RU2799725C1 - Method for producing perlite from poorly expanded raw material - Google Patents
Method for producing perlite from poorly expanded raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799725C1 RU2799725C1 RU2023100326A RU2023100326A RU2799725C1 RU 2799725 C1 RU2799725 C1 RU 2799725C1 RU 2023100326 A RU2023100326 A RU 2023100326A RU 2023100326 A RU2023100326 A RU 2023100326A RU 2799725 C1 RU2799725 C1 RU 2799725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- raw materials
- raw material
- furnace
- heat treatment
- perlite
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства заполнителя для строительных и теплоизоляционных материалов, а именно вспученного перлита, и может быть использовано для получения перлита из слабовспучиваемой породы с заданными режимами температурной обработки и с классификацией крупного вспученного песка (ВПК) зернового состава 1,25-5 мм, согласно ГОСТ 10832-2009.The invention relates to a technology for the production of filler for building and heat-insulating materials, namely expanded perlite, and can be used to obtain perlite from low-expanding rock with specified temperature treatment modes and with a classification of coarse expanded sand (VPC) with a grain composition of 1.25-5 mm, according to GOST 10832-2009.
Известен способ получения вспученного перлита, включающий дробление вулканического водосодержащего сырья, фракционирование, термоподготовку и высокотемпературный обжиг. При этом термоподготовку с определением температуры и длительности нагрева сырья ведут с учетом температур первичной и вторичной усадки сырья, а вспученный перлит, термообработанный указанным способом, характеризуется составом фракций 1,25-2,5 мм, исключая более мелкие и пылевидные фракции. Вспученный перлит, например, «Ташкентского» месторождения, относящегося к слабовспучиваемому сырью, полученный при температуре подготовки 400оС в течение 3,16 часов, характеризуется плотностью 250 кг/м3 и однородным составом фракций (Авторское свидетельство СССР №1404490, дата приоритета 14.07.1986, дата публикации 23.06.1988, автор Петров В.П., RU).A known method for producing expanded perlite, including crushing of volcanic water-containing raw materials, fractionation, thermal preparation and high-temperature firing. At the same time, thermal preparation with determining the temperature and duration of heating of the raw material is carried out taking into account the temperatures of primary and secondary shrinkage of the raw material, and expanded perlite, heat-treated in this way, is characterized by a composition of fractions of 1.25-2.5 mm, excluding smaller and dusty fractions. Expanded perlite, for example, from the "Tashkent" field, belonging to a weakly expanding raw material, obtained at a preparation temperature of 400 ° C for 3.16 hours, is characterized by a density of 250 kg / m 3 and a uniform composition of fractions (USSR Author's certificate No. 1404490, priority date 07/14/1986, publication date 06/23/1988, author Petrov V .P., RU).
Недостатками известного способа являются: во-первых, высокая продолжительность термоподготовки сырья; во-вторых, узкий диапазон состава фракций и высокая плотность вспученного перлита.The disadvantages of the known method are: firstly, the high duration of thermal preparation of raw materials; secondly, a narrow range of fraction composition and a high density of expanded perlite.
В качестве прототипа принят способ получения вспученного перлита, включающий дробление породы до фракций 0,2-0,5 мм, предварительную термообработку сырья при температуре 350-500°С в среде насыщенного пара при давлении 100-200 атм, обжиг в вертикальной печи с температурой факела ≈1100оС. Предварительная гидротермальная обработка сырья в среде насыщенного пара приводит к переходу молекулярной воды, содержащейся в перлите, в связанную, что увеличивает коэффициент вспучивания сырья и позволяет получать вспученный перлит с объемной массой 180 кг/м3. (Авторское свидетельство СССР №1145002, дата приоритета 04.08.1983, дата публикации 15.03.1985, авторы: Эпельбаум М.Б. и др., RU, прототип).As a prototype, a method for obtaining expanded perlite was adopted, including crushing the rock to fractions of 0.2-0.5 mm, preliminary heat treatment of raw materials at a temperature of 350-500 ° C in a saturated steam environment at a pressure of 100-200 atm, firing in a vertical furnace with a flame temperature of ≈1100 ° C. Preliminary hydrothermal processing of raw materials in a saturated steam environment leads to the transition of molecular water contained in perlite, in bound, which increases the coefficient of expansion of raw materials and allows to obtain expanded perlite with a bulk density of 180 kg/m 3 . (USSR author's certificate No. 1145002, priority date 08/04/1983, publication date 03/15/1985, authors: Epelbaum M.B. et al., RU, prototype).
Одним из недостатков прототипа является низкое качество вспученного перлита, обусловленное тем, что повышение влажности сырья в автоклаве, предназначенное для увеличения количества химически связанной воды, при вспучивании посредством термического удара из-за разности температур увеличивает растрескивание зерен, что снижает прочностные характеристики вспученного перлита и увеличивает открытую пористость. Из-за этого снижаются теплотехнические свойства и увеличивается водопоглощение материала, что нежелательно в случае применения вспученного перлита в качестве заполнителя к бетонам или теплоизоляционных засыпок, не используемых при высоких температурах. Вторым недостатком прототипа является ограничение сырья по фракции не более 0,5 мм, влияющее на образование отхода, что обусловлено тем, что в процессе измельчения сырья до более мелких фракций увеличивается количество отсева при дроблении, проходящего через сито 0,016 мм, который не применяется в производстве и является отходом, так как такие мелкие частицы будут сгорать в печи.One of the disadvantages of the prototype is the low quality of the expanded perlite, due to the fact that increasing the moisture content of the raw material in the autoclave, designed to increase the amount of chemically bound water, during swelling through thermal shock due to the temperature difference, increases the cracking of the grains, which reduces the strength characteristics of the expanded perlite and increases open porosity. Because of this, the thermal properties decrease and the water absorption of the material increases, which is undesirable when expanded perlite is used as a filler for concrete or heat-insulating fillings that are not used at high temperatures. The second disadvantage of the prototype is the limitation of the raw material in fractions of not more than 0.5 mm, which affects the formation of waste, which is due to the fact that in the process of grinding raw materials to smaller fractions, the amount of screenings during crushing increases, passing through a sieve of 0.016 mm, which is not used in production and is a waste, since such small particles will burn in the furnace.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является необходимость создания эффективной технологии получения перлита из слабовспучиваемой породы, в частности Мухор-Талинского месторождения, путем применения более крупных фракций исходного сырья для снижения отходов от его дробления, усовершенствования термоподготовки сырья и создания непрерывного процесса получения вспученного перлита, обеспечивающего повышение его качества с улучшением прочностных характеристик и сокращением открытой пористости, а также экономию энергоресурсов.The technical problem solved by the invention is the need to create an effective technology for producing perlite from a weakly expanding rock, in particular the Mukhor-Talinskoye deposit, by using larger fractions of the feedstock to reduce waste from its crushing, improve the thermal preparation of raw materials and create a continuous process for producing expanded perlite, which improves its quality with improved strength characteristics and reduced open porosity, as well as energy savings.
Для решения технической проблемы предложен способ получения перлита из слабовспучиваемого сырья, включающий дробление породы Мухор-Талинского месторождения, фракционирование, предварительную термообработку сырья и кратковременный обжиг в вертикальной печи. Новым является то, что отсев породы осуществляют до фракций 0,315-1,25 мм. Предварительную термообработку сырья указанных фракций осуществляют в сушильном барабане при температуре 400-500°С до влажности 1-2%. Разогретое в процессе термообработки сырье из сушильного барабана последовательно подают в вертикальную печь и осуществляют кратковременный обжиг при температуре факела печи 1250-1260°С, при этом продолжительность нахождения сырья в печи составляет 3-4 сек.To solve the technical problem, a method is proposed for producing perlite from a weakly expanding raw material, including crushing the rock of the Mukhor-Talinskoye deposit, fractionation, preliminary heat treatment of the raw material, and short-term firing in a vertical furnace. What is new is that rock screening is carried out to fractions of 0.315-1.25 mm. Preliminary heat treatment of raw materials of these fractions is carried out in a drying drum at a temperature of 400-500°C to a moisture content of 1-2%. The raw material heated during the heat treatment from the drying drum is sequentially fed into a vertical furnace and short-term firing is carried out at a furnace flame temperature of 1250-1260°C, while the duration of the raw material in the furnace is 3-4 seconds.
Согласно изобретению, отработанные газы вертикальной печи через фильтрующую сетку направляют в сушильный барабан для подготовки сырья или обратно в вертикальную печь для экономии энергоресурсов.According to the invention, the exhaust gases of the vertical kiln are sent through a filter mesh to the drying drum for the preparation of raw materials or back to the vertical kiln to save energy.
Способ получения перлита из слабовспучиваемого сырья реализуют следующим образом, используя слабовспучивающуюся перлитовую породу Мухор-Талинского месторождения. Дробление указанной породы и отсев до фракций 0,315-1,25 мм осуществляют для снижения отхода производства. При этом указанный состав является оптимальным, так как в процессе измельчения до более мелких фракций увеличивается количество отсева при дроблении, проходящего через сито 0,016 мм, который не применяется в производстве и является отходом. Исходное сырье указанных фракций подают в расходный бункер сырья, откуда дозатором производится выгрузка на ленточный конвейер и затем в сушильный барабан для предварительной термообработки при температуре 400-500°С в течение, например 10 минут. При этом время сушки в барабане зависит от исходной влажности сырья и может быть уменьшено при достижении требуемой влажности высушенного сырья 1-2%. После сушильного барабана термообработанное сырье сразу выгружается в приемный бункер и дозатором подается в вертикальную печь для обжига. Предварительно нагретое и высушенное до влажности 1-2% сырье вспучивается в вертикальной печи при температуре факела 1250-1260°С. При этом время всего цикла нахождения зерен перлита в печи от загрузки до выгрузки составляет 3-4 сек, после чего вспученный перлит попадает из сопла печи в приемную тару готовой продукции.The method for producing perlite from a weakly intumescent raw material is implemented as follows, using a slightly intumescent perlite rock of the Mukhor-Talinsky deposit. Crushing of the specified rock and screening to fractions of 0.315-1.25 mm is carried out to reduce production waste. At the same time, the specified composition is optimal, since in the process of grinding to finer fractions, the amount of screening during crushing increases, passing through a sieve of 0.016 mm, which is not used in production and is a waste. The feedstock of said fractions is fed into the raw material supply hopper, from where it is unloaded by a batcher onto a belt conveyor and then into a drying drum for preliminary heat treatment at a temperature of 400-500°C for, for example, 10 minutes. At the same time, the drying time in the drum depends on the initial moisture content of the raw material and can be reduced when the required moisture content of the dried raw material reaches 1-2%. After the drying drum, the heat-treated raw materials are immediately unloaded into the receiving hopper and fed into the vertical kiln by a batcher. Preheated and dried to a moisture content of 1-2%, the raw material is expanded in a vertical furnace at a flame temperature of 1250-1260°C. At the same time, the time of the entire cycle of perlite grains in the furnace from loading to unloading is 3-4 seconds, after which the expanded perlite falls from the furnace nozzle into the receiving container of the finished product.
Предварительная термообработка сырья при температуре 400-500°С перед обжигом способствует удалению свободной воды и части химически связанной до влажности 1-2%, при этом уменьшается количество открытых пор за счет меньшего растрескивания зерен перлита от применяемого термического удара при обжиге. Процесс обжига происходит без резких перепадов температур в зоне вспучивания в связи с непрерывностью осуществления процессов предварительной термообработки и обжига в вертикальной печи, что положительно влияет на качество вспученного перлита.Preliminary heat treatment of raw materials at a temperature of 400-500°C before firing helps to remove free water and a part of chemically bound to a moisture content of 1-2%, while the number of open pores decreases due to less cracking of perlite grains from the applied thermal shock during firing. The firing process takes place without sudden temperature changes in the swelling zone due to the continuity of the pre-heat treatment and firing processes in the vertical furnace, which positively affects the quality of the expanded perlite.
Для снижения затрат энергоресурсов в технологическом процессе используют отработанные газы вертикальной печи, которые по изолированной трубе через фильтрующую сетку направляют в сушильный барабан для подготовки сырья или обратно в вертикальную печь. В начале производственного процесса подогрев сушильного барабана осуществляется за счет газов печи, требуемых для набора рабочей температуры зоны обжига. Кроме того, температура в сушильном барабане регулируется подачей воздуха окружающей среды и газовой горелкой. Теплый воздух, подаваемый повторно в вертикальную печь, позволяет снижать расход теплоносителя в зоне обжига.To reduce the cost of energy resources in the technological process, the exhaust gases of a vertical furnace are used, which are sent through an insulated pipe through a filter mesh to a drying drum for preparing raw materials or back to a vertical furnace. At the beginning of the production process, the drying drum is heated by the gases of the kiln required to reach the operating temperature of the firing zone. In addition, the temperature in the tumble dryer is controlled by the ambient air supply and the gas burner. Warm air, re-supplied to the vertical kiln, reduces the consumption of coolant in the firing zone.
Для получения перлита повышенного качества из слабовспучиваемого сырья было проведено три эксперимента с пробами исходного сырья фракции 0,315-1,25 мм весом по 15 кг, которые поочередно загружались в сушильный барабан и подвергались сушке с режимом быстрого подъема температуры до 400°С при достижении влажности около 2%, а затем плавного подъема до 500°С и влажности сырья 1% в течение 10 мин. После выгрузки из сушильного барабана каждая нагретая проба подавалась на обжиг в разогретую вертикальную печь и через 3-4 сек выгружалась в приемную тару. Остывший вспученный перлит испытывался по методикам ГОСТ 10832-2009 «Песок и щебень перлитовые вспученные».To obtain high-quality perlite from weakly expanding raw materials, three experiments were carried out with samples of raw materials with a fraction of 0.315-1.25 mm, weighing 15 kg, which were alternately loaded into a drying drum and dried with a mode of rapid temperature rise to 400°C when a moisture content of about 2% was reached, and then a smooth rise to 500°C and a raw material moisture content of 1% for 10 minutes. After unloading from the drying drum, each heated sample was fed for firing into a heated vertical furnace and after 3-4 seconds was unloaded into a receiving container. The cooled expanded perlite was tested according to the methods of GOST 10832-2009 "Expanded perlite sand and crushed stone".
Исходные данные и результаты эксперимента с обжигом Мухор-Талинского перлита в вертикальной печи представлены в приведенной таблице под номерами 1-3, а для сравнения приведены данные известного способа получения вспученного перлита (прототипа).The initial data and the results of the experiment with the firing of Mukhor-Talinsky perlite in a vertical furnace are presented in the table under the numbers 1-3, and for comparison, the data of a known method for obtaining expanded perlite (prototype) are given.
Из таблицы видно, что при реализации заявляемого способа получают вспученный перлит с плотностью от 170 до 200 кг/м3, которая зависит от температуры обжига. Коэффициент вспучивания сырья при этом не менее 3.The table shows that when implementing the proposed method, expanded perlite is obtained with a density of 170 to 200 kg/m 3 , which depends on the firing temperature. In this case, the coefficient of swelling of the raw material is not less than 3.
Исходная порода, применяемая по предлагаемому способу для опытов 1-3, соответствует ГОСТ 25226-96 группе Б1, а полученный вспученный перлит по ГОСТ 10832-2009 классифицируется как вспученный песок крупный (ВПК) зернового состава 1,25-5 мм, по насыпной плотности соответствует марке М200 с прочностью при сдавливании в цилиндре более 0,1 МПа.The initial rock used according to the proposed method for experiments 1-3 corresponds to GOST 25226-96 group B1, and the resulting expanded perlite according to GOST 10832-2009 is classified as coarse expanded sand (VPC) with a grain composition of 1.25-5 mm, according to the bulk density corresponds to the M200 brand with a compressive strength in the cylinder of more than 0.1 MPa.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в создании эффективной технологии получения перлита из слабовспучиваемой породы Мухор-Талинского месторождения путем снижения отходов от дробления породы за счет применения более крупных фракций исходного сырья; повышения качества вспученного перлита за счет улучшения прочностных характеристик и сокращения открытой пористости; а также экономии энергоресурсов за счет использования отработанных газов вертикальной печи для обжига.The technical result achieved by the invention is to create an effective technology for producing perlite from the weakly expanding rock of the Mukhor-Talinsky deposit by reducing waste from rock crushing through the use of larger fractions of the feedstock; improving the quality of expanded perlite by improving the strength characteristics and reducing open porosity; as well as saving energy resources through the use of exhaust gases from a vertical kiln.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2799725C1 true RU2799725C1 (en) | 2023-07-11 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU640985A1 (en) * | 1976-09-17 | 1979-01-05 | Дмитровский Завод Теплоизоляционных Перлитовых Изделий | Method of obtaining light aggregate |
| SU947127A1 (en) * | 1980-02-20 | 1982-07-30 | Manukyan Rima V | Process for producing expanded perlite |
| SU1145002A1 (en) * | 1983-08-04 | 1985-03-15 | Институт экспериментальной минералогии АН СССР | Method of obtaining expanded pearlite |
| SU1404490A1 (en) * | 1986-07-14 | 1988-06-23 | Душанбинский Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов | Method of producing bulged perlite |
| CN103304174A (en) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 大连铭源全建材有限公司 | Production method of expanded perlite |
| WO2016191788A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | Binder + Co Ag | Method and device for producing an expanded granulate |
| RU2719466C1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "УралНИПИнефть" | Method of producing hollow granules from inorganic raw material and device for implementation thereof |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU640985A1 (en) * | 1976-09-17 | 1979-01-05 | Дмитровский Завод Теплоизоляционных Перлитовых Изделий | Method of obtaining light aggregate |
| SU947127A1 (en) * | 1980-02-20 | 1982-07-30 | Manukyan Rima V | Process for producing expanded perlite |
| SU1145002A1 (en) * | 1983-08-04 | 1985-03-15 | Институт экспериментальной минералогии АН СССР | Method of obtaining expanded pearlite |
| SU1404490A1 (en) * | 1986-07-14 | 1988-06-23 | Душанбинский Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов | Method of producing bulged perlite |
| CN103304174A (en) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 大连铭源全建材有限公司 | Production method of expanded perlite |
| WO2016191788A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | Binder + Co Ag | Method and device for producing an expanded granulate |
| RU2719466C1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-04-17 | Общество с ограниченной ответственностью "УралНИПИнефть" | Method of producing hollow granules from inorganic raw material and device for implementation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karaman et al. | Firing temperature and firing time influence on mechanical and physical properties of clay bricks | |
| Zhang et al. | Investigation of high-temperature effects on the strengthening and degradation of mechanical property in sandstone | |
| RU2651720C2 (en) | Method of producing nanomodified additive for construction purpose | |
| RU2799725C1 (en) | Method for producing perlite from poorly expanded raw material | |
| US20070172655A1 (en) | Core for proppant and process for its production | |
| US5830394A (en) | Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product | |
| CN109251047B (en) | A kind of preparation method of chamotte brick | |
| Šál | Testing of brick clay modifications as a raw material for building ceramic products | |
| CA1224177A (en) | Method for producing needle coke | |
| SU765236A1 (en) | Method of producing ceramdor | |
| RU2229454C2 (en) | Raw meal for fabricating ceramic brick | |
| RU2280016C2 (en) | Charge for production of the corundum refractory materials and the method of their manufacture | |
| RU2679853C1 (en) | Method of making pellets | |
| RU2743435C1 (en) | Pellet producing method | |
| Gurieva et al. | Determination of optimal drying process for ceramic bricks of semidry pressing | |
| RU2715139C1 (en) | Method for manufacturing containers for heat treatment of loose materials | |
| CN120329060B (en) | Spinel and calcium aluminate complex phase aggregate, preparation method and application thereof | |
| Reshetova et al. | Influence of kaolin ignition temperature changes on the strength qualities of proppants | |
| RU2810300C1 (en) | Expanded mineral granules | |
| RU2408557C1 (en) | Method of making aluminosilicate refractory articles | |
| RU2158243C1 (en) | Claydite production process | |
| RU2814680C1 (en) | Method of producing proppant for hydraulic fracturing | |
| RU2355660C1 (en) | Ceramic crushed stone producing method | |
| EP0124065A2 (en) | Method for producing needle coke | |
| US1842801A (en) | Method of making light porous materials |