Патент на изобретение №2397829
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
(57) Реферат:
Изобретение относится к переработке отходов гальванического, ацетиленового, металлообрабатывающего производств. Способ заключается в утилизации гальванического шлама, карбидного ила и металлического песка дробеструйных установок. Способ включает термическую и механическую обработку гальванического шлама и карбидного ила и отбор металлического песка дробеструйных установок просеиванием его сквозь сито с диаметром ячеек не более 1-2 мм. Способ включает приготовление формовочной смеси из карбидного ила и гальванического шлама при влажности их 15-20%, металлического песка и наполнителей в виде речного песка с доломитом и цемента С300. Способ проводят при мас.% соотношении: гальванический шлам 20-40, карбидный ил 5-15, металлический песок 10-25, речной песок с доломитом 20-30, цемент С300 20-30. Способ включает проведение формовки смеси экструзией через фильеру и окончательную термическую обработку экструдата. Обеспечивает расширение возможности утилизации отходов различных промышленных производств, улучшение технологического процесса, повышение качества формовочной смеси и строительного материала. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способу переработки отходов гальванического, ацетиленового, металлообрабатывающего производств с целью утилизации этих отходов и получения строительных материалов, например тротуарной плитки, облицовочных панелей и других. Известна система производства огнеупорных изделий из алюмосиликатного сырья, содержащая участки подготовки компонентов шихты и фосфатного связующего, смешения и формовки полуфабрикатов с последующей термообработкой, RU Известно устройство для получения строительных материалов из смеси промышленных отходов с добавками битума, органических и минеральных наполнителей, содержащее накопитель отходов, шнековый смеситель, нагреватель, RU Известен способ утилизации магнийсодержащих твердых отходов в виде твердых магнийсодержащих шлаков путем измельчения их в шаровых мельницах, RU Известен способ подготовки гальваношламов к утилизации и переработке, включающий перемешивание гальваношламов с торфом в реакторе при добавлении извести, RU Известен способ переработки металлосодержащих отходов, включающий их смешивание со связующим, формирование смеси с помощью экструдера и термическую обработку, RU Известен способ термической переработки металлосодержащих отходов, включающий обезвоживание термической сушкой, измельчение и прокаливание, RU Известен способ утилизации шламогряземасляных отходов металлообрабатывающих производств, включающий смешивание отходов с песком и термическую обработку смеси, RU Известен способ получения угольных брикетов, включающий смешение шихты угольного шлама с добавками, брикетирование и последующую термообработку, RU Известен способ получения топливных брикетов, заключающийся в переработке высоковлажных продуктов при смешении их с цементом при последующей термической обработке, RU Известен способ получения топливных брикетов, включающий увлажнение продуктов переработки, прессование на гидравлическом прессе и термическую обработку, RU Известно явление самоструктурирования в брикетах из твердых материалов, заключающееся в том, что при смешении и формовании давлением продуктов переработки с активным связующим возникают сложные флюидные системы, состоящие из внутренней влаги, растворенного в ней связующего, минеральных компонентов и органических частиц смеси, которые в процессе уплотнения при формовании мигрируют к центру брикета, непрерывно обогащаясь растворенной и вовлеченной в них твердой фазой материала переработки, а при последующей термообработке полученного материала происходит интенсивная миграция сложных флюидных систем от центра к периферии, что в результате температурной деструкции и адсорбции компонентов этих систем на поверхности углеродсодержащих частиц сопровождается циклическим выпадением из них твердой фазы на радиально расположенных относительно центра уровнях, обеспечивающих дополнительное армирование и упрочнение брикета, Ю.А.Нифонтов, Ю.В.Шувалов, А.А.Бенин “Явление самоструктурирования при брикетировании углеродсодержащих твердых материалов с активным тонкодисперсным связующим”, В.В.Потоцкий. Регистрация научных открытий (Методология и практика). – М.: МААНОИ, 2004. С.249-250. Известен способ утилизации гальванического шлама, включающий термическую обработку гальванического шлама в сушильной камере, механическую обработку гальванического шлама в измельчителе, приготовление в смесителе формовочной смеси из измельченного гальванического шлама с использованием наполнителей, проведение формовки смеси экструзией через фильеру и окончательную термическую обработку экструдата, RU Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящего изобретения. В «ближайшем аналоге» возможности переработки отходов промышленных производств ограничены утилизацией только отходов гальванического производства. В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей расширить возможности утилизации отходов различных промышленных производств, улучшить технологический процесс и повысить качество формовочной смеси и строительного материала в целом. Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ переработки промышленных отходов в строительный материал заключается в утилизации гальванического шлама, включающей термическую обработку гальванического шлама в сушильной камере, механическую обработку гальванического шлама в измельчителе, приготовление в смесителе формовочной смеси из измельченного гальванического шлама с использованием наполнителей, проведение формовки смеси экструзией через фильеру и окончательную термическую обработку экструдата. Способ содержит утилизацию отходов ацетиленового и металлообрабатывающего производств в виде карбидного ила и металлического песка дробеструйных установок, соответственно, включает термическую и механическую обработку карбидного ила аналогично гальваническому шламу и отбор металлического песка дробеструйных установок просеиванием его сквозь сито с диаметром ячеек не более 1-2 мм, приготовление формовочной смеси из карбидного ила и гальванического шлама при влажности их 15-20%, металлического песка и наполнителей в виде речного песка с доломитом и цемента С300, который проводят при мас.% соотношении:
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна». За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта. Осуществление способа включает переработку отходов гальванического, ацетиленового, металлообрабатывающего производств, что расширяет возможность утилизации промышленных отходов различных производств. Проведение термической и механической обработок улучшает технологический процесс переработки при осуществлении способа. Проведение термической обработки гальванического шлама и карбидного ила до определенной влажности и последующее измельчение улучшают технологический процесс формирования смеси и ее экструдирование. Формирование смеси из гальванического шлама и карбидного ила оказывает влияние на структуризацию строительного материала. Использование в качестве наполнителей речного песка с доломитом и цемента С300 оказывает влияние на процесс получения формовочной смеси и на ее качество. Введение в состав формовочной смеси металлического песка и цемента С300 повышает прочностные характеристики строительного материала. Выбор оптимальных соотношений компонентов для приготовления формовочной смеси повышает качество строительного материала. Использование при переработке гальванического шлама и карбидного ила оказывает влияние на процесс самоструктурирования при смешении и формовании давлением продуктов переработки, что повышает качество строительного материала. Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень». Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема технологической линии переработки промышленных отходов. Технологическая линия включает: Сушильную камеру гальванического шлама – 1, измельчитель гальванического шлама – 2. Сушильную камеру карбидного ила – 3, измельчитель карбидного ила – 4. Сито – 5. Емкость для наполнителя (в виде цемента) – 6. Емкость для наполнителя (в виде речного песка с доломитом) – 7. Смеситель формовочной смеси – 8. Экструдер – 9. Сушильное устройство экструдата – 10. Способ осуществляют следующим образом. Способ включает переработку отходов гальванического, ацетиленового, металлообрабатывающего производств. Гальванический шлам с влажностью 60-70%, как отход гальванического производства, подают в сушильную камеру 1 для термической обработки при температуре 110-120°С до влажности 15-20%. Гальванический шлам измельчают в измельчителе 2. Карбидный ил с влажностью 70-80%, как отход ацетиленового производства, подают в сушильную камеру 3 для термической обработки при температуре 110-120°С до влажности 15-20%, аналогично гальваническому шламу. Карбидный ил измельчают в измельчителе 4. Металлический песок дробеструйных установок, как отход металлообрабатывающего производства, подают на сито 5 с диаметром ячеек не более 1-2 мм для отсева металлического песка и использования его при приготовлении формовочной смеси. Измельченные гальванический шлам и карбидный ил, металлический песок и наполнители в виде цемента и речного песка с доломитом с помощью дозаторов (не показаны) загружают в смеситель 8 для формовки смеси. Цемент используют марки – цемент С300. Приготовление формовочной смеси в смесителе 8 проводят при оптимальных мас.% соотношениях компонентов: гальванический шлам 20-40, карбидный ил 5-15, металлический песок 10-25, речной песок с доломитом 20-30, цемент С300 20-30. Формовку смеси осуществляют экструзией через фильеру в экструдере 9. Экструдат проходит окончательную термическую обработку в сушильном устройстве 10. В качестве экструдера может быть выбран любой шнековый экструдер, а форму фильеры определяет назначение изделий строительного материала. В качестве сушильных камер гальванического шлама и карбидного ила могут быть использованы любые сушильные камеры аналогичного назначения, определяемые производительностью технологической линии. В качестве измельчителей, сита, смесителя формовочной смеси, сушильного устройства экструдата могут быть использованы любые известные типы соответствующего назначения. Пример 1 Получение строительного материала в виде тротуарной плитки. Гальванический шлам с влажностью 70% подают в сушильную камеру 1 и проводят термическую обработку при температуре 120°С до влажности 20%. Гальванический шлам измельчают в измельчителе 2 (форма и размеры частиц – произвольные) и подают в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 40 мас.%. Карбидный ил с влажностью 80% подают в сушильную камеру 3 и проводят термическую обработку при температуре 120°С до влажности 20%. Карбидный ил измельчают в измельчителе 4 (форма и размеры частиц – произвольные) и подают в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 15 мас.%. Металлический песок в количестве 25 мас.% подают в смеситель формовочной смеси 8 после просеивания металлического песка дробеструйных установок на сите 5. В качестве наполнителя используют речной песок с доломитом и подают его в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 30 мас.%. В качестве наполнителя используют цемент С300 и подают его в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 30 мас.%. Формовку смеси проводят экструзией через фильеру в экструдере 9. Фильера соответствует размерам тротуарной плитки. Тротуарная плитка проходит термическую обработку в сушильном устройстве 10. Затем она охлаждается и транспортируется. Пример 2 Получение строительного материала в виде облицовочной панели. Гальванический шлам с влажностью 60% подают в сушильную камеру 1 и проводят термическую обработку при температуре 110°С до влажности 15%. Гальванический шлам измельчают в измельчителе 2 (форма и размеры частиц – произвольные) и подают в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 20 мас.%. Карбидный ил с влажностью 70% подают в сушильную камеру 3 и проводят термическую обработку при температуре 110°С до влажности 15%. Карбидный ил измельчают в измельчителе 4 (форма и размеры частиц – произвольные) и подают в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 5 мас.%. Металлический песок в количестве 10 мас.% подают в смеситель формовочной смеси 8 после просеивания металлического песка дробеструйных установок на сите 5. В качестве наполнителя используют речной песок с доломитом и подают его в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 20 мас.%. В качестве наполнителя используют цемент С300 и подают его в смеситель формовочной смеси 8 в количестве 20 мас.%. Формовку смеси проводят экструзией через фильеру в экструдере 9. Фильера соответствует размерам облицовочных панелей. Облицовочные панели проходят термическую обработку в сушильном устройстве 10. Затем она охлаждается и транспортируется. Использование мас.% компонентов при получении формовочной смеси согласно примерам 1 и 2 является оптимальным. Использование при переработке гальванического шлама и карбидного ила оказывает влияние на качество строительного материала, поскольку процесс механической и химической переработки этих отходов оказывает влияние на самоструктурирование получаемого строительного материала. Проведена проверка прочности опытных образцов строительного материала на сжатие. Испытание проводилось на прессе П-125. Данные испытаний приведены в таблице.
Способ переработки отходов гальванического, ацетиленового, металлообрабатывающего производств, использование известных наполнителей, получение формовочной смеси, проведение экструзии и получение строительного материала при применении широко известного оборудования подтверждают целесообразность переработки отходов промышленных производств и обуславливают, по мнению заявителя, соответствие предложенного способа критерию «промышленная применимость». Использование предложенного способа позволяет: – расширить возможности утилизации отходов различных промышленных производств, – улучшить технологический процесс, – повысить качество формовочной смеси и строительного материала в целом.
Формула изобретения
Способ переработки промышленных отходов в строительный материал, заключающийся в утилизации гальванического шлама, включающей термическую обработку гальванического шлама в сушильной камере, механическую обработку гальванического шлама в измельчителе, приготовление в смесителе формовочной смеси из измельченного гальванического шлама с использованием наполнителей, проведение формовки смеси экструзией через фильеру и окончательную термическую обработку экструдата, отличающийся тем, что способ содержит утилизацию отходов ацетиленового и металлообрабатывающего производств в виде карбидного ила и металлического песка дробеструйных установок, соответственно, включает термическую и механическую обработку карбидного ила, аналогично гальваническому шламу, и отбор металлического песка дробеструйных установок просеиванием его сквозь сито с диаметром ячеек не более 1-2 мм, приготовление формовочной смеси из карбидного ила и гальванического шлама при влажности их 15-20%, металлического песка и наполнителей в виде речного песка с доломитом и цемента С300, которое проводят при мас.% соотношении:
РИСУНКИ
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
79886 U1, C04B 18/00, С04В 22/00, 2009.01.20.