Способ получения искусственного пористого заполнителя

 

Использование: изготовление керамзита из слабовспучивающегося глинистого сырья. Сущность изобретенияв качестве вспучивающей добавки в глинистое оырьэ вводят электрохимически окисленную эмульсию таллового пека. Электрохимическое окисление осуществляют в течение 0,5-2 ч при следующих параметрах: сила тока 1А, напряжение 90 В. Окисленную эмульсию вводят в воду затворения и перемешивают с глинистым сырьем Грануляцию и обжиг проводят по известной технологии получения керамзита пластическим способом Насыпная плотнюсть заполнителя 169-182 кг/м3, прочность 1,67-1,80 МПа, 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 04 В 14/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Q1 (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890766/33 (22) 17,12,90 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Новосибирский инженерно-строительный институт им. В.В,Куйбышева (72) В.К,Козлова, Л.Н.Тацки, Н.А,Лохова, Ю.Г.Хайбулин и Д,В,Ульянов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1609767, кл. С 04 В 14/12, 1989, Авторское свидетельство СССР

¹ 1692961, кл, С 04 В 14/12, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ (57) Использование: изготовление керамзита из слабовспучивающегося глинистого

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления керамзита из слабовспучивающегося глинистого сырья.

Известен способ получения пористого заполнителя из слабовспучивающегося сырья и добавки, полученной эмульгированием таллового пека и масляного скопа в водном растворе щелочного стабилизатора, Заполнитель, полученный этим способом, имеет относительно высокую насыпную плотность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по ехнической сущности и достигаемому эффекту является способ производства керамзита, при котором глинистое сырье смешивается с добавкой, полученной при обработке эмульсии таллового пека гипохлоритом натрия.

Недостатком известного способа является многостадийность технологического.. Ж 1765131 А1 сырья. Сущность изобретения: в качестве вспучивающей добавки в гllvHNGTco сырье вводят электрохимически окисленную эмульсию таллового пека; Электрохимическое окисление осуществляют в течение

0,5 — 2 ч при следующих параметрах: сила тока 1А, напряжение 90 В, Окисленную эмульсию вводят в воду затворения и перемешивают,с глинистым сырьем, Грануляцию и обжиг проводят по известной технологии получения керамзита пластическим способом. Насыпная плотность заполнителя 169 — 182 кг/м, прочность 1,67 — 1,80

МПа, 1 ил„2 табл. процесса приготовления добавки и необходимость использования раствора гипохлорита натрия, теряющего реакционную способность при хранении, Вышеназванные причины осложняют возможность широкого применения добавок на основе таллового пека на керамзитовых предприятиях.

Целью изобретения является снижение насыпной плотности заполнителя.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве вспучивающей добавки в глинистое сырье испсльзуют эмульсию таллового пека, предварительно электрохимически окисленную в течение 0,5...2 ч при следующих параметрах: сила тока 1 А, напряжение

90 В, 4ля изготовления заполнителя используют слабовспучивающиеся Братские суглинки. Химическии состав глинистой породы представлен в табл.1.

1765131

Талловый пек является побочным продуктом сульфатно-целлюлозного производства, который образуется в процессе дистилляции таллового масла.

Талловый пек содержит, мас.%: нейт- 5 ральных веществ 24 — 38, окисленных веществ 12-29, смоляных кислот 6 — 26, жирных кислот 28 — 41. Кислотное число 2442 мг KOH/г, число омыления 49 — 155 мг

KOH/г, температура размягчения 30-50 С. 10

Эмульгирование таллового пека в щелочной среде используется для того, чтобы перевести водонерастворимый продукт в технологическое водорастворимое состояние. При этом в процессе эмульгирования в 15

2%-ном растворе NaOH происходит частич- .

RC0ONa

RC00 — Катод — Na +

4Hz0 «4Н + 40H

4Н++ 4е = 2Hz

Анод +

4Н20, 4Н + 40Н

406 — 4е =2Н20+ 02

Пример осуществления способа производства.

Талловый пек эмульгируют "при нагрева20 нии в 2%-ном водном растворе щелочного стабилизатора (NaOH) и перемешивают в течение 2„,3 мин до получения стабильной эмульсии.

Массовое соотношение органической

25 части эмульсии и 2%-ного раствора щелочного стабилизатора составляет 1:3. В пересчете на сухое вещество массовое соотношение щелочного стабилизатора и органической части эмульсии составляет

30 1:17.

Электрохимическое окисление приготовленной эмульсии осуществляют на установке, схема которой представлена на чертеже (a течение 0,5...2 ч при следующих

35 параметрах; сила тока 1 А, напряжение 90 .В), где 1 — выпрямитель; 2 — емкость для окисления и восстановления эмульсии таллового пека, 3 — электронный мост, 4 — графитовый анод; 5 — свинцовый катод; 6—

40 магнитная мешалка.

Окисленную эмульсию вводят в воду затворения и перемешивают с глинистым сырьем до равномерного распределения компонентов. Грануляция и обжиг осущест45 вляются по известной технологии получения керамзита пластическим способом.

Конкретные примеры реализации способа изготовления керамзита и характеристика свойств заполнителя приведены в

50 табл.2.

Примеры ¹ 2,3,4 реализации способа подтверждают оптимальность выбранного

На аноде, под действием кислорода, получаемого электролитическим способом, происходит окисление компонентов пека, что приводит к появлению дополнительных кислородсодержащих групп, способствующих увеличению общего газовыделения при термической обработке. Так, например, при нагревании карбоксильные группы карбоновых кислот декарбоксилируются по схеме: г

R-с я-Н+сс, 1

ОК

Образующиеся газы интенсифицируют окислительно-восстановительные процес.сы, протекающие при обжиге, и ускоряют переход массы в пиропластическое состояние.

При описанном электрохимическом окислении кислородом таллового пека не происходит значительных деструктивных процессов в компонентах пека, что способствует сохранению широкого температурного интервала выгорания добавки. Вышеназванные процессы в совокупности обеспечивают рост вспучивающего эффекта и снижение насыпной плотности заполнителя. Использование электрохимического окислейия не вызывает коагулации таллового пека в отличие от обработки раствором гипохлорита натрия, при котором введение дополнительного электролита (NaCIO) способствует разрушению гидратных оболочек змульгированных частиц и вызывает их слипание. ное омыление жирных и смоляных кислот с образованием их натриевых солей RCOONa.

Электрохимическое окисление эмульсии таллового пека проводится на установке, схема которой представлена на чертеже.

При пропускании электрического тока через водный раствор соли активного металла и кислородсодержащей кислоты (RCO0Na) ни катионы, ни анионы соли не разряжаются; вместо них разряжаются йоны воды: йа катоде — ионы водорода, а на аноде — ионы гидроксида.

Поэтому на катоде выделяется водород, а на аноде — кислород. Электролиз водного раствора RCOONa протекает по следующей схеме, 1765131

Таблица1

Содержание основных оксидов, Ф по массе на сухое вещество

Месторождение

Сао HgO MnO Na О

Si О,„ Л1 О, TiOz Ге о Геа

Братское, карьер

"Аэропорт"

5613 1396 081 457 126 361 50 012 051

П. П. П. общ. в т.ч. орг.

0,15 8,46 0,4

4,41

Таблица2

Примеры реализации способа

Известный способ

Наименование по ка зателя

J 7

Расход глинистого сырья, мас.ь

99,682 99,047 98,412 97,776 97,!41

Расход таллового пека, мас.т

2,7

0,9 1,5

2,1

0,3

0,053 0,088

Расход щелочного стабилизатора,мас. ь 0,018

0,124 0,159

120 180

179 196 212-265

Продолжительность электрохимического окисления, мин

30 60

Характеристика керамзита в фракциях

5-20 мм по

ГОСТ 9758-86:

Плотность насыпная,кг/мз

182 169

207

167 171 194 .. 210231

1 uО

2,10

Прочность, ИПа

50 режима обработки эмульсии пека и состава сырьевых шихт. При выходе за граничные значения цель изобретения не достигается.

По мнению авторов оптимальным является способ изготовления заполнителя, при котором глинистое сырье затворяют водой, в которую введена эмульсия таллового пека в количестве 0,9...2,1 мас,,(, предварительно электрохимически окисленная в течение

0,5.„2 ч.

Использование предлагаемого способа производства керамзита способствует не только повышению качества заполнителя и упрощению технологии его изготовления, но и позволяет отказаться от применения в процессе модифицирования пека хлорсодержащих реагентов, что улучшает условия труда.

Формула изобретения

Способ получения искусственного пористого заполнителя путем смешивания слабовспучивающегося глинистого сырья с водорастворимой добавкой, полученной из эмульсии таллового пека, гранулирования и обжига,отлича ю щий с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности и упрощения технологий изготовления заполнителя, 5 добавку получают электрохимическим окислением эмульсии таллового пека в течение

0,5 — 2 ч и вводят в количестве 0,9 — 2,1 мас. 7; от массы глинистого сырья.

1765131

35

45

Составитель B.Êoçëîâà

Техред М,Моргентал Корректор О,Юрковецкая

Редактор

Заказ 3351 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101