Способ изготовления керамзита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК а) С 04 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНОСУД ОД САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ К АВТОРСКОМ(72) Х.Г.Гильманов, П.Л.Ольков, А.Н.Пилипчук, Л.Г. Здоровцева, Г.К.Панченко и М.Г.Рахимов (71) Уфимский нефтяной институт и Бахчисарайский комбинат Стройиндустрияф( 56).1.0 нацкий С.П. Проиэводство ке энта. М., Стройиздат, 1971, с.116 120.2. Авторское свндетельсто СССР Р 844608, кл. С 04 В 31/20, 1979 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА, включающий приготовление вахты путем смешивания сырья с жидкой органической добавкой, выдержку шихты, формование сырцовых гранул, их сушку и обжиг, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности керамэита при сохранении прочности, выдержку шихты осуществляют при 1-80 С в течеоИзобретение относится к промышленности строительных материалов н можетбыть использовано при производстве керамзитового. заполнителя для бетона пластичныи способом.Известен способ изготовления 5 керамэита путем введения органической добавки в глинистое сырье, подсушивание сформованных гранул и обжига)1 .Известным способом керамзит с ми- О нимальной объемной массой получается только иэ хорошо вспучивающегося глинистого сырья 1 категории, а из средне- и слабовспучивающихся глин 11 и 111 категорий полученный керамзит имеет высокую объемную массу.Наиболее близким к изобретению является способ изготовления кврамзита, включающий приготовление шихтыпутем смешивания сырья с.жидкой органической добавкой, выдержку шихты, формование сырцовых гранул, падсушивание их до остаточной влажности 7-16, термообработку.при 40-100 С в течение .1-10 ч и обжиг, Выдержка приготовленной шихты осуществляется в технологическом цикле в,течение 30 мин: зто время прохождения шииты через глиномешалку, Формовочный пгесс, по транспортерным линиям и т,д. 2 .Известный способ не обеспечивает получение керамэита с достаточно низкой объемной массой иэ средне- и сла" бовспучивающихся глин Т 1 и 1 И категории, Кроме того, из глинистого сырья с высокой карьерной влажностью 35 гранулы формуются неплотные, которые при сушке и обжиге растрескиваются. Получаемый керамэит имеетповышенную насыпную плотность и пониженную прочность. 40Цель изобретения - снижение насыпной плотности керамзита при сохранении прочности.Поставленная цель достигается тем,что,согласно способу изготовления керамэита, включающему приготовление шихты путем смешивания сырья сжидкой органической добавкой, выдержку шйхты, формование сырцовых гра- нул, их сушку и обжиг, выдержку шихты осуществляют при 1-80 С в течение 50 10-300 сут.Способ заключается в следующем.В глиномешалке исходное сырье смешивают с жидкой органической добав,кой. Приготовленную шихту выдержива ют при температуре в массе шихты 1-80 ОС в течение 10-300 сут, затем Формуют .сырцовые гранулы, подсушивают их и обжигают в печи. Предварительную выдержку шихты осуществляют в глинозапаснике или в складских по-. мещениях закрытого (открытого) типа.П р и м е р 1, Для исследования в лабораторных условиях используют средневспучивающееся глинистое сырье Кудеевского месторождения 11 категории и хорошо вспучивающееся сырье Нурлатского месторождения 1 категории, Из этих глин готовят составы ших" ты для формования сырцовых гранул. Шихта 1 - нз глинистого сырья 1 категории в естественном составе (без вспучивающнх добавок), шихта 2 глинистое сырье Т 1 категории с 1,5 жидкой органической добавкой (керамэин), шихта Р 3 - глинистое сырье 11 категории с 1,5 твердой органической добавкой (древесные опилки),Приготовленные составы шихты с влажностью 28 отдельно складируют в небольшие гурты, накрывают полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения .влаги. Шихты предварительно выдерживают при 20 ОСв течение 200 сут. Затем из выдержанной шихты формуют гранулы, сушат до остаточной влажности 16 и обжигают в шахтной печи, где температурный режим соответствует нагреву материала во вращающейся печи 2,5 х 40 м. Качество лабораторных образцов керамзита приведено в табл.1.Предварительная выдержка шихты(1 из хорошо вспучивающегося глинистого сырья 1 категории не снижает насыпную плотность керамзита.Применение выдержки из шихты (3) из средневспучивающегося глинистого сырья 11 категории с твердыми органическими добавками (древесные опил,ки) также не снижает насыпную плотностьПри обжиге сырцовых гранул из шихты (2) беэ предварительной выдержки получаемый керамзит имеет насып- ную плотность 518 кг/м(марка 550), Термообработка при 80 фС в течение 4 ч подсушенных сырцовых гранул до влажности 16 способствует снижению насыпной плотности с 518 до 475 кг/м(марка 500/ .Насыпная плотность керамзитового гравия, полученного из предварительно выдержанной шихты при 20 С в теО чение 200 сут, снижается с 475 до 430 кг/м(марка 450). Следовательно процесс предварительной выдержки шихты более эффективен, чем процесс термообработки подсушенных сырцовых гранул.Эффективность предварительной выдержки шихты по снижению насыпной плотности керамзита зависит от времени выдержки и температуры (см. табл. 2) . Для изготовления керамзита предложенным способом и известным используют шихту из средневспучивающейся глины Кудеевского месторождения 98,5 и керамзина 1,5.При -1 фС предварительная выдержка щихты неэффективна, получаемый6,550 10 90 13 ю 9 55 60 40 60 1090 65 керамзнт имест насыпную плотность518 кг/м. Это вызвано тем, что прнЬотрицательных температурах шихтасмерзается:. Выдержка шихты прн90 С позволяет снизить насыпную9плотность керамэнта до 453 кг/;5марка 500. Выдерживание шихты притемпературах -1,0 С н при 90 С ивыше не позволяет получить керамзнт марки 450.Для получения керамэнта марки 450 10крайние значения температур и длительность выдержки шихты следующие:при 1 ОС длительность выдержки300 сут (= 437 кг/м в . марка 450,при 800 С длительность выдержки 1510 сут (= 440 кг/м - марка 450),Среднее значение при 40 С длитель 0ность выдержки 1000, сут434 кг/м).Таким образом, ингредиент по времени предварительной выдержки шнхты10-30 сут, а ингредиент по температуре должен быть в пределах 1-80 фС.Насыпная плотность керамзита поизвестному способу (сырцовые гранулывлажностью 16 термообрабатываютпри ЗОфС в течение 4 ч ) 475 кг/м.П р и м е р 2. Проверку процесса прсдварительной выдержки шихтыпроводят в заводских условиях, Готовят шихту иэ глинистого сырья ПлодовскогО месторождения (средневспучивающееся, 11 категории) при карьерной влажности 32 с добавкой керамзина в,количестве 1,5 на массу. Глинистое сырье с керамзином смешивают 35в глиномешалке и затем складируют вглийозапаснике и подвергают предварительной выдержке в течение 200 сутпри 200 С. По истечении срока выдержки шихты готовят сырцовые гранулы,подсушивают в сушильном барабане инаправляют в сорокаметровую печьна обжиг. Результаты испытаний .представлены ниже (прототип и предлагаемый керамзит соответственно).Влажность шихты,45мас.32 32Производительностьпечи Ьо полуфабрикату, м/ч 6,5Гранулометрическийсостав полуфабриката,мас. 0-5 мм 305-20 мм 70Выход керамзитаиз печи, м/ч 12,8Насыпная плот-.ность керамэита(общая), к г/м514 465Прочность при сдавливании в цилиндре,кг/см 2 23,2Гранулометрическийсостав керамзита,мас. 0-10 мм10-20 мм Таким образом, в едуча изготопения сырцовых гранул без предварительной выдержки :икты и с последующей термооб:.аботкой сырцовых гранул ,подсушенные % = 16) при 80 С в течение 4 ч нас;-,пная плотность керам 1зита 514 кг/м марка 550. С использованием процесса предварительной выдержки шихты объемная насыпная плотность керамэитового гравия снияается до 465 кг/м- марка 500. Выход керамзита из печи повышается на 1,1 м 3/ч (с 12,8 до 13,9 и /ч) . Прочность керамзита сохраняется на одном уровне (23,0 кг/см), но его коэффициент конструктивного качества повышается с 45,1 до 49.1.Предварительная выдержка шихты оказывает положительное влияние на процесс сушки,н обжига сырцовых гранул. В сушильном барабане сырцовые гранулы не растрескиваются, происходит равномерное подсушивание. На гранулах нет трещин и вследствие этого количество мелочи (Фр. 0-5 мм в полуфабрикате сокращается с 30 до 10,Положительный эффект предварительной выдержки шихты по снняению насыпной плотности керамзита объясняется тем, что жидкая органическая добавка постепенно адсорбируется в микрокапиллярах на поверхности частиц глин. Адсорбированная добавка преждевременно не окисляется и не восстанавливаются окислы железа. Восстановительные процессы смещаются в область более высоких температур при условиях низкой вязкости пиропластической массы и в результате дополнительного количества газов (СОи Пд) от реакций восстановления Гефв Ге 2 вспучивают керамэит. Кроме того, выдержка шихты оказывает положительное влияние на сушку сырцовых гранул н обжиг керамэита. Добавка, постепенно адсорбируясь, вытесняет воду иэ микрокапилляров, тем самым уменьшается количество "межпакетной" воды между слоями минералов, гранулы формуются более плотными. Прн длительном контакте глины 1 с жидкой органической добавкой в естественных условиях последняя окисляется без выделения газов-восстановителей (СО), желтый цвет глины превращается в темно-серый и глинистое сырье переходит в класс высоковспучиваюцихся глин. У окисленной добавки повышается ее связующая.способность по отношению глинистых час" тиц, которые при сушке и обжиге не растрескиваются.При производстве 100 тыс, м керамзита в год экономический эФФект от изобретения в сравнении с базовым способом составит 22 тыс. р. в год.Таблица Состав шихты Пример Влажность шихты, мас.Ъ Насыпная плотность керамзита,кг/м, из шихтыбез предварительной вы- держки без термообработкисырцовыхгранул Глинистое сырье 1категории, в естественном составе 350 350 350 Глинистое сырье Икатегории 98,5%,керамзин 1,5 430 518 475 Глинистое сырье 11категории 98,5%,древесные опилки1,5 560 28 560 560 вйВремйсут. Таблица 2 Температура, ес-1 0 518 518 514 553 440 453 518 0 518 518 518 1 518 518 518 51810 518 518 518 511 Составитель М, ХитроваТехред, Л. Иикеш Редактор О.Колесникова Корректор О.Тигор Прдписное термообработка подсушенных(прототип) 100 518 515 510 434 430 453 200 518 496 454 430 430 453 300 518 456 437 430 430 453 400 518 451 430 430 430 453 Заказ 9699/21 Тираж 622ВНИИПИ Государственного ксааитета СССРпо делам изобретений и Открытий113035, Москвар Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 с предварительнойвыдержкойпри 20 ОСв течение200 сут