Способ изготовления стеновых изделий из отходов углеобогащения

(21 (22 46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт горючих ископаемых(56) 1. Авторское свидетельство ССС561714, кл. С 04 В 33/13, 1974.2. Бурмистров В,Н. и др. Использование отходов угольной промышленности в качестве сырья для производства керамических стеновых изделий.Обзорная информация ВНИИЭСМ М1976, с. 24-30,(прототип).(54 ) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХИЗДЕЗ)ИИ ИЗ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯпутем грохочения, измельчения доразмера частиц 0,05-0,5 мм, Формования и обжига, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения времениобжига за счет исключения или уменьшения изотермической выдержки и одновременного повышения прочности изделий, перед измельчением выделяютклассы крупности 13-25, 25-50, 5080 мм и смешивают их в соотношении1-4:1-3:1-3.10 25 30 Недостатками известного способа являются непостоянное соотношение в исходном сырье количества отходов углеобогащения различных классов крупности, характеризующихся различным химическим составом (главным образом, различным содержанием горючих веществ), что,приводит к снижению прочности получаемых изде ний, т,е. ухудшению их качества, непостоянное соотношение количества отходов различных классов крупности с разным составом, что приводит к нестабильному и в большинстве слу чаев избыточному содержанию топлива в шихте, а это требует дополнительного времени для обжига сырца и снижает производительность процесса, наличие мелких классов (1-13 мм) в 65 Изобретение относится к получении стеновых керамических изделий, а также утилизации отходов угольной промышленности и может быть использовано в промышленности строительных материалов и угольной промышленности.Известен способ изготовления стеновых изделий путем смешивания отходов углеобогащения и кремнисто-опаловой породы, формования и обжига при 1050-1150 фС с изотермической выдержкой при 900-1000 С в течение 2-8 ч П.Недостатком указанного способа является то, что введение в шихту отходов углеобогащения с различным 15 гранулометрическим составом приводит к непостоянству качества изделий за счет различия химического и минерального состава исходногосырья (например, при избытке мелких классов отходов в сырье). Кроме того, непостоянство гранулометрического состава исходного сырья и наличие в отходах класса менее 13 мм приводит к повышенному содержанию горючих веществ в сырце, что требует при обжиге сырца обязательной изотермической выдержки для выжигания углерода в течение 2-8 ч и более, снижает производительность процесса и приводит к повышенному расходу топлива. Причем необходимо проведение специальных мероприятий (например, газификация отходов паровоздушной смесьЮ) для выжигания избыточного углерода в случае колебания состава отходови, следовательно, при этом снижается производительность процесса.Наиболее близким к изобретению является способ изготовления стена выхизделий из отходов углеобогащения путем грохочения, измельчения до размера частиц 0,05-0,5 мм, формо вания и обжига при 1020-10 бО С с изо-. термической выдержкой в течение 45 б ч 21. отходах, что повышает их общуювлажность и требует дополнительнойоперации по сушке отходов перед ихдроблением.Цель изобретения - сокращениевремени обжига эа счет исключенияили уменьшения изотермической выдержки и одновременного повышения прочности изделйй,Указанная цель достигается тем,что согласно способу изготовлениястеновых изделий иэ отходов углеобогащения, путем грохочения, измельчения до размера частиц 0,050,5 мм, формования и обжига передизмельчением выделяют классы крупности 13-25, 25-50, 50-80 мм исмешивают их в соотношении 1-41-3 : 1-3.Выделение классов крупности13-25, 25-50, 50-80 мм обусловленотем, что различные классы крупностиотходов характеризуются различнымсодержанием в них горючих веществ.Установлено, что, например, дляотходов одной из фабрик Кузнецкогобассейна величина потерь массы припрокаливании (п.п.п.,Ъ), характеризующая содержание горючих веществ,в отходах разной крупности изменяется следующим образом: 0,5-3 мм -Зб,5; 3-13 мм - 2 б,О, 13-25 мм1 б,5, 25-50 мм - 13,0, 50-80 мм10,5, 80-100 мм - 8,2, Величинап.п,п. для рядовых отходов колеблется в пределах 17-30. В соответствии с экспериментальными данными оптимальные показатели качества изделий и процесса их производства обеспечиваится при величинеп,п.п., равной 12,4-15, т.е, оптимальным является использованиеименно классов отходов 13-25,25-50 и 50-80 мм, Кроме того, мелкие классы отходов (0,5-13 мм)характеризуются повышенной влажностьи и требуют сушки перед дроблением.Доэирование классов крупности 13-25, 25-50 и 50-80 мм в соотношении 1-4 : 1-3 : 1-3 обусловлено тем, что при более высоком по сравнению с рекомендуемым содержании класса 13-25 мм (или наличии класса 0,5-13 мм), а также при уменьшении содержания классов 25-50 и 50-80 мм в шихту попадает избыточное количество горючих компонентов, что приводит к уменьшении прочности готовых изделий и увеличении времени обжига, т.е. снижении производительности. При более высоком по сравнению с рекомендуемым содержании классов 25-50 и 50-80 мм (или наличии класса 80-100 мм) повышается расход технологического топлива в процессе.Предлагаемый способ позволяетдобиться стабилизации и оптимизациисостава шихты путем использованиядля дробления постоянного количестваотходов углеобогащения определенныхклассов крупности, что в свою очередь ведет к повышению качества целевого продукта и увеличению производительности процесса.Способ получения стеновых керамических изделий осуществляют следующим образом.Отходы обогащения углей текущейвыдачи обогатительной фабрикикласс 0,5-100 мм ) подвергают грохочению с разделением на классы 0,5-13,513-25, 25-50, 50-80, 80-100 мм.Класс 0,5-13 мм ( выход класса около40, п.п.п. более 30, влажностьоколо 20), а также класс 80-100 мм(выход класса около 2, п.п,п. менее9, влажность около 4) направляютна другие объекты использования отходов, например соответственно, нкачестве топлиносодержащей добавкипри производстве кирпича и сырья для 25производства керамзита. Классы13-25, 25-50 и 50-80 мм дозируют ннеобходимых соотношениях в зависимости от свойств и химического состава отходов каждого класса в интервале 1-4 : 1-3 : 1-3 соответственно,Отдозиронанные отходы направляют надробление до крупности 0,05-0,5 мм,и полученный материал подвергаютдальнейшей переработке по одному изизвестных способов получения стеновых керамических изделий, а именно: формонанию методом полусухогопрессования или пластического формования, сушке сырца и обжигу н туннельных, кольцевых или иных типах 40печей при максимальной температуре900-1150 С,П р и м е р 1. Отходы обогащения углей текущей выдачи обогатительной фабрики ЦОФ) "Абашевская" общим 45 весом 1200 кг подвергают грохочению с выделением классов 13-25, 25-50 и 50-80 мм, Из полученных материалов готовят шихту, содержащую, мас.: класс 13-25 мм - 14,2," класс 25-. 50 50 мм - 42,9; класс 50-80 мм - 42,9. Соотношение классов по массе 1:3:3. Полученную шихту измельчают до крупности частиц 0,05-0,5 мм, из .полученной массы на прессе СМформуют кирпич с 17 сквознымипустотами. Изделия без предварительнойсушки обжигают в горне при максимальной температуре 980 С в течениеЗб ч. В связи с тем, что в шихте 60содержание углерода не превышает6, изотермическую выдержку в области температур 850-900 С не производят. Обожженный кирпич имеет кремовый цвет беэ налетов и выцветов. 65 Средняя прочность кирпича при сжатии 288 кг/см, при изгибе - 40,6 кг/см Водологлощение 10,2, мороэостойкость более 50 циклов.П р и м е р 2. Переработку углеотходон осуществляют аналогично примеру 1, с тем отличием, что соотношение классов 13-25, 25-50 и 50- 80 мм по массе 2;1,8:1,2 соответственно, а обжиг в горне осуществляют н течение 37 ч с изотермической выдержкой при 850-900 С в течение 1 ч. Обожженный кирпич имеет кремовый цвет, без налетов и ныцветон. Средняя прочность кирпича при сжатии 270 кг/см , при изгибе 37 кг/см Водопоглощение 10,8, морозостойкость 50 циклов.П р и м е р 3. Переработку угле- отходов осуществляют как н примере 1, с тем отличием, что классы крупности 13-25, 25-50 и 50-80 мм берут в соотношении 4;1:1, а сырец обжигают в горне в течение 38 ч с изотермической выдержкой при 850-900 С в течениео2 чОбожженный кирпич имеет кремовый цвет, беэ налетов и выцветов, Средняя прочность кирпича при сжатии 262 кг/см, при изгибе,36 кг/см. Водопоглощение 11,2, мороэостойкость более 50 циклов.П р и м е р 4, Отходы обогащения углей обогатительной фабрики ш."Восход" подвергают грохочению с вьщелением классов 13-25, 25-50 и 50- 80 мм. Содержание углерода составляет в них соотнетстненно 14,8, 10,8, 2,9. Из полученных материалов готовят шихту, содержащую,мас.: класс 13-25 мм - 20, класс 25-50 мм, класс 50-80 мм - 60, Соотношение классов по массе 1:1;3. Полученную шихту измельчают до крупности 0,05- 0,5 мм, формуют кирпич, изделия обжигают беэ изотермической выдержки при максимальной температуре 1000 С в течение 36 ч. Средняя прочность кирпича при сжатии 276 кг/см, при изгибе 34 кг/см . Водопоглощение 8,5, морозостойкость 50 циклов,П р и м е р 5, Отходы обогащения углей фабрики "Должанская-.Южная" подвергают грохочению с выделением классов 13-25, 25-50 и 50-80 мм. Содержание углерода в них 8,6, 6,2 и 4,4 соответственно. Из полученных материалов готовят шихту, содержащую, мас.: класс 13-25 мм - 33,4 класс 25-50 мм - 33,3,класс 50- 80 мм - 33,3. Соотношение классов по массе 1:1:1, Изделия готовят как указано в примере 1Средняя прочность кирпича дри сжатии 228 кг/смф, при изгибе 45,1 кг/см. Водопоглощение 8,1 мороэостойкость более 50 циклов.П р и м е р 6 (по прототипу). Отходы углеобогащения ЦОд "Абашевс"1071600 Дредлагаемый способ Прототип Отходы фабрики Продолжительность изотермической выдержки, ч Прочность,кг/см" Продолжительность изотермической выдержки, ч рочность,г/см" на сжа-на изтие гиб а сжа- на изие гиб 31,6 288 40 Р 6 228 45,1 Абашев ска Должанска Северная 211 254аказ 36 9 Тираж бВНИИПИ Государпо делам иэо13035, Москва, Ж Подписное твенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб д 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уд. Проектная, 4 кая", содержащие, мас.: класс 0,5-13 мм - 20; 13-25 мм - 55, 25-50 мм; 50-80 мм - 8 и 80-100 мм - 2, со средним содержанием углерода около 11,5 и п.п.п, около 19 подвергают переработке, аналогично описанной в примере 1. Сырец обжигают при максимальной температуре 1000 С, Изотермическая выдержка для выгорания избытка углерода 8 ч. Общая продолжительность обжига 46 ч. Полученный кирпич имеет кремовый цвет, без налетов и выцветов. Средняя прочность при сжатии 240 кГ/см при изгибе 28,7 кг/см . Водопоглощение 12,3, морозостойкость 50 цик лов.В таблице приведены сопоставительные результаты изготовления изделий по предлагаемому и известному способам при использовании 20 отходов углеобогащения различных обогатительных фабрик.Как видно из таблицы, использование изобретения позволит обеспечить стабильность качества готовых изде лий и повысить производительность процесса. При этом стабилизация состава отходов происходит нследствие того, что отходы разнойкрупности имеют различный состав и,дозируя их в определенных соотношениях к массе, можно добиться постоянного и оптимального состава шихтыдля производства стеноных керамических изделий,Приведенные экспериментальныеданные показывают, что согласнопредложенному способу получают стеновые керамические изделия, превосходящие иэделия, изготовленные в соответствии с прототипомпример 6),по прочности. Процесс обжига сокращают на 5-10 ч, что сущестненно увеличивает производительность процесса,Издилия, порченные согласнопредложенному способу, по своимкачествам отвечают требованиям,предъявляемым в настоящее время ккерамическим стеновым иэделиям,Экономический эффект н соответствии с утвержденными техно-рабочими проектами строительства предпрйятий по произнодству из отходов углеобогащения 20 млн, шт условного кирпича в год составит около 525,9 тыс. руб в год