Способ получения легкого заполнителя

 

О П И С А Н И Е 925908

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1801.80 (21) 2872634/29-33 с присоелинением заявки .%(23)Приорнтет(51) М. Кл.

С 04 В 31/02

С 04 В 3 l/10

3Ъеударстееииый комитет

СССР

IID делам изобре1еиий и открытий

Опубликовано 070582. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 070582 (53) УДК 666.972 . (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П,Петров, В.А.Федоров, M.И.роговой, М. .Шпирт и В.М.Красавин

f " 1 м 3

\ (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательскив

1 по керамзиту НИИКерамзит (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству легких заполнителей из минеральных отходов угольной промышленности, Известен способ получения аглопо5 рита из отходов добычи и обогащения угля с содержанием углерода 8-303 путем их термообработки при 800о

1000 С до содержания углерода в

10 продукте 9,8-10,53 с последующим уплотнением продукта в процессе спека-. ния j1).

Недостатком этого способа является высокая плотность получаемого запол"

35 нителя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения легкого запол нителя из минеральных отходов угольной промышленности с содержанием углерода 5-354 путем измельчения отходов, введения в них кристаллогид ратов сульфатов в количестве 2-54, гранулирования их предварительной Ф термообработки в окислительной среде при 700- 1000 С в течение 30-90 мин до остаточного содержания углерода

0,01-1,51 и обжига с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом 12).

Недостатками этого способа являются коррозия металлических частей оборудования под действием сернистого газа S О, выделяющегося при разложении кристаллогидратов сульфатов в процессе термоподготовки и обжига, усложнение технологического процесса, связанного с введением добавки, и необходимость тщательной гомогенизации смеси, длительность процесса выжигания углерода из мате" риала.

Цель изобретения,- повышение качества легкого заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения

3 9259 легкого заполнителя из минеральных отходов угольной промышленности с содержанием углерода 8-353; включающему измельчение отходов, гранулирование их, предварительную термоподготовку гранул в окислительной среде

О при 800- 1000 С и последующий обжиг с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным материалом, после термоподготовки произ- 3Q водят охлаждение гранул до 700-20 С.

Выгорание углерода из углесодер-, жащего сырья происходит с поглощением тепла по следующей реакции:

С + СО2- 2СО, Эта реакция начинается при температуре свыше 700 С. Поскольку при 800 С начинает появляться расплав, замедляющий проникновение кислорода в грану- 20 лы, выжигание углерода целесообразно вести при 800-1000 С. При более высоких температурах кислород практически не поступает в гранулу и выжигание углерода не происходит. 25

Продукт реакции СО диффундирует из зоны реакции к поверхности гранул и окисляется кислородом (с выделением тепла) по реакции 2СО+02=2С02.

Часть COg выходит наружу, а часть зо диффундируют во внутренние сгнои гранулы и реагирует с углеродом.

Интенсивность процессов диффузии

СО и СО со временем по мере продвижения реакции во внутренние слои гра- З5 нул замедляется. На нее влияют размер гранул, содержание углерода в гранулах и интенсивность теплового потока. Если в начальный период нагре ва гранул диффузия кислорода и углекислого газа поддерживается интенсивным тепловым потоком, нагревающим гра нулу, то пе мере выравнивания темпера тур наружных и внутренних слоев гранул такая возможнос отсутствует.

При охлаждении гранул изменяется направление теплового потока и увеличивается интенсивность выхода из гранул продуктов реакции СО. CO npu температурах ниже 700 С и при ката- 50 литическом воздействии керамики разла гается на СО2 и С. Таким образом, происходит как бы перенос (переотложение) углерода из внутренних слоев в наружные и его усреднение. Посколь- 55 ку интенсивность переноса зависит ,от удельного содержания углерода во внутренних слоях, общее содержание yr

08 4 лерода в гранулах выравнивается. Это позволяет увеличить общее содержание углерода в грануле после предваритель ной термообработки до 1,5-33,который в процессе охлаждения перераспределяется и содержание его как в наруж ных, так и внутренних слоях не превышает 1i.

При последующем обжиге гранул до

1100- 1ч00 С через имеющиеся в гранулах полости, по которым происходит выход продуктов реакции при охлаждении, кислород интенсивно проникает в

r гранулы, чему способствует тепловой поток, на гревающий гранулу и нап; равленный от поверхности ее во внутрь

В этом случае возможно прямое окисление углерода кислородом по реакции

С+ О = СО .

Эта реакция сопровождается выделением значительного количества теп iла, вследствие чего гранулы интенсивно нагреваются. S дальнейшем по мере накопления продуктов реакции, окисление углерода происходит по выше изложенной схеме. Кроме того, в окислении углерода принимает участие кислород трехвалентного железа. Интенсив ность выгорания углерода в гранулах зависит от его содержания в массе, поэтому и на этом этапе продолжается выравнивание содержания углерода в гранулах.

Более равномерное распределение углерода по сечению гранулы способствует созданию более мелких пор и их равномерному распределению в готовом продукте, что в конечном итоге приводит к улучшению качества заполнителя, снижению его кажущейся плотности.

Технология способа состоит в следующем.

Отходы угольной промышленности размалывают в шаровой или шахтной мельнице до толщины менее 1 мм.

Из полученного порошка на ленточном прессе или тарельчатом грануляторе формуют гсанулы, которые подсушивают в сушильнсм барабане и подают в реактор паевдсожиженного слоя для выжигания углерода до остаточного содержания углерода 1,5-33 при 800-1000 С в течение 10-30 мин.

Затем гранулы охлаждают, например, сжатым воздухом при подаче от реактора псевдоожиженного слоя в бункер запаса, откуда они дозатором подаются

5 92590 во вращающуюся печь для обжига, в про цессе которого происходит вспучивание гранул.

Кажущаяся плотность кг/м

Сырье

ТемпеСодержание углерода, /

Температура охлаждения, С

Условия проведения предварительной термооб работки ратура обжига, общее в грануле в поверх ностном слое

Время, мин

Температура, С

Отходы углеобогащения

60 Без ох- 1320 0,01 2,5 лаждения

0,93

900

60 700 1320 0,21 1,8

60 500 1320 0,23 1,8

0,57

900

То же

0,60

900

0,61

1320 0,18 1,8

60 20

900

Отходы углеобогащения с добавкой 3 :

MgS O

60 Без ох- 1320 Отсутлажде- ствуст 0,90 0,67 ния

900 моподготовку гранул в окислительной среде при 800- 1000 C и последующий обжиг с одновременным опудриванием гранул дисперсным огнеупорным матери-. алом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества легкого заполнителя, после термоподгоформула изобретения

Пример . Отходы углеобогащения с содержанием углерода 34,824 измельчают в шаровой мельнице до тонины менее 1.мм. Из полученного порошка на лабораторном прессе формуют гранулы размером 10х10 мм. Посушенные в сушильном шкафу до постоянного веса гранулы вносят в муфельную печь, разогретую до 900 С и выдерживают в ней 40 и 60 мин. Затем гранулы охлаждают на воздухе до 20, 500 и 700 С после чего помещают в шахтную печь, разогретую до оптимальной температуры

Способ получения легкого заполнителя из минераль ных отходов уголь ной про.S мышленности с содержанием углерода 8"

35/ включающий измельчение отходов, ранулирования их, предварительную тер8 6 вспучивание отходов 1320 С и выдерживают при этой температуре 7 мин.

Для сравнения по этой же технологии, но без охлаждения получают гранулы заполнителя с добавкой Зь

ИдЗ 04.

Полученные результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, что кажущаяся плотность гранул, полученных по пред. лагаемому способу на 10-153 ниже чем по известному.

Использование данного способа позволяет повысить качество легкого за" полнителя за счет более равномерного распределения мелких пор в готовом продукте.

Составитель Г.Писаренко

Редактор Т. Веселова Техред M. Гергель Корректор M. Пожо

Заказ 2873/4 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

7 925908 товки производят охлаждение гранул до 700-20 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское

V 548586, кл. С

2, Авторское

М 730655, кл. С

8 свидетельство СССР

04 В 31/02, 1975 ° свидетельство СССР

04 В 31/02, 1978,