процесса активации. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии получения порошка активированного бентонита, который используется в бурении, металлургии, строительстве, процессах адсорбции и катализа.

Известен способ активации глинистых материалов в две стадии. На первой - в увлажненный глинистый материал в процессе перемешивания в качестве активатора вводят простые соли и\или основания натрийсодержащих соединений с целью замещения катионами натрия катионов кальция, адсорбированных на поверхности глин. На второй стадии в условиях перемешивания вводятся комплексообразующие соединения натрия с целью замещения катионами натрия оставшихся в бентоните катионов магния и железа. Количество вводимых активаторов определяют по формулам, которые учитывают состав и концентрацию обменных катионов. После завершения второй стадии бентонитовая паста высушивается, затем размалывается в шаровой мельнице и используется в производстве литейных форм [Патент РФ 32044587, В22С 1/00, опубл. 27.09.1995]. Недостатками данного способа является сложность технологии активации в две стадии и использование двух видов соли.

Известен способ активации бентонитовой глины путем смешивания ее при влажности 20-45% с натрийсодержащими реагентами - активаторами. В ходе этого процесса действием пара повышают влажность и температуру смеси до 40-75°C. При этом повышается растворимость активатора и скорость диффузии катионов натрия к обменным позициям. Активированный бентонит высушивают до остаточной влажности 10%, измельчают и определяют физико-механические и коллоидно-химические свойства. [Патент РФ №2199504, С04В 33/04, опубл. 02.27.2003]. Предложенный способ трудоемкий, так как требует непрерывного контроля и регулирования водяным паром влажности и температуры бентонитовой глины, что осложняется при больших объемах активируемой глины, имеющее место в производственных условиях.

Известен способ получения активированного бентонита, включающий предварительное дробление бентонитовой глины и последующий совместный помол ее с ромбическим кристаллогидратом соды Na2CO3 H2O (или минералом - термонатрит) в количестве 1,5-2% от массы глины в течение 0,5-1,0 ч. [Патент РФ №2297434, С1, С04В 33/04, опубл. 20.04.2007]. Недостатками данного способа являются необходимость создавать самостоятельную технологию для производства активатора Na2CO3 H2O и требование получать фракции частиц бентонита размерами 0,071-0,08 мм для совместного помола натрийсодержащего активатора и глины,

В качестве прототипа принят способ активации бентонитовой глины, включающий измельчение ее в валковой дробилке, химическое модифицирование в два этапа солью натрия (1,25%) в водной среде при комнатной температуре и соотношении глины и воды 1:1,35. Первый этап предусматривает 40-50 минутное перемешивание глины, воды и соли натрия в шаровой мельнице мокрого помола. Для второго этапа суспензия бентонита с активатором из шаровой мельницы переводится в емкость с пропеллерной мешалкой и продолжают активацию 120 минут. Затем суспензию подают в башенную распылительную сушилку для получения порошка. [Патент РФ №2101258, C1, С04В 33/04, опубл. 10.01.1998]. Недостатками указанного способа являются трехчасовая продолжительность процессов активации и диспергирования бентонита в присутствии активатора, являющегося коагулянтом и противодействующего измельчению глины, а также наличие в технологии энергоемкого этапа мокрого помола глины в шаровой мельнице низкой эффективности в условиях действия коагулянта.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности технологии, а также сокращение продолжительности процесса активации за счет сокращения используемого оборудования в производстве активированного порошкообразного бентонита.

Технический результат достигается за счет предлагаемого способа, где, после измельчения в валковой дробилке при комнатной температуре, бентонит сначала переводят в пропеллерную мешалку при заданном соотношении глина-вода и интенсивно перемешивают в течение одного часа до получения однородной суспензии, а затем в полученную суспензию добавляют Na2CO3 в количестве 1,5-2% от массы бентонита и перемешивают еще 30 мин.

Бентонит после измельчения в валковой дробилке при комнатной температуре переводят в пропеллерную мешалку при заданном соотношении глина-вода (например, 1:1,35) и интенсивно перемешивают в отсутствии Na2CO3 до получения однородной суспензии. При этом за период менее часа происходит диспергирование глины мешалкой и водой (распускание) и рост удельной поверхности частиц бентонита. После этого с целью активирования глины в пропеллерную мешалку в процессе перемешивания подается Na2CO3 в количестве 1,5-2% от массы бентонита. При этом высокая удельная поверхность частиц бентонита в суспензии способствует повышению скорости катионного обмена и быстрому снижению концентрации коагулирующих катионов на твердой поверхности. Процесс активации завершается через 30 минут после введения Na2CO3. Далее суспензия подается на башенную распылительную сушилку.

Зависимости коллоидальности бентонита от концентрации Na2CO3 и времени активации представлены на фиг. 1 и фиг. 2.

Порошкообразный бентонит, полученный предлагаемым способом, по сравнению с прототипом, имеет более высокий индекс набухания (Табл. 1).

Пример 1

40 г природной бентонитовой глины, измельченной в валковой дробилке до размера кусков не более 7 мм и влажностью 20% смешивается с водой при соотношении бентонита и воды 1:1,35, получая концентрированную суспензию. Далее суспензию подвергают перемешиванию в емкости с 3-х лопастной пропеллерной мешалкой в течение 60 мин. За это время куски бентонита успевают диспергироваться. Далее в суспензию добавляют 2% Na2CO3 и продолжают перемешивание еще на 30 мин. Затем бентонит высушивается.

Пример 2

Один килограмм природной бентонитовой глины, измельченной в валковой дробилке до размера кусков не более 7 мм и влажностью 20% смешивается с водой при соотношении бентонита и воды 1:1,35, получая концентрированную суспензию. Далее суспензию подвергают перемешиванию в емкости с лопастной пропеллерной мешалкой в течение 60 мин. За это время куски бентонита успевают диспергироваться. Далее в суспензию добавляют 2% Na2CO3 и продолжают перемешивание еще в течение 30 мин. Затем бентонит высушивается.

Способ получения активированного порошкообразного бентонита, включающий измельчение глины в валковой дробилке, последующее диспергирование и активирование солью натрия в пропеллерной мешалке при соотношении глины и воды 1:1,35, сушку полученной суспензии в башенной распылительной сушилке, отличающийся тем, что после измельчения в валковой дробилке при комнатной температуре бентонит сначала переводят в пропеллерную мешалку при заданном соотношении глина-вода и интенсивно перемешивают в течение одного часа до получения однородной суспензии, а затем в полученную суспензию добавляют Na2CO3 в количестве 1,5-2% от массы бентонита и перемешивают еще 30 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к производству огнеупорных изделий для высокотемпературной теплоизоляции с повышенными физико-техническими свойствами по скоростной энергоэффективной технологии.

Изобретение относится к керамической промышленности, в особенности к способам отбеливания каолина, содержащего примеси железа, придающие ему окраску, применяемого в производстве керамических изделий.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки включает, мас.%: каолин 72,5-73,0; бентонит 2,0-2,5; фосфорит 6,0-7,5; циркон 14,0-16,0; муллит 3,0-3,5.
Изобретение относится к расклинивающему наполнителю и его использованию при гидроразрыве для добычи нефти и газа. Сверхлегкий расклинивающий наполнитель приготовлен из смеси сырьевых материалов, содержащей фарфоровую глину, гончарную глину и каолин и/или кремнистую глину, где содержание, вес.%: фарфоровой глины 5-85, каолина и/или кремнистой глины 5-85, гончарной глины 5-30.
Изобретение относится к производству керамических изделий строительного назначения и может быть использовано в технологии изготовления кирпича, черепицы. Керамическая масса для изготовления строительных керамических изделий включает глину с содержанием Fе2O3>4%, природный песок и вулканический пепел при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 70-90; песок 5-15; вулканический пепел 5-15.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления напольной плитки. Керамическая масса для изготовления напольной плитки включает, мас.%: глина 39,0-43,0; пегматит 26,0-28,0; андезит 10,0-12,0; тальк 12,0-14,0; сподумен 7,0-9,0.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных и теплоизоляционных материалов.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления изделий декоративно-художественного назначения. Керамическая масса содержит, вес.ч.: каолин 500-550; жженая охра 100-125; перекись марганца 25-50; тальк 250-275.
Наверх