сырьевая смесь для изготовления керамзита

Формула изобретения

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА, включающая глинистое сырье и органоминеральную добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве добавки осадок после биологической очистки бытовых сточных вод, содержащий окислы железа и углерод, предварительно смешанный с торфом в соотношении 1 2 при следующем соотношении компонентов, мас.

Глинистое сырье 94 95

Осадок после биологической очистки бытовых сточных вод, содержащий окислы железа и углерод 1,66 2,00

Торф 3,34 4,00

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии производства керамзитового гравия и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод после биологической очистки.

В процессе получения керамзитового гравия в шихту вводят специальные добавки искусственного происхождения, органического, минерального или органо-минерального. Обычно это отходы производства технический лигносульфат, скоп [1] глицериновый гудрон жировых комбинатов пищевой промышленности [2] глиежи, шахтная порода и органощелочная добавка [3] отходы нефтехимии [4,5] отходы производства полиэтилена [6] антибиотиков [7] и мясокомбинатов [8]

Применение этих добавок обеспечивает некоторое снижение насыпной плотности керамзита, однако не всегда обеспечивается плотность готового продукта.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сырьевая смесь, включающая глинистое сырье, активный ил сточных вод и бокситовую добавку [9]

Однако указанная смесь не обеспечивает достаточных снижений насыпной плотности и увеличения коэффициента вспучивания гранул.

Достигаемым техническим результатом является снижение насыпной плотности и увеличение коэффициента вспучивания гранул керамзита.

Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления керамзита, включающая глинистое сырье и органо- минеральную добавку, содержит в качестве добавок осадок бытовых сточных вод после биологической очистки, предварительно смешанный с торфом в соотношении 1:2, при следующем соотношении компонентов, мас. Глинистое сырье 95.96

Осадок бытовых сточных

вод после биологической очистки 1,66.2,00 Торф 3,34.4,00

Осадок бытовых сточных вод представляет собой смесь осадка из первичных отстойников и активного ила из илоуплотнителя. Осадок бытовых сточных вод содержит, мас. 57,5% органические соединения 57,5, в том числе общий углерод 27; жирные кислоты 2,4; органический азот 1,81, минеральные компоненты и 42,5, в том числе минеральный азот (нитратный и аммонийный) 0,29; фосфор общий (Р₂О₅) 1,3; калий общий (К₂О) 0,46; железо 78,59; хром 4,92; никель 0,45; кадмий 0,05; медь 2,88. цинк 7,03; марганец 2,96; кобальт 0,07; свинец 1,00. Торф содержит 40,5 мас. углерода и 13,7 мас. золы. В смеси осадка с торфом в соотношении 1:2 содержание углерода составляет 36 мас.

Присадка торфа к осадку бытовых сточных вод увеличивает количество твердого углерода в смеси.

В интервале температур 1100.1140^оС интенсивно восстанавливается оксид железа.

В результате реакции между оксидом железа и углеродом выделяется оксид углерода, что приводит к высокому давлению внутри закрытых пор и росту их количества, т.е. раздуванию гранулы изнутри с большим эффектом и формированию мелкопористой структуры гранул.

Взаимодействие твердого углерода осадка с оксидом железа происходит по реакции

3Fe₂O₃+C=2Fe₃O₄+CO.

Заявляемый состав сырьевой смеси улучшает свойства керамзита снижает насыпную плотность, увеличивает коэффициент вспучивания гранул керамзита, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

В таблице представлены результаты экспериментальной проверки заявляемого состава в сравнении с прототипом.

Химический состав пробы сырья без осадка удовлетворяет требованиям ОСТ 21-79-88.

По содержанию тонкодисперсных фракций размером менее 1 мм глинистое сырье относится к среднедисперсному (49,64%), по числу пластичности (26,5%) к высокопластичному сырью, по содержанию оксида алюминия (15,75%) к группе полукислого, по показателю огнеупорности (1210^оС) легкоплавкому. Содержание свободного кремнезема (29,20%) и оксида кальция (5,25%) находится на верхнем пределе допустимого стандартом. Подготовка проб с добавками осадка и их испытание осуществлялось по ГОСТ 25264-82. Температура предварительной тепловой подготовки глинистого сырья с добавками осадка составляет 300^оС и выдержкой 20 мин.

Из таблицы следует, что сырьевая смесь предлагаемого состава обеспечивает значительное снижение объемной плотности керамзитового гравия и увеличение коэффициента вспучивания. Использование изобретения позволит повысить качество продукта за счет снижения его плотности.