Патент на изобретение №2162068
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
(54) СМЕСЬ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И ЛИТИФИКАЦИИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ, А ТАКЖЕ ДОННЫХ ОСАДКОВ
(57) Реферат:
Смесь для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов и донных осадков относится к области производства искусственных минеральных смесей, предназначенных для обезвреживания и литификации жидких, вязкопластичных и твердых бытовых и промышленных отходов и донных осадков, шламов и т. п., содержащих токсичные соединения (соли тяжелых металлов, полициклические ароматические углеводороды, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, радионуклиды и т.д.). Смесь содержит мас.%: алюмосиликатная порода – 60-80; известь – 5-15; портландцемент – 10-20; анилиновые комплексные соединения меди и/или железа – 1-3; полипропиленовое волокно – 2-3. Технический результат – повышение механических качеств получаемого материала. 2 табл.
Изобретение относится к области производства искусственных минеральных смесей, предназначенных для обезвреживания и литификации жидких, вязкопластичных и твердых бытовых и промышленных отходов и донных осадков, шламов и т. п. , содержащих токсичные соединения (соли тяжелых металлов, полициклические ароматические углеводороды, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, радионуклиды и т.д.). Известна смесь для обезвреживания и литификации шламов бытовых и промышленных стоков, содержащая фильтровальное вспомогательное вещество – известняк или различные шлаки и негашеную известь с содержанием CaO – 82% в количестве 60-80 мас.%. Получаемые в результате взаимодействия смеси со шламами окатыши используются в шихте ваграночных печей или как заполнитель при производстве железобетонных изделий. Кроме того, получаемый продукт может храниться в отвалах как искусственный техногенный грунт, см. Галкин Ю.А. и др. Технология утилизации осадка сточных вод машиностроительных предприятий. – Химия и технология воды, т. 12, N 6, 1990, с. 25. Недостатками этой смеси являются сложность технологии преобразования шламов, высокая стоимость используемой высококачественной извести при очень большом расходе (60-80% по массе), необходимость наличия ленточных фильтров и постоянное обновление фильтровально-вспомогательного вещества особого состава. Известна также смесь для обезвреживания и литификации шламов, а также бытовых и промышленных отходов и донных осадков, включающая золу-унос, алюмосиликатную породу, известь, портландцемент и мелкозернистый заполнитель, см. патент RU 2084417 по кл. C 04 B 18/30 от 25.07.94. Данная смесь обеспечивает обезвреживание шламов и отходов и превращение их в экологически безопасный грунт, пригодный для компактного складирования или для использования в строительстве в качестве местного материала. Это техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения. Недостатком известной смеси является то обстоятельство, что алюмосиликатная порода обладает свойством повышенной липкости в присутствии влаги, что чрезвычайно затрудняет процесс перемешивания и уплотнения смеси; кроме того, материалы, получаемые в результате литификации шламов и отходов, имеют невысокие механические качества, в частности, малые прочность и упругость, что ограничивает применение их в строительстве. В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания смеси для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов, а также донных осадков, которая имела бы пониженную липкость, легко перемешивалась с обезвреживаемыми отходами или осадками и хорошо уплотнялась; при этом решается задача повышения механических качеств получаемого материала. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в смесь для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов, а также донных осадков, включающую алюмосиликатную породу, известь и портландцемент, дополнительно введены анилиновые комплексные соединения меди и/или железа и полипропиленовое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%: Благодаря реализации отличительных признаков изобретения смесь приобретает важные новые свойства. Анилиновые комплексные соединения меди и/или железа обеспечивают пленочную полимеризацию молекул воды вокруг гидрофильных частиц алюмосиликатной породы и тем самым практически полностью устраняют липкость смеси. В результате смесь хорошо перемешивается с обезвреживаемым субстратом, повышается однородность получаемого материала и повышается его уплотняемость. Полипропиленовое волокно (фибрин) представляет собой дисперсную микроволокнистую фазу, которая при смешении с другими ингредиентами адгезирует синтезирующееся алюмосиликатное вяжущее вещество; благодаря этому взаимодействию достигается микроармирование и гомогенизация структуры дисперсной среды формирующегося материала. Заявителем не выявлены какие-либо сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию “Изобретательский уровень”. Примеры реализации изобретения приведены ниже. Пример 1. Для обезвреживания и литификации шлама-осадка после очистки промышленных стоков гальванического цеха, содержащих тяжелые металлы в солевой и оксидной форме, полициклические и ароматические углеводороды, СПАВ, нефтепродукты и др. загрязнители, с исходной влажностью 44,3%, использована смесь, мас.%: Определялись модули деформации (EдW) и упругости (EуW), коэффициент фильтрации (Kф) и морозоустойчивости (Kмрз = RмрзW/RэW). Результаты испытаний образцов приведены в таблице 1. Пример 2. Для обезвреживания и литификации донных отложений р. Фонтанки (С.Петербург), с влажностью 90%, содержащих оксиды цинка, меди, хрома, свинца, ртути, железа, в количествах, многократно превышающих ПДК (суммарное содержание тяжелых металлов – до 600 мг/кг, а также песчаных фракций 70%), использована смесь, мас.%: Анилиновые комплексные соединения меди (CuSO4 В приготовленную смесь вносились донные отложения в соотношении: на одну весовую часть смеси – полторы весовых части донных отложений (1:1,5) и перемешивались в течение 3 мин. Из полученной массы были изготовлены образцы, аналогичные образцам по примеру 1, которые выдерживались в течение 30 суток в эксикаторе и испытывались так же, как в примере 1. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 2. Для реализации изобретения используются недорогие и недефицитные материалы, для приготовления смеси используется обычное строительное оборудование, в частности, растворомешалка. Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии изобретения критерию “Промышленная применимость”.
Формула изобретения
Смесь для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов, а также донных осадков, включающая алюмосиликатную породу, известь и портландцемент, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит анилиновые комплексные соединения меди и/или железа и полипропиленовое волокно при следующем соотношении компонентов, %: РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2
|
||||||||||||||||||||||||||
2Aн) и полипропиленовое волокно (фибрин) – ГОСТ 12.1.005-88 и осуществляли перемешивание в течение 5 мин. Затем в приготовленную порошковую смесь вносили шлам в соотношении: на одну весовую часть порошковой смеси – одну весовую часть шлама (1:1). После этого снова производят перемешивание в течение 10 минут. Из полученной тугопластичной массы приготовлялись образцы материала в виде цилиндров высотой 50 мм, диаметром 50 мм, которые затем выдерживались в эксикаторе в течение 30 суток. Образцы испытывались на одноосное сжатие до (Rсжэ) и после (RсжW) водонасыщения и вычислялся коэффициент водоустойчивости (Kв = RсжW/Rсжэ).