способ получения алюминиевой гранулированной пудры для производства газобетона

Формула изобретения

Способ получения алюминиевой гранулированной пудры для производства газобетона, включающий сухое измельчение частиц алюминия с жирующей добавкой в атмосфере инертного газа, отделение измельченного алюминия и его осаждение в виде пудры, которую смешивают с органической добавкой, состоящей из смеси сложных эфиров на основе триэтаноламина и синтетической жирной кислоты, отличающийся тем, что пудру смешивают с органической добавкой, состоящей из смеси сложных эфиров на основе триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты, а также полиэтиленгликоля с молекулярной массой до 400, перед смешением с пудрой органическую добавку доводят до жидкой консистенции и подают в зону смешения с точностью дозировки 5-20% от веса пудры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии производства газобетона (ячеистого бетона) автоклавного и неавтоклавного твердения.

Известная технология производства газобетона включает введение в исходную смесь газообразователя - водную суспензию алюминиевой пудры, пассивированной оболочкой из стеариновой кислоты (RU 2243189, опубл. 2004 г.) /1/.

Способ получения алюминиевой пудры, в том числе для строительных производств, известен из RU 2154551, опубл. 1999 г. /2/. Способ включает сухое измельчение частиц алюминия с жирующей добавкой (как правило, стеариновой кислотой) в атмосфере инертного газа, отделение измельченного продукта и его осаждение, последующую обработку полированием в среде азотно-кислородной смеси при 40-70°С в присутствии эфира триэтаноламина и синтетических жирных кислот фракции С ₁₀-С₁₆, взятого в количестве 0,5-6% от веса пудры.

Как показала практика, органическая добавка в виде эфира триэтаноламина и синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ не способна обеспечить стабильность свойств газообразователя как в объеме одной партии продукции, так и от партии к партии. Кроме того, газообразователь на известной добавке обнаруживает изменение свойств во времени. В конечном итоге газообразователь для бетона в виде алюминиевой пудры, получаемой известным способом, имеет низкие гидрофильные свойства и при использовании обнаруживает нестабильную кинетику газовыделения со значительными разбросами по объему выделившегося газа на второй, восьмой и шестнадцатой минутах процесса. Кроме того, при использовании данной пудры в производстве газобетона процесс приготовления суспензии занимает 40-50 минут, что отрицательно сказывается на производительности процесса.

Известно также, что пудра «пылит» с образованием аэрозолей, чем загрязняет производственную и окружающую среду, значительно ухудшая санитарно-эпидемиологические условия труда, а также является источником пожаро- и взрывоопасности.

Задача настоящего изобретения состоит в получении газообразователя для производства ячеистого бетона в виде алюминиевой пудры, частицы которой связаны в тяжелые, не образующие аэрозолей, гранулы различного размера, обладающей при этом повышенными гидрофильными свойствами, проявляющей стабильную кинетику газовыделения, возможность управления временем процесса формирования ячеистой структуры газобетона, включая возможность его ускорения.

Для решения поставленной задачи способ получения гранулированной алюминиевой пудры для производства газобетона включает сухое измельчение частиц алюминия с жирующей добавкой в атмосфере инертного газа, отделение измельченного алюминия и его осаждение в виде пудры, которую смешивают с органической добавкой, состоящей из смеси сложных эфиров на основе триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты, а также полиэтиленгликоля с молекулярной массой до 400, перед смешением с пудрой органическую добавку доводят до жидкой консистенции и подают в зону смешения точно дозированно из расчета 5-20% от веса пудры.

Сущность изобретения заключается в следующем. Смесь сложных эфиров триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты и полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой до 400 являются хорошо совместимыми, т.е. взаимно растворяющимися компонентами. При этом полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, являясь растворимым в воде, не обладая суспендирующими свойствами по отношению к алюминиевой пудре, в составе данной органической добавки выполняет роль разбавителя (наполнителя). Применение газообразователя, имеющего наполнитель, в процессе производства газобетона позволяет контролировать образование ячеистой структуры и регулировать время формообразования готовых изделий из ячеистого бетона в зависимости от потребностей пользователя технологии.

Точно дозированная подача этой органической добавки в зону смешения с осажденной пудрой из расчета 5-20% от ее веса позволяет получить конечный продукт - алюминиевую пудру, частицы которой связаны в тяжелые, не образующие аэрозолей, гранулы различного размера, обеспечивающие газообразователю однородность и стабильность потребительских свойств. Кроме того, структура полученной пудры, связанной в гранулы, по технологическим свойствам приближается к свойствам паст, что является преимуществом для создания промышленной технологии, для которой немаловажным является и то, что компоненты органической добавки являются доступными продуктами крупнотоннажного органического синтеза.

Введение органической добавки в количестве, меньшем 5% от веса пудры, не приводит к получению качественного газообразователя, обладающего необходимыми потребительскими свойствами, а в большем, чем 20% от веса пудры, не приводит к дальнейшему улучшению качества продукта и потому экономически нецелесообразно. Новый технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного способа, заключается в высокой степени равномерности распределения органической добавки по всему объему исходных частиц алюминия и связанности с ними и получением гранулированной пудры с высокой суспендирующей способностью.

Эти свойства гранулированной пудры обеспечивают возможность задавать необходимую кинетику газовыделения и, что очень важно, поддерживать стабильность этого показателя, при необходимости ускорять формирование ячеистой структуры бетона, при этом благодаря гранулированной форме полученная пудра при использовании не образует аэрозолей.

На чертеже приведена аппаратурная схема для реализации способа, включающая следующее оборудование: транспортная тара 1 с органической добавкой, насос 2 для перекачки органической добавки, установка 3 для разогрева органической добавки, бак-дозатор 4, насос-дозатор 5, полировальный барабан 6, шаровая барабанная мельница 7 каскадного типа, сепаратор-циклон 8, циклоны 9,10.

Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом. Основным сырьем для производства алюминиевой пасты является алюминиевая заготовка, которую получают путем отсева первичного пульверизата через установку для рассева. Пульверизат получают путем распыления расплава алюминиевых чушек, изготовленных по ГОСТ 11069 и ГОСТ 295. Вначале получают алюминиевую пудру сухим помолом заготовки (порошка) в шаровой мельнице 7 каскадного типа с добавками технического стеарина в замкнутом цикле в атмосфере азотно-кислородной смеси, которая является по отношению к алюминию инертным газом и одновременно транспортирующей средой. Стеарин служит для покрытия чешуек пудры, предотвращает «холодную сварку» размалываемых частиц, обеспечивает постоянство процесса размола.

Измельченный продукт, представляющий собой полидисперсную пыль, потоком азотно-кислородной смеси, создаваемым центробежным вентилятором высокого давления, выносится в сепаратор-циклон 8. В сепараторе-циклоне происходит отделение пудры от недоизмельченной фракции, которая по трубе возврата поступает в мельницу 7 для доизмельчения. Пудра из сепаратора газовым потоком увлекается в циклоны 9,10, где осаждается и поступает в полировальный барабан 6, в котором полученную пудру обрабатывают органической добавкой, представляющей собой смесь сложных эфиров на основе триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты и полиэтиленгликоля с молекулярной массой до 400. Перед смешением с пудрой органическую добавку предварительно подогревают до температуры 30-40°С для получения жидкой консистенции, необходимой для транспортировки по трубопроводу и подачи насосом в бак-дозатор. В баке-дозаторе обеспечивают температуру в 60-70°С для придания добавке вязкости, необходимой для точного дозирования.

Подготовленную вышеописанным образом органическую добавку насосом-дозатором 5 подают в полировальный барабан 6 точно дозированно, например, за один цикл от 0,1 до 10 г/с и равномерно перемешивают с алюминиевой пудрой волосяными щетками в среде азотно-кислородной смеси. Точная дозировка подачи органической добавки позволяет получить стабильную кинетику газовыделения и хорошую связанность с частицами алюминиевой пудры. Кроме того, в условиях крупнотоннажного производства газобетона существенное значение имеет производительность процесса получения газообразователя. Точная дозировка количества вводимой в полировальный барабан добавки ускоряет процесс ее нанесения на частицы алюминия, а высокая суспендирующая способность гранулированной пудры сокращает процесс приготовления качественной однородной суспензии для производства ячеистого бетона до 15-20 мин.

Таким образом, заявленный способ позволяет значительно усовершенствовать существующую технологию получения алюминиевой пудры с целью получения продукта с улучшенными характеристиками и повышения производительности процесса производства газобетона.