способ подготовки вспучивающего компонента для сырьевой смеси производства керамзита

Формула изобретения

1. Способ подготовки вспучивающего компонента на основе обезвоженного осадка сточных вод кожевенных заводов для сырьевой смеси производства керамзита, характеризующийся тем, что осадок сточных вод кожевенных заводов, образующийся при очистке сточных вод гидролизующимися солями железа и алюминия, содержащий, в расчете на сухой остаток, органическую часть 62 мас.% и неорганическую часть 38 мас.% при содержании Сr₂О₃ 0,01%, Аl₂О₃ 2,3%, Fe₂О₃ 2,0%, флокулянта 0,18% к массе влажного осадка, сушат до сыпучего состояния при остаточной влажности 69-72%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку ведут на площадке, защищенной от атмосферных осадков, на открытом воздухе при положительных температурах с периодическим ворошением.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что сушку ведут после предварительного замораживания осадка при отрицательных температурах и последующего его размораживания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку ведут путем электроосмоса с последующим разрыхлением образующихся брикетов до сыпучего состояния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов типа керамзита.

Известны сырьевые смеси для производства керамзита, содержащие в качестве вспучивающей добавки жиробелковый остаток от очистки сточных вод мясокомбинатов [1], смесь сброженного осадка первичных отстойников и активного ила станции биологической очистки городских сточных вод [2], осадок станции аэрации (избыточный активный ил) [3], осадок после биологической очистки бытовых сточных вод [4].

Применение этих добавок обеспечивает снижение насыпной плотности керамзита. Однако в промышленных условиях из-за высокой влажности (77-82%) добавок затруднены их дозирование и перемешивание с глиной при приготовлении сырьевой смеси, а также транспортировка и подача влажной смеси на сушку и обжиг во вращающуюся печь. Смесь идет неравномерно, комками, нарушает ритмичность процесса из-за заклинивания и остановки отдельных агрегатов технологической цепочки.

Кроме того, в отдельных случаях затруднительно готовить смеси производителям керамзита в связи с удаленностью предприятий, имеющих указанные отходы.

Известна сырьевая смесь, включающая глинистое сырье, осадок химической очистки сточных вод картонно-бумажного производства гидролизующимися солями алюминия [5] . Однако и в этом случае осадок имеет высокую влажность, и применение его затруднено в промышленных условиях.

Кроме того, предприятия картонно-бумажного производства не всегда располагаются вблизи керамзитовых заводов. Недостатком прототипа является невозможность применения обезвоженных осадков сточных вод кожевенных заводов.

Цель изобретения - расширение области применения промотходов, приближение предприятий поставщиков и потребителей, охрана окружающей среды за счет сокращения отходов, вывозимых на свалку, разработка способа подготовки вспучивающего компонента на основе осадков сточных вод кожевенных заводов для применения в производстве керамзита.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве вспучивающего компонента в производстве керамзита применяется механически обезвоженный осадок сточных вод кожевенных заводов, прошедший специальную подготовку, направленную на снижение его влажности и приобретение свойства сыпучести.

Осадок сточных вод кожевенных заводов представляет собой продукт очистки сточных вод этих заводов гидролизующимися солями железа (преимущественно сульфата железа) и алюминия (преимущественно сульфата алюминия). Он имеет влажность после механического обезвоживания с применением полимерного органического флокулянта "Praestol" немецкой фирмы "Stockhausen" - 82-85%. Сухой остаток содержит органическую часть, которая выгорает при нагревании и обеспечивает вспучивание, 62% и неорганическую часть - 38%. Содержание Сr₂О₃ 0,01%, А1₂O₃2,3%, Fe₂О₃ 2,0%, флокулянта 0,18% к массе влажного осадка.

Обработка осадка осуществлялась путем просушивания его в естественных или искусственных условиях, при котором влажность осадка снижалась с 85 до 69-72%, а сам осадок приобретал свойство сыпучести. Опыты проводились следующим образом. Механически обезвоженный осадок массой 15 т (2 самосвала МАЗ) с влажностью 85% подвергался сушке в естественных условиях как в летнее, так и в зимнее время.

Сушка осадка в естественных условиях в летнее время осуществлялась на открытом воздухе под навесом на бетонированной площадке при средней температуре воздуха + 15-20^oС в течение 15-20 суток при периодическом ворошении. За это время влажность его за счет дренирования воды и естественной сушки снижалась с 85 до 70%. Осадок приобретал сыпучесть и становился легко дозируемым и перемешиваемым при приготовлении сырьевой смеси в производстве керамзита.

В зимних условиях сушка осуществлялась в режиме замораживания при температурах воздуха от 0 до -20 ^oС в морозные дни, причем убыль влаги в это время была незначительной, и размораживания при температурах воздуха 0^oС и выше. При замораживании происходит криоструктурирование массы осадка и при последующих размораживании, дренировании воды и сушке получается рассыпчатый осадок с более мелкими частицами, чем при сушке только при плюсовой температуре. В зимнее время процесс сушки происходил при ворошении в течение 2 месяцев. Влажность осадка после такой обработки 69-70 %.

В искусственных условиях процесс сушки осадка осуществляли электроосмосом. Ячейка представляла собой короб из резины прямоугольного сечения объемом 1 л с внутренними размерами 8,5 х 12,5 х 9,5 см, заполненный плотно осадком. Дно короба - перфорированный катод, через который удаляется вода, крышка - анод из листовой стали с линейными размерами, меньшими, чем сечение короба (8,5 х 12,5 см). На аноде размещается груз для плотного прилегания анода к осадку, так как в процессе электролиза осадок уплотняется, и верхний слой осадка с прилегающим к нему анодом опускается. При напряжении между электродами 50 В и токе 3-8 А (плотность тока 0,03 - 0,08 А/см²) за 20 мин электролиза из ячейки через нижний электрод вытекает 0,4 л воды. Таким образом, при расходе электроэнергии 90-92 Вт*ч/л осадка влажность его снижается с 85 до 72,5% в нижней половине брикета, образующегося из осадка, и до 71% в верхней половине при направлении движения воды сверху вниз. Температура осадка повышается с 15^oС до 90-100^oС. Осадок получается сыпучим, нелипким и рассыпчатым; образующийся брикет разрыхляли путем разминания до сыпучего состояния. Применение электроосмоса позволяет сократить расход электроэнергии по сравнению с традиционными способами сушки, связанными с испарением влаги, так как в этом случае сушка осуществляется без перевода воды в парообразное состояние, требующего больших затрат энергии. На испарение 0,4 л воды потребовалось бы около 250 Вт*ч электроэнергии, а не 92 Вт*ч, как при электроосмосе. При всех способах обработки осадок с влажностью более 75% липкий, комкуется, не сыпуч, плохо дозируется и поэтому практически не пригоден для приготовления керамзита.

Результаты обработки обезвоженного осадка и его характеристика приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что осадок с влажностью 82-85% непригоден для производства керамзита. При влажности 69-72% осадок становится сыпучим, легко дозируемым, нелипким.

Снижение влажности ниже 69% нецелесообразно из-за затрат большего количества времени при естественной сушке или электроэнергии при электроосмосе. При влажности более 75% осадок непригоден в качестве вспучивающей добавки в сырьевой смеси.

Механически обезвоженный осадок с исходной влажностью 85% испытан на Курском заводе ЖБИ-1 и заводе ОАО "Курскстройдеталь" в промышленном масштабе при дозировании его в количестве 3-5% к массе глины вместо традиционной добавки - опилок. Результаты в обоих случаях получены отрицательные. Технологическое оборудование работало неритмично в связи с тем, что отдельные агрегаты выключались из работы; не достигнуто равномерное размешивание сырьевой смеси.

При влажности осадка 69-70%, когда он сыпуч, легко дозируется и перемешивается с глиной, такие явления исключены.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. А.с. 1301807, С 04 В 14/12 Сырьевая смесь для производства керамзита /В.А. Юрасова, О.А. Болотин, Л.И. Монахова и др. Опубл. 07.04.87. Бюл. 13.

2. А.с. 1763409, С 04 В 14/12 Сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя /Ф.Ю. Ибадуллаев, В.Ю. Аскеров и А.Р. Гаджилы. Опубл. 23.09.92. Бюл. 35.

3. А.с. 1821458, С 04 В 14/12 Сырьевая смесь для производства керамзита /С.А. Калуцкая, Б.Г. Левин, А.А. Котеленец и др. Опубл. 15.06.93. Бюл. 22.

4. А.с. 2059582, С 04 В 14/12 Сырьевая смесь для изготовления керамзита /Л.И. Соколов. Опубл. 10.05.96. Бюл. 13.

5. А.с. 1209641, С 04 В 14/12 Сырьевая смесь для производства керамзита /С.Н. Черникова, А.Д Мильштейн, И.С. Давидсон и др. Опубл. 07.02.86. Бюл. 5й