способ получения гранулированной алюминиевой пудры

Формула изобретения

Способ получения гранулированной алюминиевой пудры, включающий смешивание гранулируемой пудры с органической добавкой, отличающийся тем, что смешивание проводят в мешалке миксерного или роторного типа при скорости вращения ротора до 10 об/мин в течение 5-9 мин до получения гранул, органическую добавку подают в зону смешивания в соответствии с водотвердым отношением, равным 0,6-0,85 отн.ед., причем в качестве органической добавки используют водный раствор клея ПВА-М в соотношении 1:1-3 вес.ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области порошковой металлургии, к получению алюминиевой гранулированной пудры, и может быть использовано в строительстве, химии, водородной энергетике, топливах.

Известен способ получения алюминиевой пудры в виде паст, получаемых методом смешивания ее с водным раствором, содержащим ингибиторы коррозии алюминия - хромпик (K₂Cr₂O ₇), соли лигносульфоновых кислот, сульфитный щелок и другие (а.с. СССР № 777005, опубликовано: 07.11.1980, МПК ⁵ С04В 15/02). Указанный способ заключается в простом смешивании пудры с водным раствором и обеспечивает получение газообразователей, обладающих способностью диспергироваться в воде. Такие пасты находят применение в строительной промышленности для получения пористых бетонов, в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента водных красок и т.д. Недостатками известных способов и состава получаемых газообразователей являются низкая стабильность водных паст и непрерывное газообразование вследствие реакции алюминия с водой.

Известен способ смешения алюминиевой пудры с уайт-спиритом, содержащим от 1 до 4% ОП-10 от веса пудры, до пастообразного состояния Т:Ж=1, паста подвергается центрифугированию до содержания твердых частиц 60-65%, затем подсушиванию на воздухе до содержания твердых частиц 80-90%. Продукт представляет собой скомкованную массу, легко рассыпающуюся на отдельные комки, непылящую. При добавлении в воду паста легко диспергируется, образуя равномерно распределенную в воде суспензию (RU 2194029, опубл. 10.12.2002). Недостатком данного изобретения является сложная технология и образование комков алюминиевой пудры без сохранения ее формы при нажатии, а также отсутствие прочности гранул.

Наиболее близким является способ получения алюминиевой гранулированной пудры для производства газобетона (RU 2363562, опубл. 10.08.2009 г.). Способ 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 дозировано из расчета 5-20% от веса пудры. Недостатком этого способа получения гранулированной алюминиевой пудры является сложность технологии и многокомпонентность состава органического происхождения.

Задача настоящего изобретения состоит в получении гранул алюминиевой пудры различного размера от 1 до 10 мм и распусканием в воде до 10 минут.

Поставленная задача достигается тем, что способ получения гранулированной алюминиевой пудры включает смешивание алюминиевой пудры с органической добавкой, смешивание проводят в мешалке миксерного или роторного типа при скорости вращения ротора до 10 об/мин в течение 5-9 мин до получения гранул. Органическую добавку подают в зону смешивания в соответствии с водотвердым отношением, равным 0,6-0,85 отн.ед., в качестве органической добавки используют водный раствор клея ПВА-М в соотношении 1:1-3 вес. частей.

При этом обеспечивается высокая степень равномерности распределения связки по всему объему алюминиевой пудры с получением гранулированной пудры с высокой степенью растворимости в воде от 8 до 10 г/мин и предела прочности при сжатии от 3,9 до 6,2 МПа.

Для приготовления гранулированной алюминиевой пудры были исследованы 9 составов (таблица 1), отличающиеся содержанием органической добавки растворенной в воде и водотвердым отношением (водно-клеевой раствор: алюминиевая пудра).

Состав 1 изготавливали следующим образом: навеску алюминиевой пудры 16 г помещают в барабан мешалки роторного или миксерного типа, закрывают крышкой и при медленном введении органической добавки в количестве 9,6 мл (что соответствует водотвердому отношению 0,6) через специальное отверстие и медленным вращением ротора до 10 об/мин гранулируют в течение 5 мин. Полученные гранулы высыпают в чашу для затвердевания в течение 1 суток, после чего исследовались основные физико-механические свойства, таблица 2. Остальные составы были изготовлены по аналогии с первым.

Новый технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного способа, заключается в высокой степени равномерности распределения связки по всему объему алюминиевой пудры с образованием гранул и высокой степенью распускания в воде, а также высокой прочности, что расширяет область использования алюминиевой пудры и снижает трудозатраты при ее использовании.

Таблица 1
№ состава	Отношение Вода: Клей, вес. части	Водотвердое отношение В/T, отн.ед.	Время гран-я, мин
1	1:3	0,60	5
2	1:1	0,60	5
3	1:2	0,60	5
4	1:3	0,75	7
5	1:1	0,75	7
6	1:2	0,75	7
7	1:3	0,85	9
8	1:1	0,85	9
9	1:2	0,85	9

Таблица 2
Изделие из смеси состава, №	Средний размер гранул, мм	Растворимость, г/мин	Прочность образцов при сжатии, МПа
1	1-3	10,0	5,5
2	1-4	8,4	5,0
3	1-4	8,0	3,9
4	2-6	10,0	6,0
5	2-6	8,5	4,8
6	2-6	8,0	4,5
7	4-8	10	6,2
8	4-8	9,5	5,9
9	4-8	8,0	5,9