RU2690242C2

RU2690242C2 - Hydrophobizating mineral powder with anti-caking effect and method for production thereof

Info

Publication number: RU2690242C2
Application number: RU2017125909A
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Нефедьев; Екатерина Алексеевна Худовекова; Георгий Александрович Немых; Александр Владимирович Сенчев; Сергей Павлович Нефедьев; Роман Рафаэлевич Дёма; Максим Викторович Харченко; Дмитрий Рудольфович Ганин
Original assignee: ООО "ЕвроСинтез"
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2019-05-31
Also published as: RU2017125909A3; RU2017125909A

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: group of inventions relates to anti-caking additives and methods for production thereof and can be used in production of mineral fertilizers, fire-extinguishing powders and other mineral powder systems prone to caking. Hydrophobizating mineral powder with anti-caking effect includes metakaolin and a modifying additive - a mixture based on organosiloxanes in amount of 1.5–2.5 wt. %, and has granulometric composition: fr. <39 mcm not less than 90 %, fr. <14 mcm not less than 50 %, fr. <4 mcm not less than 10 %. Method of producing said hydrophobisable mineral powder involves co-milling metakaolin with an organosiloxane-based mixture in a centrifugal impact grinding mill to the above granulometric composition.EFFECT: technical result is slowdown of processes of absorption by powder of liquid-liquid and gaseous moisture, high fluidity, improved anti-caking properties and longer storage life of powder.2 cl

Description

Изобретение относится к антислеживающим добавкам и способам их получения и может применяться в производстве минеральных удобрений, огнетушащих порошках и других минеральных порошковых системах, склонных к слеживанию.The invention relates to anti-caking additives and methods for their preparation and can be used in the production of mineral fertilizers, fire extinguishing powders and other mineral powder systems that are prone to caking.

Известно использование метакаолина в сухих строительных смесях и бетонах [http://kaolinzhl.ru/].Know the use of metakaolin in dry building mixtures and concrete [http://kaolinzhl.ru/].

Также известны гидрофобизирующие минеральные порошки с антислеживающим эффектом, включающие какое-либо минеральное вещество и модификатор.Also known hydrophobic mineral powders with anti-caking effect, including any mineral substance and modifier.

Известен способ получения модифицированного диоксида кремния, включающий смешение диоксида кремния с модификатором, отличающийся тем, что обработанный модификатором диоксид кремния термостатируют при температуре 20-150°С в течение 0,5-24 ч, а в качестве модификатора используют смесь метилгидридсилоксана, как основы, с содержанием активного водорода 1,6-1,7 мас. % и катализатора -аминоэтиламинопропилтриметоксисилана или аминофункционального силоксана [Патент RU 2216512 С2, МПК С01В 33/12. Способ получения модифицированного диоксида кремния / В.Л. Бахарев, В.И. Селиверстов, В.И. Стенковой, П.Г. Веретинский, А.В. Никитин, В.А. Ковязин. №2002103621/12, заявл. 14.02.2002; опубл. 20.11.2003, Бюл. №32.].A method of obtaining a modified silicon dioxide, including the mixing of silicon dioxide with a modifier, characterized in that the modifier treated silicon dioxide thermostatically at a temperature of 20-150 ° C for 0.5-24 hours, and as a modifier using a mixture of methyl hydride siloxane, as a basis, with an active hydrogen content of 1.6-1.7 wt. % and the catalyst is aminoethylaminopropyltrimethoxysilane or amino-functional siloxane [Patent RU 2216512 C2, IPC С01В 33/12. A method of obtaining a modified silicon dioxide / V.L. Bakharev, V.I. Seliverstov, V.I. Stenkovoj, P.G. Veretinsky, A.V. Nikitin, V.A. Kovyazin. No. 2002103621/12, Appl. February 14, 2002; publ. 11.20.2003, Byul. No. 32.].

Известен также способ измельчения материалов (цемента, песка, извести и других) в центробежно-ударных мельницах [https://www.allbeton.ru/article/310.html]. Этот способ по совокупности технических признаков и назначению является наиболее близким аналогом по отношению к предлагаемому способу.There is also known a method of grinding materials (cement, sand, lime and others) in centrifugal impact mills [https://www.allbeton.ru/article/310.html]. This method by the combination of technical features and purpose is the closest analogue with respect to the proposed method.

Данный способ не обеспечивает получение необходимых свойств гидрофобизирующих минеральных порошков с антислеживающим эффектом - замедления процессов влагопоглощения и увеличенного срока хранения.This method does not provide the required properties of hydrophobic mineral powders with anti-caking effect - slowing down the processes of moisture absorption and increased shelf life.

Поэтому задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение необходимых свойств гидрофобизирующих минеральных порошков с антислеживающим эффектом.Therefore, the task to be solved by the invention is to obtain the necessary properties of water-repellent mineral powders with anti-caking effect.

Техническим результатом изобретения является замедление процессов поглощения порошком капельно-жидкой и газообразной влаги, улучшение текучести и антислеживающих свойств порошка, а также увеличение его срока хранения и степени гидрофобности.The technical result of the invention is to slow down the absorption processes of the powder drip-liquid and gaseous moisture, improve the flowability and anti-caking properties of the powder, as well as increase its shelf life and degree of hydrophobicity.

Технический результат изобретения достигается тем, что гидрофобизирующий минеральный порошок с антислеживающим эффектом, включающий минеральное вещество и модифицирующую добавку, согласно изобретению содержит в качестве минерального вещества метакаолин и в качестве модифицирующей добавки смесь на основе органосилоксанов при дозировке добавки 1,5-2,5 мас. % и имеет гранулометрический состав: фр. < 39 мкм не менее 90%, фр. < 14 мкм не менее 50%, фр. < 4 мкм не менее 10%.The technical result of the invention is achieved by the fact that the hydrophobic mineral powder with anti-caking effect, comprising a mineral substance and a modifying additive, according to the invention contains metakaolin as a mineral substance and a mixture based on organosiloxanes as a modifying additive at a dosage of 1.5-2.5 wt. % and has a particle size distribution: Fr. <39 microns not less than 90%, fr. <14 microns not less than 50%, fr. <4 microns not less than 10%.

Технический результат изобретения достигается также тем, что в способе получения гидрофобизирующего минерального порошка с антислеживающим эффектом, согласно изобретению измельчение метакаолина в мельнице центробежно-ударного измельчения, согласно изобретению измельчение осуществляют до гранулометрического состава: фр. < 39 мкм не менее 90%, фр. < 14 мкм не менее 50%, фр. < 4 мкм не менее 10% совместно с добавкой смеси на основе органосилоксанов при дозировке добавки 1,5-2,5 мас. %. Использование изобретения позволяет повысить текучесть минерального порошка, замедлить процессы поглощения порошком капельно-жидкой и газообразной влаги, а также улучшить его антислеживающие свойства и увеличить срок хранения.The technical result of the invention is also achieved by the fact that in the method for producing a hydrophobic mineral powder with anti-caking effect according to the invention, the grinding of metakaolin in a centrifugal-impact grinding mill according to the invention is carried out to a grain size distribution: fr. <39 microns not less than 90%, fr. <14 microns not less than 50%, fr. <4 μm not less than 10% together with the addition of a mixture based on organosiloxanes at a dosage of the additive of 1.5-2.5 wt. % The use of the invention allows to increase the fluidity of the mineral powder, slow down the processes of absorption of the powder drip-liquid and gaseous moisture, as well as improve its anti-caking properties and increase shelf life.

Минеральной основой порошка является аморфный силикат алюминия - метакаолин, образующийся при термообработке каолина до 900-1000°С и не являющийся горючим и взрывоопасным веществом.The mineral base of the powder is amorphous aluminum silicate - metakaolin, which is formed during heat treatment of kaolin to 900–1000 ° C and is not a combustible and explosive substance.

Флюидизированный метакаолин при контакте с другим дисперсным материалом существенно замедляет процессы поглощения им капельножидкой и газообразной влаги. Помимо этого, флюидизированный метакаолин, обволакивая другие компоненты порошка, действует как смазка, придавая минеральному составу повышенную текучесть.Fluidized metakaolin when in contact with another dispersed material significantly slows down the processes of absorption by it of a dropper and gaseous moisture. In addition, fluid metakaolin, enveloping other components of the powder, acts as a lubricant, giving the mineral composition an increased flowability.

При помоле метакаолина в центробежно-ударной мельнице вводится модификатор - смесь органосилоксанов с различной молекулярной массой. При этом оптимальная дозировка добавки смеси на основе органосилоксанов составляет 1,5-2,5 мас. %. Модифицирование метакаолина органсилоксанами позволяет также получать порошок с повышенной текучестью и увеличенной степенью гидрофобности.When grinding metakaolin in a centrifugal impact mill, a modifier is introduced - a mixture of organosiloxanes with different molecular weights. Moreover, the optimal dosage of the additive mixture based on organosiloxanes is 1.5-2.5 wt. % Modifying metakaolin with organosiloxanes also makes it possible to obtain a powder with increased fluidity and an increased degree of hydrophobicity.

Способ получения гидрофобизирующего минерального порошка с антислеживающим эффектом осуществляют следующим образом.The method of obtaining hydrophobic mineral powder with anti-caking effect is as follows.

Метакаолин подают в мельницу центробежно-ударного измельчения, совместно с ним вводят модификатор - смесь на основе органосилоксанов. Дозировка добавки составляет 1,5-2,5%. Исходный материал, поступив в центральную часть вращающегося ускорителя, двигается от центра к периферии и разгоняется до скорости 70-125 м/с, обеспечивающей разрушение материала, в результате чего сталкивается с отбойными элементами и измельчается до гранулометрического состава: фр. < 39 мкм не менее 90%, фр. < 14 мкм не менее 50%, фр. < 4 мкм не менее 10% совместно с добавкой смеси на основе органосилоксанов при дозировке добавки 1,5-2,5 мас. %. Измельченный материал подхватывается воздушным потоком, создаваемым вентилятором, и направляется в зону классификации, где происходит выделение фракций требуемой тонины, а недоизмельченный материал направляется в ускоритель для дальнейшего измельчения. То есть, осуществляется непрерывный отвод недостаточно измельченного материалаи возвращение на доизмельчение крупных частиц. При этом в камеру помола подается смесь на основе органосилоксанов. В высокоскоростном потоке воздуха в камере помола раствор превращается в аэрозоль и равномерно оседает на поверхности измельчаемых частиц.Metakaolin is fed into a centrifugal impact grinding mill, together with it a modifier is introduced - a mixture based on organosiloxanes. The dosage of the additive is 1.5-2.5%. The source material, having entered the central part of the rotating accelerator, moves from the center to the periphery and accelerates to a speed of 70-125 m / s, which ensures the destruction of the material, as a result of which it collides with the baffle elements and is crushed to particle size distribution: <39 microns not less than 90%, fr. <14 microns not less than 50%, fr. <4 μm not less than 10% together with the addition of a mixture based on organosiloxanes at a dosage of the additive of 1.5-2.5 wt. % The crushed material is picked up by the air flow generated by the fan, and is sent to the classification zone, where fractions of the required fineness are released, and the undersized material is sent to the accelerator for further grinding. That is, there is a continuous removal of insufficiently crushed material and return to the grinding of large particles. In this case, a mixture based on organosiloxanes is fed into the grinding chamber. In the high-speed air flow in the grinding chamber, the solution turns into an aerosol and evenly settles on the surface of the particles to be ground.

Экспериментально проверяли свойства при использовании предлагаемого гидрофобизирующего минерального порошка с антислеживающим эффектом и при использовании прототипа. При этом при применении изобретения повысилась текучесть порошка на 8-10%, влагопоглощение замедлилось на 9-12%, увеличился срок хранения на 7-10%, повысилась степень гидрофобности на 5-8% относительно прототипа.Experimentally checked the properties when using the proposed hydrophobic mineral powder with anti-caking effect and when using the prototype. At the same time, when applying the invention, the fluidity of the powder increased by 8-10%, moisture absorption slowed down by 9-12%, the shelf life increased by 7-10%, the degree of hydrophobicity increased by 5-8% relative to the prototype.

Использование изобретения позволяет повысить текучесть минерального порошка, замедлить процессы поглощения порошком капельно-жидкой и газообразной влаги, а также улучшить его антислеживающие свойства и увеличить срок хранения и степень гидрофобности.The use of the invention allows to increase the fluidity of the mineral powder, slow down the absorption processes of the powder drip-liquid and gaseous moisture, as well as improve its anti-caking properties and increase the shelf life and degree of hydrophobicity.

Claims

1. A hydrophobic mineral powder with an anti-caking effect, including a mineral substance and a modifying additive, characterized in that it contains metakaolin as a mineral substance and a mixture based on organosiloxanes as a modifying additive at a dosage of the additive of 1.5-2.5 wt.% And has granulometric composition: fr. <39 microns not less than 90%, fr. <14 microns not less than 50%, fr. <4 microns not less than 10%.

2. A method of obtaining a hydrophobic mineral powder with an anti-caking effect, including grinding of metakaolin in a centrifugal-impact grinding mill, characterized in that grinding is carried out to a particle size distribution: fr. <39 microns not less than 90%, fr. <14 microns not less than 50% , Fr. <4 microns, not less than 10%, together with the addition of a mixture based on organosiloxanes at a dosage of the additive of 1.5-2.5 wt.%.