ES2958090A2 - Agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustion de escoria de aluminio, y metodo de preparacion y uso del mismo - Google Patents
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Abstract
Un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio, y un método de preparación del mismo y su uso. El agente extintor de incendios comprende las siguientes materias primas: un sulfato, una sal de cloro, un mineral, un gel de sílice, un tensioactivo y un estearato. Los materiales principales de sulfato y sal de cloro son residuos sólidos que contienen sulfato y sal de cloro obtenidos mediante la separación de aguas residuales con alto contenido en sal generadas durante un proceso de resíntesis de un material de electrodo positivo de una batería de litio de desecho. Los residuos sólidos que contienen sulfato y sal de cloro se utilizan como material para un agente extintor de incendios, que puede reciclar eficazmente los recursos residuales. Las aguas residuales de gran cantidad y alto contenido en sal producidas en el proceso de síntesis del material de electrodo positivo de la batería de litio de desecho se separan y evaporan para obtener más residuos sólidos que contienen sulfato y sal de cloro, que pueden utilizarse como material principal para preparar agentes extintor de incendios a gran escala.
Description
DESCRIPCIÓN
Agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio, y método de preparación y uso del mismo
CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo técnico de los agentes extintores de incendios y, en particular, se refiere a un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio y a un método de preparación y aplicación del mismo.
ANTECEDENTES
El material de una batería de litio se aplica ampliamente a industrias como las de la fabricación de baterías de litio, de vehículos digitales 3C y de nueva energía, de almacenamiento industrial de energía y similares. Mientras tanto, se producen más residuos de baterías de litio. El proceso de reciclaje de las pilas de litio usadas incluye los siguientes pasos: descarga, desmontaje, separación, metalurgia húmeda y de alta temperatura, resíntesis de materiales catódicos, etc. Durante la separación del material de las pilas de litio usadas, se generan escorias de aluminio y láminas de aluminio usado y quedan además ácidos, álcalis y agua. Al encontrarse con los ácidos, los álcalis y el agua, la escoria de aluminio apilada reacciona violentamente. Como la escoria de aluminio se apila en un lugar abierto, se genera una gran cantidad de hidrógeno en poco tiempo, por lo que puede producirse combustión y explosión. La escoria de aluminio tiene una alta temperatura de combustión, una alta velocidad de propagación de la combustión y una alta potencia de explosión, puede producir un calor radiante bastante alto, y también puede reaccionar con el aire, el agua y el dióxido de carbono. Por lo tanto, la escoria de aluminio en combustión es difícil de eliminar y aislar, y un desastre de incendio es muy difícil de extinguir.
RESUMEN
La presente invención pretende resolver al menos uno de los problemas técnicos de la técnica anterior. Por esta razón, la presente invención proporciona un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de la escoria de aluminio y un método de preparación y aplicación del mismo. El sulfato y la sal de cloruro son materiales principales del agente extintor de incendios y residuos sólidos que contienen sulfato y sal de cloruro obtenidos mediante la separación de aguas residuales de alta salinidad generadas en un proceso de resíntesis de un material catódico de una batería de litio usada. El residuo sólido que contiene sulfato y sal de cloruro se utiliza como material del agente extintor de incendios, de forma que los recursos residuales pueden reciclarse eficazmente.
Para lograr el objetivo anterior, la presente invención adopta la siguiente solución técnica:
Un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio, que incluye las siguientes materias primas: sulfato, sal de cloruro, un mineral, gel de sílice, un tensioactivo y estearato.
Preferiblemente, el sulfato, la sal de cloruro, el mineral y el gel de sílice pueden prepararse para obtener un polvo.
Además, la relación de la masa del polvo, el tensioactivo y el estearato puede ser preferiblemente de 100:(1-5):(0,05-0,25).
Preferiblemente, el sulfato puede ser sulfato sódico y sulfato cálcico.
Preferiblemente, la sal de cloruro puede ser cloruro sódico y cloruro cálcico.
Además, una proporción de masa del sulfato de sodio, cloruro de sodio, sulfato de calcio y cloruro de calcio puede ser (50-80):(20-40):(2-10):(1-10).
Preferiblemente, el mineral puede ser al menos uno de los siguientes: arena de cuarzo, cuarcita, arenisca, sílice y ópalo.
Preferiblemente, el tensioactivo puede ser polidimetilsiloxano.
Preferiblemente, el estearato puede ser uno de los siguientes: estearato de sodio, estearato de magnesio, estearato de calcio y estearato de zinc.
Un método de preparación de un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio, que incluye los siguientes pasos:
(1) calcinar unos residuos sólidos que contengan sal de cloruro y sulfato, disolver añadiendo agua, realizar la filtración para obtener un filtrado, y realizar la evaporación y cristalización para obtener cristales;
(2) añadir los cristales al nitrógeno líquido para remojarlos y mezclar los cristales remojados con un mineral y un gel de sílice para preparar un polvo; y
(3) mezclar el polvo, el tensioactivo y el estearato y secar la mezcla obtenida para obtener el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio.
Preferiblemente, en el paso (1), el residuo sólido que contiene la sal de cloruro y sulfato puede obtenerse mediante separación por una membrana y evaporación del agua residual que contiene sal producida en un proceso de resíntesis de un material del cátodo de una batería de litio usada.
Además, los ingredientes principales de los residuos sólidos que contienen sal de cloruro y sulfato pueden ser preferentemente sulfato sódico y cloruro sódico.
Preferiblemente, en el paso (1), la calcinación se realiza a una temperatura de calcinación de 400-800°C durante 0,5-3 h y a una velocidad de aumento de temperatura de 10-30°C/min.
Preferiblemente, en el paso (1), una temperatura del agua puede ser de 30-95°C; y una proporción de masa de los residuos sólidos que contienen sal de cloruro y sulfato con respecto al agua puede ser de (20-40):100.
Preferiblemente, en el paso (1), la evaporación puede realizarse a un grado de vacío de 0,02 0,06 MPa y una cantidad de evaporación de 400 kg/h.
Preferiblemente, en el paso (1), el cribado puede utilizar una red de cribado con un diámetro de poro de 200-400 mesh.
Preferiblemente, en el paso (2), la proporción de masa de los cristales con respecto al nitrógeno líquido puede ser de 10:(1-3).
Preferiblemente, en el paso (2), la proporción en masa de los cristales, el mineral y el gel de sílice puede ser 100:(1-5):(1-2).
Preferiblemente, en la etapa (2), el mineral puede ser al menos uno de los siguientes: arena de cuarzo, cuarcita, arenisca, sílice y ópalo.
Preferiblemente, en la etapa (2), el gel de sílice puede estar en forma de micropolvo.
Preferiblemente, en la etapa (2), el gel de sílice puede ser analíticamente puro o tener una pureza > 98%.
Preferiblemente, en el paso (2), la mezcla puede realizarse durante 1-5 min y a una velocidad de rotación de 120-360 r/min.
Preferiblemente, en el paso (2), la molienda puede realizarse durante 15-60 min; y una amoladora utilizada para la molienda puede tener una velocidad de rotación de 200-720 r/min.
Preferiblemente, en la etapa (2), el polvo molido puede tener un tamaño de partícula < 100 μm.
Preferiblemente, en el paso (3), la proporción de masa del polvo, el tensioactivo y el estearato puede ser 100:(1-5):(0,05-0,25).
Preferiblemente, en la etapa (3), el tensioactivo puede ser polidimetilsiloxano.
Además, el polidimetilsiloxano y el estearato pueden ser preferiblemente analíticamente puros o más puros.
Preferiblemente, en la etapa (3), el estearato puede ser uno de los siguientes: estearato de sodio, estearato de magnesio, estearato de calcio y estearato de zinc.
Preferiblemente, en el paso (3), la mezcla puede realizarse a 40-90°C durante 30-60 min y a una velocidad de rotación de 120-360 r/min.
Preferiblemente, en el paso (3), el secado puede realizarse hasta el contenido de agua de ≤ 2,5%.
El principio de la extinción de la combustión de la escoria de aluminio mediante un agente extintor de incendios es el siguiente: en primer lugar, recubrimiento: el agente extintor de incendios tiene componentes principales de sal de cloruro y sulfato que no tienen reacción química con los metales en combustión (aluminio, hierro, cobre y sus aleaciones) para generar un recubrimiento físico mediante fusión a alta temperatura, y mientras tanto un material auxiliar (un mineral: cuarzo) en el agente extintor de incendios tiene una reacción química limitada con la escoria de aluminio en combustión para formar un compuesto inerte no combustible para pasivar una superficie de la escoria de aluminio para generar un revestimiento químico. En segundo lugar, la absorción de calor: la vibración de las moléculas de sulfato de sodio y cloruro de sodio se intensifica a alta temperatura y, para reducir la restricción entre las moléculas, el calor generado por la combustión del metal puede absorberse continuamente en un proceso de fusión. Por lo tanto, la combustión de la escoria de aluminio se extingue por aislamiento y sofocación mediante el revestimiento físico y químico junto con la absorción de calor.
En comparación con el estado de la técnica anterior, la presente invención tiene los siguientes efectos beneficiosos:
1. El sulfato y la sal de cloruro son los principales materiales del agente extintor de incendios de la presente invención y las principales sales componentes de las aguas residuales generadas en un proceso de resíntesis de un material catódico de una batería de litio de desecho. El agua residual se utiliza como material del agente extintor de incendios, de modo que los recursos residuales pueden reciclarse eficazmente. Los minerales de cuarzo seleccionados como materiales auxiliares proceden de la naturaleza, lo que permite reducir los costes de producción del agente extintor de incendios. Las aguas residuales generadas en un proceso de resíntesis del material catódico de la batería de litio de desecho tienen una gran cantidad y un alto contenido de sal, y se obtienen más residuos sólidos que contienen sal de cloruro y sulfato mediante separación y evaporación, de forma que los residuos sólidos pueden utilizarse como material principal para preparar una gran cantidad del agente extintor de incendios.
2. El agente extintor de incendios de la presente invención tiene efectos de extinción de incendios físicos y de extinción de incendios químicos: los principales componentes de extinción de incendios del agente extintor de incendios, a saber, sulfato de sodio y cloruro de sodio, no reaccionan con la escoria de aluminio quemada y sólo tienen un efecto de cobertura física por fusión; otras sales de impurezas en los residuos sólidos que contienen sulfato y cloruro, tales como sales de cloruro de cloruro de magnesio, cloruro de calcio y similares, también pueden utilizarse como componentes eficaces del agente extintor de incendios; y otros materiales auxiliares del agente extintor de incendios de reacción química limitada con escoria de aluminio en combustión para formar un compuesto inerte no combustible para pasivar una superficie de aluminio para recubrimiento químico.
3. Después de ser tratados por nitrógeno líquido, los cristales tienen una estructura cristalina inestable son fáciles de dañar, de tal manera que después de la molienda, un polvo tiene un tamaño de partícula más pequeño y el aumento de la superficie y la energía superficial, y es fácil para la cobertura física y química de la escoria de aluminio en llamas, mejorando así la eficiencia de extinción de incendios del agente extintor de incendios. Dado que el polvo después de moler los cristales es fácil de absorber la humedad para causar aglomeración, el polidimetilsiloxano añadido tiene una propiedad hidrófoba y un rendimiento de mejora de la resistencia a la humedad del agente extintor de incendios.
4. El tensioactivo, polidimetilsiloxano, tiene una buena estabilidad química y características de fuerte actividad superficial, inercia, no toxicidad y no inflamabilidad. Mientras tanto, la función del tensioactivo puede ejercerse de forma estable y eficaz en sistemas de ácido residual, álcali residual y similares en la escoria de aluminio, y no puede reaccionar con un sistema de reacción de combustión de la escoria de aluminio ni descomponerse. La elevada estabilidad química del polidimetilsiloxano significa una elevada inercia química. El tensioactivo, polidimetilsiloxano, puede ser bien compatible con polvo, minerales de cuarzo y estearato para mantener la estabilidad entre los materiales y tiene una capacidad hidrófoba para reducir una capacidad de absorción de humedad del agente extintor de incendios.
5. El estearato de la presente invención tiene como funciones principales reducir la resistencia a la aglomeración entre partículas y reforzar el efecto del polidimetilsiloxano en el recubrimiento del polvo. El gel de sílice en la presente invención tiene un efecto de ayuda a la molienda. La molienda puede reducir la fricción entre las partículas para mejorar la fluidez de las partículas y reducir una diferencia de peso entre las partículas de diferentes materiales. El mineral de la presente invención tiene una excelente propiedad de aislamiento eléctrico y puede asegurar un aislamiento eléctrico del agente extintor de incendios después de ser añadido al agente extintor de incendios.
6. El agente extintor de incendios de la presente invención puede sustituir a un producto extintor de incendios convencional de tipo D para extinguir la combustión de metales. El agente extintor de incendios se puede cargar en botellas extintor de incendios portátiles, de carro, colgantes y otras, y se puede utilizar para extinguir el fuego metálico de hierro, cobre y otras sustancias simples o aleación de las mismas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es un diagrama de flujo de la preparación del agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio en la realización 1 de la presente invención; y
La FIG. 2 es una imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) del agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio en la realización 1 de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
En lo sucesivo, el concepto y los efectos técnicos resultantes de la presente invención se describirán de forma clara y completa con referencia a las realizaciones, con el fin de comprender plenamente la finalidad, las características y los efectos de la presente invención. Obviamente, las realizaciones descritas son sólo una parte de las realizaciones de la presente invención, no todas las realizaciones. Todas las demás realizaciones obtenidas por los expertos en la materia sobre la base de las realizaciones de la presente invención y sin ningún esfuerzo creativo están dentro del alcance de la presente invención.
Realización 1
Un método de preparación de un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio de la presente realización incluyó los siguientes pasos:
(1) recogida: las aguas residuales de alta salinidad generadas en un proceso de resíntesis de un material catódico de una batería de litio de desecho se sometieron a separación por membrana y evaporación para obtener 56 kg de residuos sólidos que contienen sal de cloruro y sulfato (residuos sólidos que contienen sal);
(2) purificación: en un ambiente ventilado, los residuos sólidos que contenían sulfato y cloruro se calcinaron a una velocidad de calentamiento de 10°C/min hasta 400°C durante 3 h, los residuos sólidos calcinados se añadieron a agua desionizada a 65°C para disolverlos en una proporción de masa de 35:100, un filtrado y un residuo de filtrado se separaron por filtración con un tamiz de mesh 200, el filtrado se evaporó bajo un vacío de 0,04 MPa durante 12 minutos y se llevó a cabo el enfriamiento, la cristalización y el secado en un ambiente al aire libre durante 5 días para obtener cristales (el sulfato de sodio representó el 57,10%, el cloruro de sodio el 22,56%, el agua el 15,43%, el sulfato de calcio el 3,25% y el cloruro de calcio el 1,66%);
(3) molienda: los cristales se remojaron en nitrógeno líquido a una proporción de masa de los cristales respecto al nitrógeno líquido de 10:1, el remojo se realizó hasta que el nitrógeno líquido se evaporó, los cristales se calentaron a temperatura ambiente, los cristales, los minerales (arena de cuarzo, cuarcita y arenisca) y el micropolvo de gel de sílice a una proporción de masa de 1002:1 se añadieron a un mezclador limpio a una velocidad de rotación de 150 r/min para mezclarlos durante 2 minutos, el material mezclado se añadió a una trituradora de bolas limpia a una velocidad de rotación de 480 r/min para triturarlo durante 45 minutos a un tiempo de descarga de 3 minutos (la cantidad de descarga fue de 0.5 t/h y la masa de molienda fue de 27,6 kg), y tras la molienda se obtuvo un polvo con un tamaño de partícula < 100 μm; y
(4) modificación: el polvo, el polidimetilsiloxano y el estearato de sodio en una proporción de masa de 100:1:0,05 se añadieron a un mezclador limpio y seco con una velocidad de rotación de 150 r/min, se mezcló a una temperatura de 70°C durante 35 min, se secó para obtener un producto de agente extintor de incendios, el producto de agente extintor de incendios secado tenía el contenido de agua de 1,87% por medición y se obtuvo el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio.
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos: 1
(1) se inyectó un agente extintor de incendios almacenado en un tanque de almacenamiento seco y, mientras tanto, se llenó argón seco en el tanque de almacenamiento para su almacenamiento, donde una relación de volumen del agente extintor de incendios al gas inerte fue de 8:1 y una presión del tanque de almacenamiento fue de 2,5 MPa; y
(2) el agente extintor de incendios del tanque de almacenamiento se inyectó en un extintor de incendios de tipo suspensión de 10 kg, se almacenó una pila de escoria de aluminio de 5 kg en un tanque de almacenamiento de escoria de aluminio, el extintor de incendios estaba a unos 0.8 m de la parte superior de la pila de escoria de aluminio, el tanque de almacenamiento de escoria de aluminio tenía 14 m2 (4 m*3,5 m), se encendió la escoria de aluminio, y cuando el extintor de incendios detectó una temperatura de combustión de la escoria de aluminio, se roció el agente extintor de incendios para extinguir el fuego.
La FIG. 1 es un diagrama de flujo de la preparación del agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio en la realización 1 de la presente invención; puede verse en la FIG. 1 que los residuos sólidos que contienen sulfato y cloruro se calcinaron, se disolvieron en agua, se trataron con nitrógeno líquido y se molieron, y se añadieron un mineral, gel de sílice micropolvo, polidimetilsiloxano y estearato para preparar un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio. La FIG. 2 es una imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) del agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio en la realización 1 de la presente invención; a partir de la imagen SEM, puede verse que las partículas grandes eran un polvo y el polvo estaba unido a otras partículas pequeñas.
Realización 2
Un método de preparación de un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio de la presente realización incluyó los siguientes pasos:
(1) recogida: las aguas residuales de alta salinidad generadas en un proceso de resíntesis de un material catódico de una batería de litio de desecho se sometieron a separación por membrana y evaporación para obtener 91 kg de residuos sólidos que contenían sal de cloruro y sulfato;
(2) purificación: en un ambiente ventilado, los residuos sólidos que contenían sulfato y cloruro se calcinaron a una velocidad de calentamiento de 18°C/min hasta 550°C durante 2 h, los residuos sólidos calcinados se añadieron a agua desionizada a 65°C para disolverlos en una proporción de masa de 35:100, un filtrado y un residuo de filtrado se separaron por filtración con un tamiz de mesh 200, el filtrado se evaporó bajo un vacío de 0,04 MPa durante 12 minutos y se realizó el enfriamiento, la cristalización y el secado en un ambiente al aire libre durante 5 días para obtener cristales (el sulfato de sodio representó el 53,58%, el cloruro de sodio representó el 27,24%, el agua el 11,69%, el sulfato de calcio el 5,98% y el cloruro de calcio el 1,51%);
(3) molienda: los cristales se remojaron en nitrógeno líquido en una proporción de masa de los cristales con respecto al nitrógeno líquido de 10:2,5, el remojo se realizó hasta que el nitrógeno líquido se evaporó, los cristales se calentaron a temperatura ambiente, los cristales, los minerales (arena de cuarzo, cuarcita y arenisca) y el micropolvo de gel de sílice en una proporción de masa de 100:2,5:2 se añadieron a un mezclador limpio a una velocidad de rotación de 150 r/min para mezclar durante 2 min, se añadió un material mezclado a una trituradora de bolas limpia a una velocidad de rotación de 480 r/min para moler durante 45 min a un tiempo de descarga de 4 min (la cantidad de descarga fue de 0,5 t/h y la masa de molienda fue de 35,7 kg), y se obtuvo un polvo con un tamaño de partícula < 100 μm después de la molienda; y
(4) modificación: el polvo, el polidimetilsiloxano y el estearato de sodio en una proporción de masa de 100:2:0,17 se añadieron a un mezclador limpio y seco con una velocidad de rotación de 150 r/min, se mezcló a una temperatura de 70°C durante 35 min, se secó para obtener un producto de agente extintor de incendios, el producto de agente extintor de incendios secado tenía el contenido de agua de 1,41% por medición y se obtuvo el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio.
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
(1) se inyectó un agente extintor de incendios almacenado en un tanque de almacenamiento seco y, mientras tanto, se llenó argón seco en el tanque de almacenamiento para su almacenamiento, donde una relación de volumen del agente extintor de incendios al gas inerte era de 9:1 y una presión del tanque de almacenamiento era de 2,5 MPa; y 2
(2) el agente extintor de incendios del tanque de almacenamiento se inyectó en un extintor de incendios de tipo suspensión de 10 kg, se almacenó una pila de escoria de aluminio de 5 kg en un tanque de almacenamiento de escoria de aluminio, el extintor de incendios se encontraba a unos 0,7 m de la parte superior de la pila de escoria de aluminio, el tanque de almacenamiento de escoria de aluminio tenía 14 m2 (4 m*3,5 m), prendió la escoria de aluminio y, cuando el extintor de incendios detectó una temperatura de combustión de la escoria de aluminio, se roció el agente extintor de incendios para extinguir el fuego.
Realización 3
Un método de preparación de un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio de la presente realización incluyó los siguientes pasos:
(1) recogida: las aguas residuales de alta salinidad generadas en un proceso de resíntesis de un material catódico de una batería de litio de desecho se sometieron a separación por membrana y evaporación para obtener 56 kg de residuos sólidos que contenían sal de cloruro y sulfato;
(2) purificación: en un ambiente ventilado, los residuos sólidos que contenían sulfato y cloruro se calcinaron a una velocidad de calentamiento de 30°C/min hasta 750°C durante 0,5 h, los residuos sólidos calcinados se añadieron a agua desionizada a 65°C para disolverlos en una proporción de masa de 35:100, un filtrado y un residuo de filtrado se separaron por filtración con un tamiz de mesh 400, el filtrado se evaporó bajo un vacío de 0,04 MPa durante 12 minutos, y se llevó a cabo el enfriamiento, la cristalización y el secado en un ambiente al aire libre durante 5 días para obtener cristales (el sulfato de sodio representaba el 52,46%, el cloruro de sodio el 23,08%, el agua el 15,97%, el sulfato de calcio el 4,75% y el cloruro de calcio el 3,74%); 3
(3) molienda: los cristales se remojaron en nitrógeno líquido a una proporción de masa de los cristales respecto al nitrógeno líquido de 10:3, el remojo se realizó hasta que el nitrógeno líquido se evaporó, los cristales se calentaron a temperatura ambiente, los cristales, minerales (arena de cuarzo, cuarcita y arenisca) y micropolvo de gel de sílice a una proporción de masa de 100:3:2 se añadieron a una mezcladora limpia a una velocidad de rotación de 150 r/min para mezclarlos durante 2 min, el material mezclado se añadió a una trituradora de bolas limpia a una velocidad de rotación de 480 r/min para molerlo durante 45 min a un tiempo de descarga de 6 min (la cantidad de descarga fue de 0.5 t/h y la masa de molienda fue de 47,3 kg), y tras la molienda se obtuvo un polvo con un tamaño de partícula < 100 μm; y
(4) modificación: el polvo, el polidimetilsiloxano y el estearato de sodio en una proporción de masa de 100:5:0,25 se añadieron a un mezclador limpio y seco con una velocidad de rotación de 150 r/min, se mezcló a una temperatura de 70°C durante 35 min, se secó para obtener un producto de agente extintor de incendios, el producto de agente extintor de incendios seco tenía el contenido de agua de 1,87% por medición y se obtuvo el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio.
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
(1) se inyectó un agente extintor de incendios almacenado en un tanque de almacenamiento seco y, mientras tanto, se llenó argón seco en el tanque de almacenamiento para su almacenamiento, donde una relación de volumen del agente extintor de incendios al gas inerte fue de 7,5:1 y una presión del tanque de almacenamiento fue de 2,5 MPa; y
(2) el agente extintor de incendios del tanque de almacenamiento se inyectó en un extintor de incendios de tipo suspensión de 10 kg, se almacenó una pila de escoria de aluminio de 4,3 kg en un tanque de almacenamiento de escoria de aluminio, el extintor de incendios estaba a unos 0.8 m de la parte superior de la pila de escoria de aluminio, el tanque de almacenamiento de escoria de aluminio tenía 14 m2 (4 m*3,5 m), la escoria de aluminio se encendió, y cuando el extintor de incendios detectó una temperatura de combustión de la escoria de aluminio, el agente extintor de incendios se roció para extinguir el fuego.
Ejemplo comparativo 1
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
Una diferencia con respecto a la Encarnación 1 es que en la etapa (3) no se realiza la inmersión en nitrógeno líquido.
Ejemplo comparativo 2
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
Una diferencia con respecto a la realización 1 es que los minerales de cuarzo y el gel de sílice en micropolvo no se añaden en el paso (3).
Ejemplo comparativo 3
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
Una diferencia con respecto a la realización 1 fue que no se añadió polidimetilsiloxano en el paso (4).
Ejemplo comparativo 4
Un método para extinguir el fuego durante la combustión de escoria de aluminio incluía los siguientes pasos específicos:
Una diferencia con respecto a la realización 1 fue que no se añadió estearato sódico en el paso (4).
Análisis de ejemplos comparativos y realizaciones:
En la Tabla 1, el tamaño de las partículas del polvo se midió con un analizador láser de tamaño de partículas, el contenido de agua se midió con un método convencional, y el tiempo necesario para extinguir la combustión de la escoria de aluminio fue desde 30 segundos después de que la escoria de aluminio empezara a arder hasta el tiempo necesario para extinguir el fuego después de rociar el agente extintor de incendios a la escoria de aluminio en combustión.
En la Tabla 1, puede verse que, en comparación con los ejemplos comparativos 1 y 2, el tamaño de las partículas del polvo en las realizaciones 1, 2 y 3 era < 100 μm, el polvo tenía un tamaño de partícula más pequeño y una mayor superficie y energía superficial, y era fácil de cubrir física y químicamente la escoria de aluminio en combustión, por lo que la eficacia de extinción del agente extintor de incendios era alta. En comparación con el ejemplo comparativo 3, el contenido de agua en las realizaciones 1, 2 y 3 era < 2,5%. El tiempo de extinción en las realizaciones 1, 2 y 3 fue más corto que el de los ejemplos comparativos 1, 2 y 3, lo que indica un mejor efecto de extinción.
Tabla 1 Parámetros de las realizaciones y ejemplos comparativos
Se puede ver en la realización 1 y en el ejemplo comparativo 1 que en el ejemplo comparativo 1 los cristales no se trataron con nitrógeno líquido, la estructura cristalina de los cristales no se destruyó fácilmente, de modo que el tamaño de las partículas del polvo no se puede reducir después de la molienda, no fue fácil para el recubrimiento físico y el recubrimiento químico de la escoria de aluminio en llamas, por lo que la eficacia de extinción de incendios del agente extintor de incendios se redujo.
Puede observarse en la realización 1 y en el ejemplo comparativo 2 que en el ejemplo comparativo 2 no se añadieron minerales de cuarzo ni gel de sílice en micropolvo, el tamaño de partícula del polvo fue grande durante la molienda, y la proporción del tamaño de partícula del polvo fue mayor en un intervalo de 50-100 μm y > 100 μm; y la proporción del tamaño de partícula del polvo en un intervalo de 20-50 μm fue la más alta en la realización 1.
Se puede observar en la realización 1 y en el ejemplo comparativo 3 que en el ejemplo comparativo 3, no se añadió polidimetilsiloxano, la capacidad hidrófoba fue pobre, el contenido de agua aumentó, por lo que el tiempo de extinción de la combustión de escoria de aluminio se alargó.
Se puede observar en la realización 1 y en el ejemplo comparativo 4 que en el ejemplo comparativo 4 no se añadió estearato, las partículas se aglomeraron, el polvo tenía un tamaño de partícula mayor, el tiempo para que el polidimetilsiloxano cubriera el polvo se alargó, por lo que el tiempo para extinguir la combustión de escoria de aluminio se alargó.
Aunque las realizaciones de la presente invención se describen en detalle anteriormente con referencia a los dibujos adjuntos, la presente invención no se limitará a las realizaciones. Cualquier experto en la materia puede realizar cambios sin apartarse del espíritu de la presente invención. Además, en caso de que no haya conflicto, las realizaciones de la presente invención y las características de las realizaciones pueden combinarse entre sí.
Claims (10)
1. Un agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio, que comprende las siguientes materias primas: sulfato, sal de cloruro, un mineral, gel de sílice, un tensioactivo y estearato.
2. El agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sulfato es sulfato de sodio y sulfato de calcio; y la sal de cloruro es cloruro de sodio y cloruro de calcio.
3. El agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio según la reivindicación 1, en el que el tensioactivo es polidimetilsiloxano.
4. El agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escorias de aluminio según la reivindicación 1, en el que el estearato es uno de los siguientes: estearato de sodio, estearato de magnesio, estearato de calcio y estearato de zinc.
5. El agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio según la reivindicación 1, en el que el mineral es al menos uno de arena de cuarzo, cuarcita, sílice y ópalo.
6. Método de preparación del agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escorias de aluminio según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende las etapas siguientes:
(1) calcinar residuos sólidos que contengan sal de cloruro y sulfato, disolver añadiendo agua, realizar la filtración para obtener un filtrado, y realizar la evaporación y cristalización para obtener cristales;
(2) añadir los cristales a nitrógeno líquido para remojarlos y mezclar los cristales remojados con el mineral y el gel de sílice para preparar un polvo; y
(3) mezclar el polvo, el tensioactivo y el estearato y secar la mezcla obtenida para obtener el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escoria de aluminio.
7. El método de preparación según la reivindicación 6, en el que en la etapa (1), los residuos sólidos que contienen sal de cloruro y sulfato se obtienen mediante separación por membrana y evaporación de aguas residuales que contienen sal producidas en un proceso de resíntesis de un material de cátodo de una batería de litio de desecho.
8. El método de preparación según la reivindicación 6, en el que en la etapa (1), la calcinación se realiza a una temperatura de calcinación de 400-800°C durante 0,5-3 h y a una velocidad de aumento de temperatura de 10-30°C/min.
9. El método de preparación según la reivindicación 6, en el que en la etapa (2), una proporción de masa de los cristales con respecto al nitrógeno líquido es 10:(1-3); y en la etapa (2), una proporción de masa de los cristales, el mineral y el gel de sílice es 100:(1-5):(1-2).
10. Extintor de incendios que comprende el agente extintor de incendios capaz de extinguir la combustión de escorias de aluminio según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
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