Способ гидрофобизации поверхности полидисперсных материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ч975671 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 02. 03. 81 (21) 3260680/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231182. Бюллетень № 43

Р М К з

С 04 В 31/44

С 04 В 41/22

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

{53) УДК 674. 815 (088. 8) Дата опубликования описания 23.11.82

Е.Г.Ипполитов A.Ñ.Ëàòêèí, В.Н.Зубец, A.À.ÞÄàêîâ и В.Д.Богданенко

1 (72) Авторы изобретения

Институт химии Дальневосточного научного центра -", AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ

ПОЛИДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к строительным материалам, а более конкрет но к изготовлению материалов с гидрофобными свойствами.

Известен способ гидрофобизации дисперсных материалов, включающий введение гидрофобизатора с температурой 50-70о С при перемешивании в предварительно подогретую минеральную смесь (щебень, песок, минеральный порошок) и перемешивание в течение 10-20 с 1).

Недостатком данного способа является низкая температура обработки, при которой с поверхности частиц не может быть удалена пленка физически связанной воды и других соединений, препятствующая адсорбции гидрофобизатора. Кроме того, при низких температурах, обусловленных режимом приготовления асфальтобетонных смесей, гидрофобизатор, как правило, находится в жидкой Фазе, и, следовательно, не может быть равномерно расположен по поверхности частиц обрабатываемого материала. В результате указанных причин процесс гидрофобизации не может быть полным.

Наиболее близким к изобретению

По технической сущности является способ гидрофобизации поверхности полидисперсных материалов, включающий разогрев, предварительную термообработку и подачу материала теплоносителем в камеру зоны гидрофобиэации и обработку материала гидрофобизатором в потоке теплоносителя 21.

Недостатком известного способа является то, что им возможна гидрофобизация только лишь легкого, пористого, сыпучего материала типа. вспученного перлита, так как разгрузку материала осу ;ествляют через верхний патрубок в крышке корпуса.

Разгрузка известным способом более тяжелых материалов (практически всех порошков и песков) затруднена и связана с резким ухудшением качества обработки.

Целью изобретения является воэможность обеспечения гидрофобизации поверхности полидисперсных материалов любого минерального и зернового состава.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гидрофобиэации поверхности полидисперсных материалов, включающему разогрев, предварительную термообработку и по ) .дачу материала теплоносителем в ка975671

65 меру эоны гидрофобизации и обработку материала гидрофобиэатором в потоке теплоносителя, предварительную термообработку и подачу материала осуществляют закрученным потоком теплоносителя, подаваемого в камеру сверху, а обработку производят газообразным гидрофобиэатором, подаваемым в нижнюю часть камеры.

Согласно способу гидрофобизации полидисперсные материала нагревают ,до 400-600 С закрученным потоком теплоносителя в вихревом реакторе с последующим прохождением нагретых материалов через закрученный поток гидрофобиэирующего газа. Газообразный гидрофобиэатор в количестве 0,10,2Ъ (от массы материала) генериру-, ется либо за счет неполного сгорания топлива в пламени форсунки, либо за счет теплового разложения в отдельной камере битума, дегтя, песка, мазута и т.п. при 300-450 С, когда еще не происходит окисления продуктов тепловой разгонки. Газообразный гидрофобиэатор, содержащий активные вещества, положительно и отрицательно заряженные, сорбируется горячей поверхностью частиц материала, с которой за счет .высокой температуры нагрева удалена пленка физически связанной воды и других соединений.

Таким образом обработке можно подвергать материалы с любым зарядом поверхности, на которой эа счет равномерного распределения гидрофобизатора возникает адсорбционный слой, по толщине близкий к идеальному слою Лэнгмюра, т.е. толщина которого составляет одну молекулу.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

В верхнюю часть вертикальной камеры вихревого реактора через загрузочное отверстие 1подают минеральный материал, попадающий в зону пламени форсунок 2, расположенных тангенциально и обеспечивающих закручивание потока теплоносителя, в результате чего возрастает интенсивность теплообмена между дисперсной фазой и газовой средой, что ведет к увеличению скорости разогрева материала.

В нижней части вертикальной .камеры расположена еще одна форсунка 3, работающая в режиме неполного сгорания топлива, либо подающая специально приготовленный газообразный гидрофобизатор, причем поток гидрофобизатора закручивают сопутно или . встречно по отношению закрученному аэропотоку, идущему из верхней части камеры. Эакручивание потока гидрофобизирующего газа также преследует цель увеличения времени пребывания частиц в гидрофобизирующей среде. При этом осуществляется сорбция материала гидрофобизатора горячей поверхностью материала, свободной от пленок физически связанной воды и других соединений. Через пережим 4

5 обработанный материал попадает в накопительный бункер 5.

Отработанный теплоноситель удаляют через патрубок 6, введенный сверху по центру камеры на всю длину ее

1р цилиндрической части.

Таким образом, нагрев материала и его гидрофобизацию проводят в одном технологическом объеме беэ механического перемешивания. Вследствие интенсивного материала и сорбции свежей поверхностью частиц оптимально диспергированного гидрофобизатора (поверхностно-активного газа) достигается высокая степень гидрофобности обрабатываемого материала.

П р и м е.р. Через вихревой реактор закрученными потоками теплоносителя пропускают кварцево-поливошпатный песок при температуре аэросмеси

600 С, скорости ввода потоков тепло- носителя в камеру 48 м/с и скорости подачи материала 15 г/мин. Форсунки работают в режиме неполного сгорания, топлива за счет снижения расхода воздуха. После остывания материал полностью гидрофобиэирован. Материал, обработанный таким образом, с течением времени не слеживается даже при штабелировании на высоту до 10 м. капля воды сохраняется на поверхносЗ5 ти обработанного материала более десяти суток.

В таблице приведены показатели качества гидрофобизации предлагаемым

4р способом пыли-уноса Спасского це ггентного завода. Известным способом гидрофобиэация пыли уноса невозможна.

Приведенные данные показывают, что даже для такого трудного для об45 работки порошка, как пыль-унос цементных заводов, качество гидрофобиэации в вихревом аппарате достигается высокое. Порошок обнаруживает краевой угол смачивания, характерный для высокогидрофобных материалов, обработка не только не вызывает комкование порошка, но даже увеличивает удельную поверхность. При этом трудность обработки пыли-уноса заключается в наличие высокоактивных

55 искусственных минералов типа свободной извести и клинкерных (цементных).

Игленно они обесцвечивает раствор метилового голубого. Но после обработки вся поверхность частиц заблокирована пленкой гидрофобизатора и обесцвечивания не происходит, что и говорит о наличие гидрофобной пленки на всех частицах порошка. В аппа- рате по известному способу обработка пыли-уноса невозможны в силу при.

975671 менения метода обработки в каждой . фазе, а также по способу разгрузки.

Обработка перлитового песка по предлагаемому способу дает равномерное покрытие всех частиц пленкой гидрофобиэатора.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключа-. ется в повышении качества обработки

До гидрофобизации После гидрофобиэации

Показатели

Капля впитывается в порошок сразу беэ образования краевых углов

120-130

Сразу

Не происходит

Полное

Удельная поверхность, см /г

4700-5000

4500

Формула изобретения

Способ гидрофобизации поверхности полидисперсных материалов, включаюший разогрев, предварительную термообработку и подачу материала теплоносителя в камеру зоны гидрофобиэации и обработку материала гидрофобизатором в потоке теплоносителя, о тл н ч а ю ш и и с я тем, что, с целью воэможности обеспечения гидро фобизации поверхности полидисперсных материалов любого минерального и зернового состава, предварительную терКраевой угол смачивания, град

Скорость впитывания капли воды

Обесцвечивание раствора метиленового голубого материала при низких расходах гидро- фобиэатора, которым может быть практически любое вещество типа битума, дегтя, антраценового масла и т.п., в высокой интенсивности нагрева в

5 экономичном вихревом реакторе и исключении стадии механического перемешивания. Способ пригоден для порошков любого минерального состава и любой степени дисперсности ° о

Не впитывается до полного высыхания на материале мообработку и подачу материала осуществляют закрученным потоком. теплоу носителя, подаваемого в камеру сверху, а обработку производят газообразным гидрофобизатором, подаваемям в нижнюю часть камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9114751 кл. С 04 В 25/00, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

9722875, кл. С 04 В 31/44, 1976 (про4> тотип) .

975671 составитель М.Хитрова

Техред Т.Фанта Корректор Г. Реиетник

Редактор Л.Лукач

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

Заказ 8922/37 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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