RU2363562C1

RU2363562C1 - Method for production of aluminium granulated powder for gas concrete making

Info

Publication number: RU2363562C1
Application number: RU2008114891/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Прохоров (RU); Сергей Борисович Прохоров; Василий Петрович Буров (RU); Василий Петрович Буров; Татьяна Ивановна Горбунова (RU); Татьяна Ивановна Горбунова; Михаил Александрович Короткий (RU); Михаил Александрович Короткий
Original assignee: Сергей Борисович Прохоров
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2009-08-10

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to production of construction materials and may be used in technology for production of cellular concrete of autoclave and non-autoclave hardening. Dry grinding of aluminium particles is realised with oiling additives in inertial gas atmosphere, ground aluminium is separated and deposited in the form of powder. Produced powder is granulated by means of mixing with organic additive consisting of mixture of esters on the basis of triethanolamine and 2-ethylhaxanoic acid and polyethylene glycol with molecular mass up to 400, brought to liquid consistency, which is supplied to mixing zone precisely in doses at the rate of 5-20% of powder weight.

EFFECT: provision of high extent of uniformity of distribution of organic additive in the whole volume of initial aluminium particles and cohesiveness with them to produce granulated powder with high suspending capacity, which makes it possible to set required kinetics of gas release and to maintain stability of this index, and also if required to accelerate formation of concrete cellular structure.

1 dwg

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к технологии производства газобетона (ячеистого бетона) автоклавного и неавтоклавного твердения.The invention relates to the production of building materials, in particular to a technology for the production of aerated concrete (cellular concrete) autoclaved and non-autoclaved hardening.

Известная технология производства газобетона включает введение в исходную смесь газообразователя - водную суспензию алюминиевой пудры, пассивированной оболочкой из стеариновой кислоты (RU 2243189, опубл. 2004 г.) /1/.Known technology for the production of aerated concrete includes the introduction into the initial mixture of a blowing agent - an aqueous suspension of aluminum powder, passivated with a shell of stearic acid (RU 2243189, publ. 2004) / 1 /.

Способ получения алюминиевой пудры, в том числе для строительных производств, известен из RU 2154551, опубл. 1999 г. /2/. Способ включает сухое измельчение частиц алюминия с жирующей добавкой (как правило, стеариновой кислотой) в атмосфере инертного газа, отделение измельченного продукта и его осаждение, последующую обработку полированием в среде азотно-кислородной смеси при 40-70°С в присутствии эфира триэтаноламина и синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆, взятого в количестве 0,5-6% от веса пудры.A method of producing aluminum powder, including for construction industries, is known from RU 2154551, publ. 1999/2 /. The method includes dry grinding of aluminum particles with a fatliquoring additive (usually stearic acid) in an inert gas atmosphere, separating the crushed product and its precipitation, followed by polishing in a nitrogen-oxygen mixture at 40-70 ° C in the presence of triethanolamine ether and synthetic fatty acids of fraction C ₁₀ -C ₁₆ taken in an amount of 0.5-6% by weight of the powder.

Как показала практика, органическая добавка в виде эфира триэтаноламина и синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆ не способна обеспечить стабильность свойств газообразователя как в объеме одной партии продукции, так и от партии к партии. Кроме того, газообразователь на известной добавке обнаруживает изменение свойств во времени. В конечном итоге газообразователь для бетона в виде алюминиевой пудры, получаемой известным способом, имеет низкие гидрофильные свойства и при использовании обнаруживает нестабильную кинетику газовыделения со значительными разбросами по объему выделившегося газа на второй, восьмой и шестнадцатой минутах процесса. Кроме того, при использовании данной пудры в производстве газобетона процесс приготовления суспензии занимает 40-50 минут, что отрицательно сказывается на производительности процесса.As practice has shown, an organic additive in the form of an ether of triethanolamine and synthetic fatty acids of the C ₁₀ -C ₁₆ fraction is not able to ensure the stability of the properties of the blowing agent both in the volume of one production batch and from batch to batch. In addition, the blowing agent on a known additive detects a change in properties over time. Ultimately, the gasifier for concrete in the form of aluminum powder, obtained in a known manner, has low hydrophilic properties and, when used, detects unstable kinetics of gas evolution with significant variations in the volume of gas released in the second, eighth and sixteenth minutes of the process. In addition, when using this powder in the production of aerated concrete, the process of preparing the suspension takes 40-50 minutes, which negatively affects the productivity of the process.

Известно также, что пудра «пылит» с образованием аэрозолей, чем загрязняет производственную и окружающую среду, значительно ухудшая санитарно-эпидемиологические условия труда, а также является источником пожаро- и взрывоопасности.It is also known that the powder "dusts" with the formation of aerosols, thereby polluting the production and the environment, significantly worsening the sanitary and epidemiological working conditions, and is also a source of fire and explosion hazard.

Задача настоящего изобретения состоит в получении газообразователя для производства ячеистого бетона в виде алюминиевой пудры, частицы которой связаны в тяжелые, не образующие аэрозолей, гранулы различного размера, обладающей при этом повышенными гидрофильными свойствами, проявляющей стабильную кинетику газовыделения, возможность управления временем процесса формирования ячеистой структуры газобетона, включая возможность его ускорения.The objective of the present invention is to obtain a blowing agent for the production of aerated concrete in the form of aluminum powder, the particles of which are bonded into heavy non-aerosol-forming granules of various sizes, which have enhanced hydrophilic properties, exhibiting stable kinetics of gas evolution, and the ability to control the time of formation of aerated concrete , including the possibility of accelerating it.

Для решения поставленной задачи способ получения гранулированной алюминиевой пудры для производства газобетона 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 дозированно из расчета 5-20% от веса пудры.To solve this problem, the method of producing granular aluminum powder for the production of aerated concrete includes dry grinding of aluminum particles with a fatliquoring additive in an inert gas atmosphere, separating the crushed aluminum and its precipitation in the form of powder, which is mixed with an organic additive consisting of a mixture of esters based on triethanolamine and 2-ethylhexanoic acid, as well as polyethylene glycol with a molecular weight of up to 400, before mixing with powder, the organic additive is brought to a liquid consistency and served in she mixing accurately dosed at the rate of 5-20% by weight of the powder.

Сущность изобретения заключается в следующем. Смесь сложных эфиров триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты и полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой до 400 являются хорошо совместимыми, т.е. взаимно растворяющимися компонентами. При этом полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, являясь растворимым в воде, не обладая суспендирующими свойствами по отношению к алюминиевой пудре, в составе данной органической добавки выполняет роль разбавителя (наполнителя). Применение газообразователя, имеющего наполнитель, в процессе производства газобетона позволяет контролировать образование ячеистой структуры и регулировать время формообразования готовых изделий из ячеистого бетона в зависимости от потребностей пользователя технологии.The invention consists in the following. A mixture of esters of triethanolamine and 2-ethylhexanoic acid and polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of up to 400 are well compatible, i.e. mutually soluble components. In this case, polyethylene glycol with a molecular weight of up to 400, being soluble in water, not having suspending properties with respect to aluminum powder, as a part of this organic additive acts as a diluent (filler). The use of a gasifier having a filler in the process of production of aerated concrete allows you to control the formation of a cellular structure and to regulate the formation time of finished products from aerated concrete, depending on the needs of the technology user.

Точно дозированная подача этой органической добавки в зону смешения с осажденной пудрой из расчета 5-20% от ее веса позволяет получить конечный продукт - алюминиевую пудру, частицы которой связаны в тяжелые, не образующие аэрозолей, гранулы различного размера, обеспечивающие газообразователю однородность и стабильность потребительских свойств. Кроме того, структура полученной пудры, связанной в гранулы, по технологическим свойствам приближается к свойствам паст, что является преимуществом для создания промышленной технологии, для которой немаловажным является и то, что компоненты органической добавки являются доступными продуктами крупнотоннажного органического синтеза.A precisely dosed supply of this organic additive to the mixing zone with precipitated powder at the rate of 5-20% of its weight allows to obtain the final product - aluminum powder, the particles of which are bound into heavy non-aerosol-forming granules of various sizes, providing uniformity and stability of consumer properties to the blowing agent . In addition, the structure of the obtained powder bonded into granules approaches technological properties of pastes, which is an advantage for creating industrial technology, for which it is important that the components of the organic additive are available products of large-capacity organic synthesis.

Введение органической добавки в количестве, меньшем 5% от веса пудры, не приводит к получению качественного газообразователя, обладающего необходимыми потребительскими свойствами, а в большем, чем 20% от веса пудры, не приводит к дальнейшему улучшению качества продукта и потому экономически нецелесообразно. Новый технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного способа, заключается в высокой степени равномерности распределения органической добавки по всему объему исходных частиц алюминия и связанности с ними и получением гранулированной пудры с высокой суспендирующей способностью.The introduction of an organic additive in an amount less than 5% by weight of the powder does not lead to a high-quality blowing agent with the necessary consumer properties, and in more than 20% of the weight of the powder does not lead to further improvement in the quality of the product and therefore is not economically feasible. A new technical result that can be achieved by the implementation of the claimed method is a high degree of uniformity of the distribution of organic additives throughout the volume of the initial aluminum particles and their bonding, and obtaining granular powder with high suspending ability.

Эти свойства гранулированной пудры обеспечивают возможность задавать необходимую кинетику газовыделения и, что очень важно, поддерживать стабильность этого показателя, при необходимости ускорять формирование ячеистой структуры бетона, при этом благодаря гранулированной форме полученная пудра при использовании не образует аэрозолей.These properties of granular powder provide the ability to set the necessary kinetics of gas evolution and, which is very important, maintain the stability of this indicator, and if necessary, accelerate the formation of the cellular structure of concrete, and due to the granular shape, the obtained powder does not form aerosols when used.

На чертеже приведена аппаратурная схема для реализации способа, включающая следующее оборудование: транспортная тара 1 с органической добавкой, насос 2 для перекачки органической добавки, установка 3 для разогрева органической добавки, бак-дозатор 4, насос-дозатор 5, полировальный барабан 6, шаровая барабанная мельница 7 каскадного типа, сепаратор-циклон 8, циклоны 9,10.The drawing shows a hardware diagram for implementing the method, including the following equipment: transport packaging 1 with an organic additive, a pump 2 for pumping an organic additive, a unit 3 for heating the organic additive, a metering tank 4, a metering pump 5, a polishing drum 6, a ball drum cascade type mill 7, cyclone separator 8, cyclones 9.10.

Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом. Основным сырьем для производства алюминиевой пасты является алюминиевая заготовка, которую получают путем отсева первичного пульверизата через установку для рассева. Пульверизат получают путем распыления расплава алюминиевых чушек, изготовленных по ГОСТ 11069 и ГОСТ 295. Вначале получают алюминиевую пудру сухим помолом заготовки (порошка) в шаровой мельнице 7 каскадного типа с добавками технического стеарина в замкнутом цикле в атмосфере азотно-кислородной смеси, которая является по отношению к алюминию инертным газом и одновременно транспортирующей средой. Стеарин служит для покрытия чешуек пудры, предотвращает «холодную сварку» размалываемых частиц, обеспечивает постоянство процесса размола.According to the invention, the method is as follows. The main raw material for the production of aluminum paste is an aluminum billet, which is obtained by screening the primary spray through a sieving unit. Pulverizate is obtained by spraying a melt of aluminum ingots made in accordance with GOST 11069 and GOST 295. First, aluminum powder is obtained by dry grinding of a workpiece (powder) in a cascade-type ball mill 7 with the addition of technical stearin in a closed cycle in an atmosphere of a nitrogen-oxygen mixture, which is in relation to to aluminum with an inert gas and at the same time a transporting medium. Stearin is used to coat powder flakes, prevents “cold welding” of the particles being ground, and ensures a constant grinding process.

Измельченный продукт, представляющий собой полидисперсную пыль, потоком азотно-кислородной смеси, создаваемым центробежным вентилятором высокого давления, выносится в сепаратор-циклон 8. В сепараторе-циклоне происходит отделение пудры от недоизмельченной фракции, которая по трубе возврата поступает в мельницу 7 для доизмельчения. Пудра из сепаратора газовым потоком увлекается в циклоны 9,10, где осаждается и поступает в полировальный барабан 6, в котором полученную пудру обрабатывают органической добавкой, представляющей собой смесь сложных эфиров на основе триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты и полиэтиленгликоля с молекулярной массой до 400. Перед смешением с пудрой органическую добавку предварительно подогревают до температуры 30-40°С для получения жидкой консистенции, необходимой для транспортировки по трубопроводу и подачи насосом в бак-дозатор. В баке-дозаторе обеспечивают температуру в 60-70°С для придания добавке вязкости, необходимой для точного дозирования.The crushed product, which is a polydisperse dust, is discharged into the cyclone 8 by a stream of nitrogen-oxygen mixture created by a high-pressure centrifugal fan. In the cyclone separator, the powder is separated from the under-ground fraction, which is fed through the return pipe to mill 7 for regrinding. The powder from the separator is carried away by gas flow into cyclones 9.10, where it is deposited and transferred to a polishing drum 6, in which the resulting powder is treated with an organic additive, which is a mixture of esters based on triethanolamine and 2-ethylhexanoic acid and polyethylene glycol with a molecular weight of up to 400. Before mixing with the powder, the organic additive is preheated to a temperature of 30-40 ° C to obtain the liquid consistency necessary for transportation through the pipeline and pumping to the metering tank. A temperature of 60-70 ° C is provided in the metering tank to give the additive the viscosity necessary for accurate dosing.

Подготовленную вышеописанным образом органическую добавку насосом-дозатором 5 подают в полировальный барабан 6 точно дозированно, например, за один цикл от 0,1 до 10 г/с и равномерно перемешивают с алюминиевой пудрой волосяными щетками в среде азотно-кислородной смеси. Точная дозировка подачи органической добавки позволяет получить стабильную кинетику газовыделения и хорошую связанность с частицами алюминиевой пудры. Кроме того, в условиях крупнотоннажного производства газобетона существенное значение имеет производительность процесса получения газообразователя. Точная дозировка количества вводимой в полировальный барабан добавки ускоряет процесс ее нанесения на частицы алюминия, а высокая суспендирующая способность гранулированной пудры сокращает процесс приготовления качественной однородной суспензии для производства ячеистого бетона до 15-20 мин.The organic additive prepared in the above manner is pumped by the metering pump 5 into the polishing drum 6 precisely dosed, for example, from 0.1 to 10 g / s in one cycle and mixed evenly with aluminum powder with hair brushes in a nitrogen-oxygen mixture. The exact dosage of the feed of the organic additive makes it possible to obtain stable kinetics of gas evolution and good bonding with aluminum powder particles. In addition, in conditions of large-tonnage production of aerated concrete, the productivity of the process of producing a blowing agent is essential. An accurate dosage of the amount of additive introduced into the polishing drum accelerates the process of applying it to aluminum particles, and the high suspending ability of granular powder reduces the process of preparing a high-quality homogeneous suspension for the production of aerated concrete to 15-20 minutes

Таким образом, заявленный способ позволяет значительно усовершенствовать существующую технологию получения алюминиевой пудры с целью получения продукта с улучшенными характеристиками и повышения производительности процесса производства газобетона.Thus, the claimed method allows to significantly improve the existing technology for the production of aluminum powder in order to obtain a product with improved characteristics and increase the productivity of the aerated concrete production process.

Claims

A method of producing aluminum granular powder for the production of aerated concrete, including dry grinding of aluminum particles with a fatliquoring additive in an inert gas atmosphere, separation of crushed aluminum and its deposition in the form of powder, which is mixed with an organic additive consisting of a mixture of esters based on triethanolamine and synthetic fatty acid characterized in that the powder is mixed with an organic additive consisting of a mixture of esters based on triethanolamine and 2-ethylhexanoic acid, as well as polyethylene glycol having a molecular weight up to 400, prior to mixing with the powdered organic additive is adjusted to a liquid consistency and fed into the mixing zone to within the dosage of 5-20% by weight of the powder.