RU2550640C1 - Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation - Google Patents
Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550640C1 RU2550640C1 RU2014113078/03A RU2014113078A RU2550640C1 RU 2550640 C1 RU2550640 C1 RU 2550640C1 RU 2014113078/03 A RU2014113078/03 A RU 2014113078/03A RU 2014113078 A RU2014113078 A RU 2014113078A RU 2550640 C1 RU2550640 C1 RU 2550640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grains
- crumbs
- chips
- blades
- stone
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении различных видов капсулированной каменной крошки фракции крупности от 0,1 до 3 мм, предназначенных для использования в качестве декоративных зернистых наполнителей в составах для отделки внутренних и наружных поверхностей зданий и сооружений, а также в качестве посыпок для бронирования наружной поверхности рулонных битумных кровельных и гидроизоляционных материалов.The invention relates to the building materials industry and can be used in the manufacture of various types of encapsulated stone chips of a grain size fraction from 0.1 to 3 mm, intended for use as decorative granular fillers in compositions for finishing the internal and external surfaces of buildings and structures, as well as as sprinkles for booking the outer surface of rolled bituminous roofing and waterproofing materials.
Известен способ получения материала из окрашенных минеральных гранул, заключающийся в формировании на поверхности зерен каменной крошки окрашенной полимерной пленки, осуществляющийся путем пропитывания и дренирования каменной крошки суспензией пигмента в водной дисперсии полимера [1].A known method of producing material from colored mineral granules, which consists in forming on the surface of the grains of stone chips a colored polymer film, carried out by soaking and draining the stone chips with a suspension of pigment in an aqueous polymer dispersion [1].
В качестве каменной крошки используются кварцевый песок или продукты дробления горных пород, имеющие средний размер частиц предпочтительно от 1 до 3 мм и остроугольную форму. Количество пигмента составляет от 1 до 10% от веса окрашиваемого вещества, отношение массы минерального материала к пропитывающей жидкости от 1:1 до 10:1. Окрашенные гранулы отделяют от излишков жидкости и высушивают при повышенной температуре до 100°C. Неиспользованная водная суспензия используется повторно с добавлением красящего вещества и (или) свежей полимерной дисперсии. Недостатками данного способа являются:The rock chips used are quartz sand or rock crushing products having an average particle size of preferably 1 to 3 mm and an acute-angled shape. The amount of pigment is from 1 to 10% by weight of the dyed substance, the ratio of the mass of mineral material to the impregnating liquid from 1: 1 to 10: 1. The colored granules are separated from the excess liquid and dried at elevated temperatures to 100 ° C. Unused aqueous suspension is reused with the addition of a coloring substance and (or) fresh polymer dispersion. The disadvantages of this method are:
- нарушение сплошности пленки на острых краях и на гладких участках поверхности зерен;- violation of the continuity of the film on sharp edges and on smooth sections of the grain surface;
- разнооттеночность материала из окрашенных минеральных гранул в связи с невыдержанностью соотношения красящего вещества и полимерной дисперсии в повторно используемой суспензии;- different shades of material from colored mineral granules due to the inconsistency of the ratio of the coloring matter and the polymer dispersion in the reusable suspension;
- высокий расход полимеров и пигментов.- high consumption of polymers and pigments.
Известен способ капсулирования твердых тел, преимущественно сферических гранул диаметром 2-2,5 мм, 0,5-1 мм и т.д., с целью образования на их поверхности защитных полимерных пленок [2]. Способ реализуется путем впрыскивания раствора полимера под вакуумом в вибрирующую камеру с гранулами в течение 1 мин, последующим повышением давления в камере до атмосферного, разделением полученных капсул для предотвращения агломерации в установке виброцентробежного разделения и сушки подогретым до 90°С воздухом. Капсулирование гранул производится при избытке капсулирующего вещества, что приводит не только к его перерасходу, но и к агломерации и слипанию капсулируемого материала, что значительно снижает эффективность процесса. Разделение агломератов из капсулируемых гранул в виброцентробежной установке усложняет технологическую схему и удорожает процесс.A known method of encapsulation of solids, mainly spherical granules with a diameter of 2-2.5 mm, 0.5-1 mm, etc., in order to form protective polymer films on their surface [2]. The method is implemented by injecting a polymer solution under vacuum into a vibrating chamber with granules for 1 min, followed by increasing the pressure in the chamber to atmospheric pressure, separating the resulting capsules to prevent agglomeration in a vibrocentrifugal separation unit and drying with air heated to 90 ° C. The granules are encapsulated with an excess of encapsulating material, which leads not only to its overuse, but also to agglomeration and adhesion of the encapsulated material, which significantly reduces the efficiency of the process. Separation of agglomerates from encapsulated granules in a vibrocentrifugal installation complicates the technological scheme and increases the cost of the process.
Известен способ окрашивания каменной крошки, в том числе сланцевой крошки, фракции крупности 0,1-3 мм, заключающийся в формировании на ее поверхности оболочки из красящего вещества путем перемешивания крошки с суспензией пигментов в полиметилфенилсилоксановом лаке в поворотном смесителе с откачкой воздуха до давления 450-500 мм рт.ст. и последующем нагреве смеси при давлении 45-50 мм рт.ст.[3]. Расход лака и пигментов 3,0-3,5 масс.%. Перемешивание в течение 10 мин, термообработка при давлении 45-50 мм рт.ст. и температуре 80+5°C в течение 4-6 час при периодическом вращении смесителя. Однако данный способ не учитывает влияние формы зерен на процесс перемешивания крошки с красящим веществом и влияние микрорельефа поверхности зерен на прочность ее сцепления с полимерами. При вращении поворотного смесителя перемещение зерен угловатой и пластинчатой формы относительно друг друга затруднено (в отличие от зерен сферической формы), а зерна с гладким микрорельефом поверхности обладают низкой адгезией к полимерам. Поэтому при практической реализации данного способа сплошное обволакивание поверхности зерен каменной крошки красящим составом не достигается, значительная часть зерен оказывается неокрашенной, а неизрасходованное красящее вещество способствует агломерации и слипанию окрашенных зерен.A known method of coloring stone chips, including shale chips, fractions of a size of 0.1-3 mm, which consists in the formation on its surface of a shell of a coloring matter by mixing the chips with a suspension of pigments in polymethylphenylsiloxane varnish in a rotary mixer with pumping air to a pressure of 450- 500 mmHg and subsequent heating of the mixture at a pressure of 45-50 mm Hg [3]. The consumption of varnish and pigments is 3.0-3.5 wt.%. Stirring for 10 min, heat treatment at a pressure of 45-50 mm Hg and a temperature of 80 + 5 ° C for 4-6 hours with periodic rotation of the mixer. However, this method does not take into account the influence of the shape of the grains on the process of mixing the crumbs with the coloring matter and the influence of the microrelief of the surface of the grains on the strength of its adhesion to polymers. When the rotary mixer rotates, the movement of grains of an angular and lamellar shape relative to each other is difficult (unlike grains of a spherical shape), and grains with a smooth surface microrelief have low adhesion to polymers. Therefore, in the practical implementation of this method, continuous coating of the surface of the grains of stone chips with a coloring composition is not achieved, a significant part of the grains is unpainted, and the unspent coloring substance contributes to the agglomeration and adhesion of the colored grains.
Известен способ окрашивания сыпучих зернистых материалов, например, кварцевого песка, каменной крошки и т.п., при реализации которого, с целью предотвращения слипания зерен и снижения расхода красящего вещества и полимеров, обработку зернистого материала осуществляют перемещением цилиндрической камеры с частотой 300-700 об/мин по окружности, диаметр которой составляет 0,2-0,6 внутреннего диаметра камеры, а красящее вещество подают в камеру в виде суспензии, содержащей 0,1-1,0 мас.% клеящего вещества, 0,3-2,0 мас.% красящего вещества и 2,0-5,0 мас.% воды от окрашиваемого материала [4]. В качестве клеящих веществ используют поливинилацетатную или акриловую эмульсию. Расход полимеров и пигментов 1,7-3,0 масс.%, воду добавляют в количестве 2-5 мас.%. Время окрашивания - 1-4 мин, время на сушку и температура не указаны. Капсулирование зернистого материала осуществляется в результате прижимания материала к внутренней поверхности камеры под действием центробежных сил и взаимного столкновения зернистого материала и капсулирующего вещества. Слипание зерен при выходе из камеры предотвращается их интенсивным перемещением относительно друг друга. Однако данный способ не предусматривает мер против слипания зерен и образования агломератов при сушке зернистого материала, что значительно снижает его эффективность. Кроме того, в камере происходит измельчение зернистого материала при ударах зерен о стенки камеры и друг о друга, что приводит к нарушению требуемого фракционного состава капсулированного зернистого материала.A known method of coloring granular granular materials, for example, quartz sand, stone chips, etc., in the implementation of which, in order to prevent sticking of grains and reduce the consumption of coloring matter and polymers, the processing of granular material is carried out by moving a cylindrical chamber with a frequency of 300-700 rpm / min on a circle whose diameter is 0.2-0.6 of the inner diameter of the chamber, and the coloring matter is fed into the chamber in the form of a suspension containing 0.1-1.0 wt.% adhesive, 0.3-2.0 wt.% coloring matter and 2.0-5.0 wt.% water from the material to be painted [4]. As adhesives, use a polyvinyl acetate or acrylic emulsion. The consumption of polymers and pigments of 1.7-3.0 wt.%, Water is added in an amount of 2-5 wt.%. Staining time - 1-4 minutes, drying time and temperature are not indicated. The encapsulation of the granular material is carried out as a result of pressing the material to the inner surface of the chamber under the action of centrifugal forces and the mutual collision of the granular material and the encapsulating substance. The sticking of grains upon exiting the chamber is prevented by their intensive movement relative to each other. However, this method does not provide measures against the sticking of grains and the formation of agglomerates during the drying of granular material, which significantly reduces its effectiveness. In addition, granular material is crushed in the chamber upon impact of grains against the chamber walls and against each other, which leads to a violation of the required fractional composition of the encapsulated granular material.
Наиболее близким аналогом изобретения является способ непрерывного окрашивания зернистых каменных материалов, таких как песок или гравий, на конвейере, при реализации которого для получения полимерной пленки на поверхности зерен в качестве связующих веществ используются водные дисперсии полимеров, а в качестве красящих веществ применяются водные дисперсии органических пигментов или суспензии неорганических пигментов в водных дисперсиях полимеров [5]. Этот способ принят в качестве прототипа. В известном способе смешивание зернистого материала со связующими и красящими веществами производится при комнатной температуре в смесителях лопастного или шнекового типа, позволяющих визуально контролировать качество окрашенного материала на выходе из смесителя и регулировать скорость загрузки каждого компонента во время процесса для получения продукта требуемого качества. Для отверждения полимерной пленки на поверхности зерен используют сушильные устройства различных конструкций с подогретым воздухом. Расход полимеров и пигментов 1,25-1,50 масс.%.The closest analogue of the invention is a method for continuous staining of granular stone materials, such as sand or gravel, on a conveyor, the implementation of which, to obtain a polymer film on the surface of grains, aqueous dispersions of polymers are used as binders, and aqueous dispersions of organic pigments are used as coloring substances or suspensions of inorganic pigments in aqueous dispersions of polymers [5]. This method is adopted as a prototype. In the known method, the mixing of granular material with binders and dyes is carried out at room temperature in paddle or screw type mixers, which allow visually controlling the quality of the colored material at the outlet of the mixer and adjusting the loading speed of each component during the process to obtain the product of the required quality. For curing the polymer film on the surface of the grains, drying devices of various designs with heated air are used. The consumption of polymers and pigments 1.25-1.50 wt.%.
Недостатком известного способа является недостаточно полное окрашивание и сплошность обволакивания за счет того, что в этом способе не учитывается морфология зерен и микрорельеф их поверхности, влияющие на процесс обволакивания зерен красящим веществом, а также на сплошность полимерного покрытия и прочность его сцепки с поверхностью зерен, что влечет большой расход полимеров и пигментов. Регулировка скорости загрузки компонентов в смеситель по результатам визуальной оценки качества окрашенного материала на выходе из смесителя не обеспечивает качественное капсулирование и однотонность окрашивания каменной крошки. Кроме того, реализовать непрерывный процесс на конвейере практически трудно, поскольку скорость отверждения полимерных пленок в сушильных аппаратах любых конструкций контрастно меньше скорости капсулирования крошки в смесителе.The disadvantage of this method is the insufficiently complete coloring and continuity of enveloping due to the fact that this method does not take into account the morphology of grains and the microrelief of their surface, affecting the process of enveloping grains with a coloring substance, as well as the continuity of the polymer coating and the strength of its adhesion to the grain surface, which entails a large consumption of polymers and pigments. Adjusting the speed of loading components into the mixer according to the results of a visual assessment of the quality of the colored material at the outlet of the mixer does not provide high-quality encapsulation and uniformity of staining of stone chips. In addition, it is practically difficult to implement a continuous process on a conveyor, since the curing rate of polymer films in dryers of any designs is contrastingly lower than the encapsulation rate of crumbs in the mixer.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества капсулированной каменной крошки за счет более полного ее окрашивания и обволакивания, а также существенное уменьшение расхода капсулирующих веществ (пигментов, полимеров и др.).The technical result of the claimed invention is to improve the quality of encapsulated stone chips due to its more complete coloring and enveloping, as well as a significant reduction in the consumption of encapsulating substances (pigments, polymers, etc.).
Указанный технический результат достигается, согласно заявленному изобретению, тем, что для капсулирования выбирают каменную крошку фракции крупности от 0,1 до 3 мм из продуктов дробления и гранулометрической классификации кристаллических горных пород микрозернистой структуры, зерна которой имеют сферическую или эллипсоидальную форму и ячеистый микрорельеф поверхности с размерами ячеек 5-50 мкм и концентрацией ячеек не менее 80% от площади поверхности зерен, на поверхность зерен наносят полимерную пленку путем перемешивания при комнатной температуре крошки, к которой добавляют жидкое капсулирующее вещество, в качестве которого выбирают водную дисперсию полимера с добавками, на плоской горизонтальной поверхности в слое каменной крошки толщиной 30-70 мм в течение 3-7 мин до полного обволакивания зерен полимерной пленкой, которое контролируют визуально по блеску и/или окраске, каменную крошку с зернами, покрытыми полимерной пленкой, подвергают термообработке в сушильном аппарате при температуре не выше 80-85°C до прекращения агломерации.The specified technical result is achieved, according to the claimed invention, in that for encapsulation, stone chips of a grain size fraction of 0.1 to 3 mm are selected from the products of crushing and granulometric classification of crystalline rocks of a micrograin structure, the grains of which have a spherical or ellipsoidal shape and a cellular microrelief of surface with mesh sizes of 5-50 μm and a cell concentration of at least 80% of the grain surface area, a polymer film is applied to the grain surface by stirring at room temperature temperature of the crumbs, to which a liquid encapsulating substance is added, which is selected as an aqueous dispersion of polymer with additives, on a flat horizontal surface in a layer of stone chips with a thickness of 30-70 mm for 3-7 minutes until the grains are completely enveloped with a polymer film, which is visually controlled in terms of gloss and / or color, stone chips with grains coated with a polymer film are subjected to heat treatment in a drying apparatus at a temperature not exceeding 80-85 ° C until the agglomeration ceases.
Реализация заявленного способа осуществляется с помощью устройства для получения капсулированной каменной крошки, которое включает питающий бункер, смеситель для покрытия каменной крошки жидким капсулирующим веществом с расположенным над ним дозатором жидкого капсулирующего вещества, сушильный аппарат с накопительным бункером, фасовочный агрегат, соединенные между собой подающими транспортерами. Смеситель состоит из корпуса, поворотного стола, снабженного механизмом для его возвратно-поступательного движения со скоростью 2-10 м/мин и зажимами для закрепления лотка, и установленного над столом горизонтального вала с вертикальным перемещением и закрепленными на нем на муфтах с фиксаторами лопатками прямоугольной формы. Перемешивание крошки производится в лотках с плоскими днищами квадратной формы и бортиками высотой 150 мм, наклоненными под углом 50-65° к днищам, при поступательном движении поворотного стола навстречу лопатками при опускании вала, а при подъеме вала стол возвращают в исходное положение и поворачивают на 90°, причем лопатки фиксируют под углом к днищу лотка, равным углу наклона бортиков. Размеры боковых сторон лопаток не менее 250 мм, размеры нижних сторон лопаток 50-150 мм, а расстояние между лопатками составляет ½ от длины нижних сторон лопаток. Толщину слоя каменной крошки в лотках, размеры нижних сторон лопаток, и скорость поступательного движения стола выбирают экспериментально по содержанию зерен определенного размера в составе каменной крошки, а именно:The implementation of the claimed method is carried out using a device for producing encapsulated stone chips, which includes a feed hopper, a mixer for coating stone chips with a liquid encapsulating substance, a dispenser of liquid encapsulating substance located above it, a drying machine with a storage hopper, a filling unit, connected by feeding conveyors. The mixer consists of a housing, a rotary table, equipped with a mechanism for its reciprocating movement at a speed of 2-10 m / min and clamps for securing the tray, and a horizontal shaft mounted above the table with vertical movement and rectangular blades fixed to it on couplings with clamps . Mixing the crumbs is carried out in trays with flat bottoms of square shape and sides 150 mm high, inclined at an angle of 50-65 ° to the bottoms, with the translational movement of the rotary table towards the blades when lowering the shaft, and when lifting the shaft, the table is returned to its original position and rotated 90 °, and the blades are fixed at an angle to the bottom of the tray, equal to the angle of inclination of the sides. The dimensions of the sides of the blades are at least 250 mm, the dimensions of the lower sides of the blades are 50-150 mm, and the distance between the blades is ½ of the length of the lower sides of the blades. The thickness of the layer of stone chips in the trays, the sizes of the lower sides of the blades, and the speed of the translational motion of the table are chosen experimentally by the content of grains of a certain size in the composition of stone chips, namely:
1) толщину слоя крошки 60-70 мм, размеры нижних сторон лопаток 120-150 мм и скорость поступательного движения стола 8-10 м/мин выбирают при содержании зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в составе крошки до 1 масс.% и содержании зерен толщиной менее 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм менее 10%,1) the thickness of the layer of crumbs 60-70 mm, the dimensions of the lower sides of the blades 120-150 mm and the speed of the translational movement of the table 8-10 m / min is selected when the content of grains of the dimensional fraction of 0.1-0.5 mm in the composition of crumbs up to 1 mass. % and the content of grains with a thickness of less than 0.7 mm in the size fraction of 1.25-1.6 mm less than 10%,
2) толщину слоя крошки 30-40 мм, размеры нижних сторон лопаток 50-70 мм, скорость поступательного движения стола 2-5 м/мин. выбирают при содержании зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в составе крошки свыше 50 масс.%,2) the thickness of the crumb layer is 30-40 mm, the dimensions of the lower sides of the blades are 50-70 mm, the translational speed of the table is 2-5 m / min. choose when the grain content of the dimensional fraction of 0.1-0.5 mm in the composition of the crumbs of more than 50 wt.%,
3) толщину слоя крошки 30-40 мм, размеры нижних сторон лопаток 50-70 мм, скорость поступательного движения стола 2-5 м/мин выбирают при содержании зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в составе крошки 1-10 масс.% и содержании зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм свыше 50%,3) the thickness of the crumb layer is 30–40 mm, the sizes of the lower sides of the blades are 50–70 mm, the translational speed of the table is 2–5 m / min, and the grains of the size fraction 0.1–0.5 mm in the composition of crumbs 1–10 mass are selected .% and the content of grains with a thickness of up to 0.7 mm in the size fraction of 1.25-1.6 mm over 50%,
4) толщину слоя крошки 40-60 мм, размеры нижних сторон лопаток 70-120 мм, скорость поступательного движения стола 5-8 м/мин выбирают при содержании зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в составе крошки в пределах 1-50 масс.%,4) the thickness of the crumb layer is 40-60 mm, the dimensions of the lower sides of the blades are 70-120 mm, the translational speed of the table is 5-8 m / min when the content of grains of the dimensional fraction 0.1-0.5 mm in the composition of the crumbs is within 1- 50 wt.%,
5) толщину слоя крошки 40-60 мм, размеры нижних сторон лопаток 70-120 мм, скорость поступательного движения стола 5-8 м/мин выбирают при содержании зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в составе крошки 10-50 масс.% и содержании зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм в пределах 10-50%.5) the thickness of the layer of crumbs is 40-60 mm, the dimensions of the lower sides of the blades are 70-120 mm, the speed of the translational movement of the table is 5-8 m / min when the content of grains of the dimensional fraction is 0.1-0.5 mm in the composition of crumbs 10-50 mass .% and the content of grains with a thickness of up to 0.7 mm in the size fraction of 1.25-1.6 mm in the range of 10-50%.
В кристаллофизике ячеистым называется микрорельеф поверхности кристаллических веществ, характеризующийся большой концентрацией бугорков (выступов) и впадин (ячеек). Впадины представляют собой многогранные входящие углы. В многогранных входящих углах на поверхности кристаллических веществ действуют ненасыщенные связи молекулярного взаимодействия, обусловливающие возникновение вандерваальсовых связей между веществами различного химического строения.In crystallophysics, the microrelief of the surface of crystalline substances is called cellular, characterized by a high concentration of tubercles (protrusions) and depressions (cells). The depressions are multifaceted incoming angles. In multifaceted incoming angles, unsaturated bonds of molecular interaction act on the surface of crystalline substances, causing the appearance of van der Waals bonds between substances of different chemical structures.
Заявленный способ основан на визуальных наблюдениях взаимодействия капсулирующего вещества с поверхностью каменной крошки, получаемой путем дробления кристаллических горных пород. При нанесении на поверхность зерен крошки жидкое капсулирующее вещество стекает с гладких поверхностей и остроугольных выступов, концентрируется в двугранных и многогранных впадинах. После отверждения капсулирующее вещество прочно фиксируется во впадинах, но легко отлипает от гладких поверхностей, острых краев и углов.The claimed method is based on visual observations of the interaction of the encapsulating substance with the surface of the stone chips obtained by crushing crystalline rocks. When applying crumbs to the surface of grains, a liquid encapsulating substance flows from smooth surfaces and acute-angled protrusions, and is concentrated in dihedral and polyhedral depressions. After curing, the encapsulating substance is firmly fixed in the depressions, but easily detaches from smooth surfaces, sharp edges and corners.
В заявленном способе для достижения указанного технического результата выбирают каменную крошку с зернами сферической или эллипсоидальной формы, поверхность которых обладает ячеистым микрорельефом с размерами впадин в поперечнике и на глубину 5-50 мкм и концентрацией впадин не менее 80% от площади поверхности. Капсулирование каменной крошки производится путем ее перемешивания с жидким капсулирующим веществом на плоской горизонтальной поверхности в слое каменной крошки толщиной 30-70 мм при комнатной температуре в течение 3-7 мин до полного обволакивания зерен полимерной пленкой, которое контролируют визуально по блеску и/или окраске. Жидкое капсулирующее вещество добавляют к каменной крошке в минимальном количестве, необходимом для заполнения впадин и создания тонкой пленки (толщиной 5-50 мкм) на поверхности зерен. Благодаря сферической или эллипсоидальной форме, зерна крошки при перемешивании легко перемещаются относительно друг друга, а обволакивающее их жидкое капсулирующее вещество играет дополнительно роль смазки.In the claimed method, to achieve the specified technical result, stone crumb with grains of a spherical or ellipsoidal shape is selected, the surface of which has a cellular micro-relief with dimensions of depressions across and to a depth of 5-50 μm and a concentration of depressions of at least 80% of the surface area. Stone chips are encapsulated by mixing them with a liquid encapsulating substance on a flat horizontal surface in a layer of stone chips with a thickness of 30-70 mm at room temperature for 3-7 minutes until the grains are completely enveloped with a polymer film, which is visually inspected by gloss and / or color. A liquid encapsulating substance is added to the stone chips in the minimum amount necessary to fill the depressions and create a thin film (5-50 microns thick) on the surface of the grains. Due to the spherical or ellipsoidal shape, the crumb grains easily move relative to each other with stirring, and the liquid encapsulating substance enveloping them plays an additional role as a lubricant.
Наиболее эффективный результат сплошности каменной крошки получается, как известно, с зернами сферической или эллипсоидальной формы и ячеистым микрорельефом поверхности зерен - дробление горных пород, обладающих массивной структурой и микрозернистой текстурой, на дробилках ударного принципа действия с последующей гранулометрической классификацией продуктов дробления сухим способом [6]. При дроблении горной породы на дробилках ударного принципа действия реализуется разделение породы на части с максимальным раскрытием естественных трещин, в том числе по спайности в минеральных индивидах, границам между минеральными индивидами, дислокациям, обусловливающим отдельность. Благодаря микрозернистой структуре и массивной текстуре исходных горных пород зерна каменной крошки получаются сглаженной формы, без острых краев и углов, но при этом с ячеистым микрорельефом поверхности. На Фиг.1 схематично показаны примеры зерен натуральной каменной крошки, получаемых при дроблении горных пород с микрозернистой микролитовой или идиобластовой (Фиг.1, а), гранобластовой или мозаичной (Фиг.1, б), лепидобластовой (Фиг.1, в), лепидогранобластовой (Фиг.1, г), нематобластовой (Фиг.1, д), нематогранобластовой (Фиг.1, е). Наиболее предпочтительны горные породы с кристаллическими индивидами диаметром (наибольшим размером) от 5 до 20-30 мкм, если они имеют субизометрическую или пластинчатую форму (Фиг.1, а-г), либо горные породы нематобластовой (фибробластовой) структуры с толщиной игловидных кристаллов до 20-30 мкм, независимо от их длины (Фиг.1, д-е). Могут быть использованы также породы мелкопорфиробластовой структуры, если порфиробласты представлены кристаллами ситовидного или диабластического строения (Фиг.1, ж). Для получения каменной крошки с преимущественно сферической формой зерен, при соблюдении выше перечисленных условий, исходные горные породы должны обладать кубовидной, либо параллелепипедальной, либо толстоплитчатой отдельностью; для получения каменной крошки с зернами формы уплощенного эллипсоида - листоватой отдельностью, которая обусловлена системой субпараллельных микротрещин и микросдвиговых дислокаций (Фиг.1, з).The most effective result of the continuity of stone crumb is obtained, as is known, with grains of a spherical or ellipsoidal shape and a cellular microrelief of the grain surface — crushing of rocks with a massive structure and micro-grain texture on impact crushers with the subsequent granulometric classification of crushing products by the dry method [6] . When rock is crushed on impact principle crushers, rock is divided into parts with maximum opening of natural cracks, including cleavage in mineral individuals, boundaries between mineral individuals, and dislocations that determine individuality. Due to the microgranular structure and massive texture of the original rocks, the grains of stone chips are smoothed in shape, without sharp edges and corners, but with a cellular microrelief of the surface. Figure 1 schematically shows examples of grains of natural stone crumbs obtained by crushing rocks with micrograin microlithic or idioblast (Figure 1, a), granoblast or mosaic (Figure 1, b), lepidoblast (Figure 1, c), lepidogranoblast (Figure 1, g), nematoblast (Figure 1, d), nematogranoblast (Figure 1, e). Most preferred are rocks with crystalline individuals with a diameter (largest size) from 5 to 20-30 μm, if they have a subisometric or lamellar shape (Figure 1, a-d), or rocks of a nematoblastic (fibroblast) structure with a needle-like crystal thickness up to 20-30 microns, regardless of their length (Figure 1, e). Rocks of a fine-porphyroblastic structure can also be used if the porphyroblasts are represented by crystals of a sieve or diablastic structure (Figure 1, g). To obtain stone chips with a predominantly spherical shape of the grains, subject to the above conditions, the original rocks must have a cuboid, or parallelepipedal, or thick plate; to obtain stone chips with grains of the shape of a flattened ellipsoid - sheet separately, which is caused by a system of subparallel microcracks and microshear dislocations (Figure 1, h).
Расход жидкого капсулирующего вещества в значительной мере зависит от площади поверхности зерен каменной крошки, возрастает обратно пропорционально их крупности и прямо пропорционально содержанию зерен пластинчатой формы (формы сильно уплощенных эллипсоидов). Оптимальные количественные соотношения жидкого капсулирующего вещества и каменной крошки определяют экспериментально. На расход жидкого капсулирующего вещества влияют его вязкость и текучесть, микрорельеф поверхности зерен (формы, размеры и концентрация ячеек), суммарная площадь поверхности зерен крошки, зависящая от фракционного состава крошки и содержания в ней зерен пластинчатой формы. Содержание в составе каменной крошки зерен определенных фракций крупности определяют методом гранулометрического анализа, который заключается в рассеве навесок каменной крошки на ситах с отверстиями квадратной формы до постоянной массы на фракции крупности, взвешивании фракций и определении их массовых долей в составе крошки в масс.%. Содержание зерен пластинчатой формы определяют методом подсчета зерен толщиной менее 0,7 мм в образцах, отобранных из фракции крупности от 1,25 до 1,6 мм, в %.The flow rate of the liquid encapsulating substance largely depends on the surface area of the grains of stone chips, increases inversely with their size and is directly proportional to the content of grains of the plate shape (the shape of highly flattened ellipsoids). The optimal quantitative ratio of liquid encapsulating substance and stone chips is determined experimentally. The flow rate of a liquid encapsulating substance is affected by its viscosity and fluidity, the microrelief of the grain surface (shape, size and concentration of cells), the total surface area of the grain of the crumbs, depending on the fractional composition of the crumbs and the content of lamellar grains in it. The content of certain size fractions of grains in the composition of the stone crumb is determined by the method of particle size analysis, which consists in sifting the weight of the stone chips on sieves with square holes to a constant mass on the size fractions, weighing the fractions and determining their mass fractions in the composition of the crumbs in mass%. The content of plate-shaped grains is determined by counting grains with a thickness of less than 0.7 mm in samples taken from a grain size fraction from 1.25 to 1.6 mm, in%.
На Фиг.2 представлена схема устройства для получения капсулированной каменной крошки, содержащего предлагаемый в заявленном способе смеситель. Смеситель состоит из корпуса 1, поворотного стола 2, горизонтального вала 3 с закрепленными на нем лопатками 4. Смешивание натуральной каменной крошки с жидким капсулирующим веществом производится порционно в открытых лотках 5. Лотки имеют плоские днища квадратной формы, а бортики наклонены к днищам под углом 50-65°. По проведенным исследованиям и многочисленным апробациям можно сказать, что наиболее предпочтительны лотки со следующими размерами: длина стороны днища - 1000 мм, высота бортиков по вертикали - 150 мм. Лотки изготавливают из листовой нержавеющей стали либо из пластмассы. Подача лотков в смеситель и перемещение из смесителя к накопительному бункеру сушильного аппарата (на схеме не показан) осуществляется транспортерами 6. Каменная крошка загружается в лотки из питающего бункера 7 с дозатором, снабженным щелевым соплом. Щелевое сопло расположено перпендикулярно к направлению движения лотков. Крошка насыпается в лотки слоем толщиной 30-70 мм таким образом, чтобы расстояния от оснований бортиков до краев слоя крошки составляли 20-50 мм. Над смесителем располагается дозатор жидкого капсулирующего вещества 8, из которого жидкое капсулирующее вещество подается в лоток по трубкам, расположенным перед лопатками. В поднятом положении вала лопатки висят свободно, в опущенном положении лопатки фиксируются под углом, равным углу наклона бортиков лотка.Figure 2 presents a diagram of a device for producing encapsulated stone chips containing the mixer proposed in the claimed method. The mixer consists of a housing 1, a rotary table 2, a
Смеситель действует следующим образом. Лоток с каменной крошкой устанавливается на столе так, чтобы лопатки в поднятом положении находились над краем его бортика. Из дозатора на край слоя каменной крошки подается жидкое капсулирующее вещество в количестве 25 об.% от общего объема, необходимого для капсулирования одной порции крошки. После этого вал с лопатками перемещается в нижнее рабочее положение. При этом лопатки принимают наклонное положение, а стол с лотком перемещается навстречу лопаткам со скоростью 2-10 м/мин. При угле наклона лопаток свыше 45° к горизонту каменная крошка под действием силы тяжести скатывается с поверхности лопаток вниз и по бокам, огибая лопатки. Для свободного пересыпания каменной крошки между лопатками расстояние между ними должно составлять ½ от величины нижних сторон лопаток. Движение лотка продолжается до тех пор, пока лопатки не достигнут противоположного бортика. После этого лопатки поднимаются, а стол с лотком возвращается в исходное положение и поворачивается на 90°. Из дозатора на край слоя крошки подается 25 об.% капсулирующего вещества, и операция повторяется снова. Всего операций с подачей капсулирующего вещества - четыре. Последующие операции включают в себя только перемешивание без подачи капсулирующего вещества. Перемешивание осуществляется при визуальном контроле до тех пор, пока все зерна крошки полностью не покроются капсулирующим веществом. Благодаря возможности визуального контроля процесса, качество капсулирования каждой порции крошки может быть улучшено путем более тщательного перемешивания или, при необходимости, добавления дополнительного количества капсулирующего вещества.The mixer operates as follows. The stone crumb tray is mounted on the table so that the blades in a raised position are above the edge of its side. From the dispenser, a liquid encapsulating substance is supplied to the edge of the stone crumb layer in an amount of 25 vol.% Of the total volume needed to encapsulate one portion of the crumb. After that, the shaft with the blades moves to the lower working position. In this case, the blades take an inclined position, and the table with the tray moves towards the blades at a speed of 2-10 m / min. When the angle of inclination of the blades is more than 45 ° to the horizon, stone crumb under the influence of gravity rolls down from the surface of the blades down and on the sides, around the blades. For free pouring of stone chips between the blades, the distance between them should be ½ of the size of the lower sides of the blades. The movement of the tray continues until the blades reach the opposite side. After that, the blades rise, and the table with the tray returns to its original position and rotates 90 °. From the dispenser, 25 vol% of the encapsulating substance is fed to the edge of the crumb layer, and the operation is repeated again. All operations with the supply of encapsulating substances - four. Subsequent operations include only mixing without supplying the encapsulating substance. Stirring is carried out under visual inspection until all the grains of the crumbs are completely covered with an encapsulating substance. Due to the possibility of visual control of the process, the quality of encapsulation of each portion of crumbs can be improved by more thorough mixing or, if necessary, adding an additional amount of encapsulating substance.
Скорость движения стола (лопаток), размеры нижних сторон лопаток и толщину слоя каменной крошки также выбирают экспериментально в зависимости от содержания в составе крошки зерен определенного размера. В общем случае, при увеличении в составе крошки содержания зерен мелких фракций и/или содержания зерен пластинчатой формы для улучшения качества капсулирования нужно уменьшать толщину слоя крошки, длину нижних сторон лопаток и скорость движения поступательного движения стола.The speed of movement of the table (blades), the sizes of the lower sides of the blades and the thickness of the layer of stone chips are also chosen experimentally depending on the content of grains of a certain size in the composition of the crumbs. In the general case, when the content of grains of small fractions and / or the content of grains of a plate-shaped form increases in the composition of the crumbs, in order to improve the quality of encapsulation, it is necessary to reduce the thickness of the crumb layer, the length of the lower sides of the blades and the speed of the translational movement of the table.
Покрытая капсулирующим веществом каменная крошка ссыпается из лотков в накопительный бункер сушильного аппарата. В накопительном бункере крошка может храниться при комнатной температуре (до 25°C) несколько часов, поскольку агломерация начинается не раньше, чем через 3,0-4,0 ч после капсулирования. Для полного стеклования (отверждения) капсулирующего вещества при комнатной температуре требуется, как правило, 72 ч. При нагреве до 70-85°C частичное стеклование происходит уже в течение 20-30 мин. Для термической обработки крошки с целью ускорения стеклования могут быть использованы конвективные сушилки барабанного, шахтного и других типов, в которых нагрев крошки осуществляется подогретым воздухом, а зерна крошки во избежание агломерации находятся в интенсивном движении относительно друг друга. В заявленном способе термообработка в сушильном аппарате проводится при температуре 70-85°C в течение времени, необходимого для отверждения пленок капсулирующего вещества до состояния, препятствующего агломерации зерен. Длительность обработки зависит от особенностей микрорельефа поверхности зерен и содержания в крошке зерен пластинчатой формы и, как правило, составляет 30-50 мин.Covered with encapsulating substance, the stone chips are poured from the trays into the storage hopper of the drying apparatus. In the storage hopper, crumbs can be stored at room temperature (up to 25 ° C) for several hours, since agglomeration does not begin earlier than 3.0–4.0 hours after encapsulation. For the full glass transition (curing) of an encapsulating substance at room temperature, it usually takes 72 hours. When heated to 70-85 ° C, partial glass transition takes place within 20-30 minutes. For heat treatment of crumbs in order to accelerate the glass transition, convective dryers of drum, shaft and other types can be used, in which the crumb is heated by heated air, and the crumb grains are in intensive motion relative to each other to avoid agglomeration. In the inventive method, the heat treatment in the drying apparatus is carried out at a temperature of 70-85 ° C for the time required to cure the encapsulating substance films to a state that prevents grain agglomeration. The processing time depends on the features of the microrelief of the surface of the grains and the content of lamellar grains in the crumbs and, as a rule, is 30-50 minutes.
После термообработки капсулированную каменную крошку фасуют в мешки или биг-баги. В некоторых случаях, когда требуется жесткое соблюдение требований по предельно допустимому содержанию зерен определенного максимального размера, например, при производстве посыпок для рулонных битумных материалов, каменную крошку перед фасовкой для контроля качества пропускают через вибросита.After heat treatment, the encapsulated stone chips are packed in bags or big bugs. In some cases, when strict compliance with the requirements for the maximum grain content of a certain maximum size is required, for example, in the production of toppings for rolled bituminous materials, stone chips are passed through vibrating screens before packing for quality control.
Для получения жидких капсулирующих веществ в заявленном способе используют бесцветные или содержащие пигменты водные дисперсии полимеров. Наиболее предпочтительны водные дисперсии сополимеров акрилатов и стирола, такие, например, как ACRONAL S740, ACRONAL 290 D производства германской фирмы «BASF», могут использоваться поливинилацетатная дисперсия (ПВА) и др. Для получения окрашенных капсулирующих веществ в водную дисперсию полимера добавляют пигменты. Предпочтительно использовать водные дисперсии органических пигментов. Для получения стойко окрашенных капсулирующих композиций предпочтительно использовать суспензии неорганических пигментов (оксидов железа, двуокиси титана, зеленого оксида хрома, красного молибдата, желтого никель-титана) и использовать красящие вещества или пигменты в форме готовых пигментных суспензий в водных дисперсиях полимеров.To obtain liquid encapsulating substances in the claimed method, colorless or pigment-containing aqueous dispersions of polymers are used. Most preferred are aqueous dispersions of acrylate-styrene copolymers, such as, for example, ACRONAL S740, ACRONAL 290 D manufactured by German company BASF, polyvinyl acetate dispersion (PVA), etc. can be used. Pigments are added to the colored encapsulating substances in the aqueous polymer dispersion. It is preferable to use aqueous dispersions of organic pigments. To obtain persistently colored encapsulating compositions, it is preferable to use suspensions of inorganic pigments (iron oxides, titanium dioxide, green chromium oxide, red molybdate, yellow nickel-titanium) and use coloring agents or pigments in the form of ready-made pigment suspensions in aqueous dispersions of polymers.
В состав капсулирующих полимерных композиций могут быть включены также пластификаторы, загустители, противопенные вещества, стабилизаторы, консерванты и другие обычные добавки.Plasticizing agents, thickeners, anti-foaming agents, stabilizers, preservatives, and other conventional additives may also be included in encapsulating polymer compositions.
Для создания капсулирующих полимерных композиций могут быть использованы также полиуретановые смолы, однако используемые в этих случаях растворители более токсичны, что требует дополнительных мер предосторожности для охраны труда и здоровья персонала, и приводит к усложнению устройств для капсулирования и отверждения пленок.Polyurethane resins can also be used to create encapsulating polymer compositions, however, the solvents used in these cases are more toxic, which requires additional precautions for the protection of labor and the health of personnel, and complicates the encapsulation and curing of films.
Заявленный способ позволяет достаточно гибко изготавливать разнообразные капсулирующие полимерные композиции, например, по предварительно задаваемой рецептуре, используемым капсулирующим веществам, цвету окраски и пр.The claimed method allows flexible enough to produce a variety of encapsulating polymer compositions, for example, according to a predefined recipe, used encapsulating substances, color, etc.
Контроль качества капсулированной каменной крошки производится методами гранулометрического анализа, определения содержания не полностью капсулированных зерен и определения содержания агломератов зерен в заданных размерных фракциях.The quality control of encapsulated stone chips is carried out by the methods of particle size analysis, determining the content of incompletely encapsulated grains and determining the content of grain agglomerates in specified size fractions.
Для гранулометрического анализа из капсулированной каменной крошки отбирается навеска, из которой на ситах с квадратными ячейками выделяются заданные размерные фракции, отсортированные до постоянной массы. Размерные фракции выбираются в соответствии с техническими требованиями к капсулированной каменной крошке, которые регламентируются потребителями в зависимости от сферы использования в промышленности. Как правило, используются сита с квадратными ячейками, размером (мм): 5,0; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 (1,6); 1,0 (1,25); 0,5 (0,63); 0,2 (0,25); 0,1.For granulometric analysis, a weighed sample is selected from the encapsulated stone chips, from which predetermined size fractions sorted out to constant mass are separated on sieves with square cells. Size fractions are selected in accordance with the technical requirements for encapsulated stone chips, which are regulated by consumers depending on the scope of use in industry. As a rule, sieves with square cells are used, size (mm): 5.0; 3.0; 2.5; 2.0; 1.5 (1.6); 1.0 (1.25); 0.5 (0.63); 0.2 (0.25); 0.1.
Гранулометрический состав определяется отношением массовой доли каждой размерной фракции к массе исходной навески в масс.%, с округлением до 0,1 масс.%.The particle size distribution is determined by the ratio of the mass fraction of each size fraction to the mass of the initial sample in wt.%, With rounding to 0.1 wt.%.
Для определения содержания не полностью капсулированных зерен из заданной размерной фракции отбирается образец капсулированной каменной крошки, количество зерен в котором должно быть не менее 400 штук. Производится полуколичественный анализ образцов визуально с применением, например, лупы путем подсчета общего числа зерен и не полностью капсулированных зерен. К не полностью капсулированным зернам относятся зерна, на поверхности которых нарушения сплошности пленки составляют не менее 10% от площади поверхности зерна. Если используется окрашенный полимер, то нарушения сплошности пленки распознаются по участкам неокрашенной (натуральной) поверхности зерен. Если используется неокрашенная полимерная композиция, то различия между капсулированной и не капсулированной поверхностью зерен фиксируются по их окраске и силе блеска. Поверхность зерен, покрытых полимерной пленкой, обладает более сильным блеском и более насыщенным (темным) оттенком цвета, чем поверхность натуральной крошки. Содержание не полностью капсулированных зерен в заданной размерной фракции выражается отношением их числа к общему числу зерен в образце капсулированной каменной крошки в %, с округлением до 0,1%.To determine the content of incompletely encapsulated grains from a given size fraction, a sample of encapsulated stone chips is taken, the number of grains in which must be at least 400 pieces. Semi-quantitative analysis of samples is carried out visually using, for example, a magnifier by counting the total number of grains and incompletely encapsulated grains. Partially encapsulated grains include grains on the surface of which violations of film continuity amount to at least 10% of the grain surface area. If a colored polymer is used, then film continuity violations are recognized by the areas of the unpainted (natural) grain surface. If an unpainted polymer composition is used, then the differences between the encapsulated and unencapsulated surface of the grains are fixed by their color and brightness. The surface of grains coated with a polymer film has a stronger luster and a more saturated (dark) shade of color than the surface of natural chips. The content of incompletely encapsulated grains in a given size fraction is expressed by the ratio of their number to the total number of grains in the sample of encapsulated stone chips in%, with rounding to 0.1%.
Для определения содержания агломератов зерен из заданной размерной фракции отбирается образец капсулированной каменной крошки, количество зерен в котором должно быть не менее 400 штук. Производится полуколичественный анализ образцов с применением лупы путем подсчета общего числа зерен и количества агломератов. К агломератам относятся слипшиеся зерна соизмеримого размера, т.е. такие, диаметры которых различаются не более чем в 3 раза. Содержание агломератов в заданной размерной фракции выражается отношением их числа к общему числу зерен в образце капсулированной каменной крошки в %, с округлением до 0,1%.To determine the content of agglomerates of grains from a given size fraction, a sample of encapsulated stone chips is taken, the number of grains in which must be at least 400 pieces. Semi-quantitative analysis of samples using a magnifier is performed by counting the total number of grains and the number of agglomerates. Agglomerates include adhering grains of a comparable size, i.e. those whose diameters differ by no more than 3 times. The content of agglomerates in a given size fraction is expressed by the ratio of their number to the total number of grains in the sample of encapsulated stone chips in%, with rounding to 0.1%.
Заявленный способ был апробирован в производственных условиях в режиме реального времени. Результаты апробации и эффективность заявленного способа показана ниже на семи примерах.The claimed method was tested in a production environment in real time. The results of testing and the effectiveness of the claimed method is shown below in seven examples.
Пример 1.Example 1
Капсулирование каменной крошки производят с целью получения декоративного зернистого наполнителя синего цвета для финишных фасадных штукатурок фракции 2,0-3,0 мм. При реализации способа используют крошку белого цвета из микрозернистого кварцита фракции 2,0-3,0 мм производства фабрики «Нильсия» (Финляндия), стирол-акрилатную дисперсию «ACRONAL 290 D» производства фирмы «BASF» (Германия), водоэмульсионные кодеры для фасадных работ FT (фиолетовый), МТ (синий), ТТ (черный) производства фирмы «TIKKURILA» (Финляндия). Жидкое капсулирующее вещество готовят по инструкциям производителей. В стирол-акрилатную дисперсию «ACRONAL 290 D» (75 об.%) добавляют 2 об.% коалисцента и 23 об.% воды. Кодеры разбавляют водой в отношении 1:1. Подготовленные компоненты смешивают в миксере до получения однородно окрашенной суспензии. В составе жидкого капсулирующего вещества 51,3 об.% дисперсии «ACRONAL 290 D» и коалесцента, 16,7 об.% колеров, (в том числе 8,3 об.% FT, 6,7 об.% МТ, 1,7 об.% ТТ), воды 32,0 об.%. Зерна крошки обладают сферической формой, содержание зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм не более 0,1 масс.%, содержание зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм не более 2%. Приготовленное жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 150 мм в слое толщиной 70 мм при скорости поступательного движения стола 8 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 10,0 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 3,5 мин. Термообработку проводят в шахтной сушилке, порциями до 500 кг при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 30 мин. Готовую крошку фасуют в мешки.Stone chips are encapsulated in order to obtain a decorative granular filler of blue color for finishing facade plasters of a fraction of 2.0-3.0 mm. When implementing the method, white crumb is used from microgranular quartzite of a fraction of 2.0-3.0 mm produced by the Nielsia factory (Finland), styrene-acrylate dispersion ACRONAL 290 D manufactured by BASF (Germany), water-based emulsion encoders for facade FT (purple), MT (blue), TT (black) works manufactured by TIKKURILA (Finland). A liquid encapsulating substance is prepared according to the instructions of the manufacturers. In the styrene-acrylate dispersion "ACRONAL 290 D" (75 vol.%) Add 2 vol.% Coalescent and 23 vol.% Water. Coders are diluted with water in a ratio of 1: 1. The prepared components are mixed in a mixer until a uniformly colored suspension is obtained. The liquid encapsulating substance contains 51.3 vol.% Dispersion "ACRONAL 290 D" and coalescent, 16.7 vol.% Tint, (including 8.3 vol.% FT, 6.7 vol.% MT, 1, 7 vol.% TT), water 32.0 vol.%. The grains of the crumbs have a spherical shape, the content of grains of the size fraction of 0.1-0.5 mm is not more than 0.1 wt.%, The content of grains with a thickness of up to 0.7 mm in the size fraction of 1.25-1.6 mm is not more than 2% . The prepared liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with shovels with a length of the lower side of 150 mm in a layer 70 mm thick at a translational speed of the table 8 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 10.0 L per 1 ton of crumb. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 3.5 minutes Heat treatment is carried out in a shaft dryer, in portions up to 500 kg at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 30 minutes Ready crumbs are packed in bags.
Пример 2.Example 2
Капсулирование каменной крошки производят с целью получения декоративного зернистого наполнителя синего цвета для финишных фасадных штукатурок фракции 0,5-1,0 мм. Технология получения жидкого капсулирующего вещества - согласно примеру 1. Используют каменную крошку из белого микрозернистого кварцита фабрики «Нильсия», размерной фракции 0,5-1,0 мм. Зерна крошки обладают сферической формой, содержание зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм в среднем 1,5 масс.%. Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 80 мм в слое толщиной 50 мм при скорости поступательного движения стола 6 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 18 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 4,5 мин. Термообработку проводят в шахтной сушилке, порциями по 500 кг при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 30 мин. Готовую крошку фасуют в мешки.Stone chips are encapsulated in order to obtain a decorative granular filler of blue color for finishing facade plasters of a fraction of 0.5-1.0 mm. The technology for producing a liquid encapsulating substance is according to Example 1. Use stone crumb from white microgranular quartzite of the Nielsia factory, size fraction 0.5-1.0 mm. Grain grains have a spherical shape, the grain content of the size fraction of 0.1-0.5 mm on average 1.5 wt.%. A liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with blades with a length of the lower side of 80 mm in a layer with a thickness of 50 mm at a translational speed of the table 6 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 18 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 4.5 minutes. Heat treatment is carried out in a shaft dryer, in portions of 500 kg at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 30 minutes Ready crumbs are packed in bags.
Пример 3.Example 3
Капсулирование каменной крошки производят с целью получения декоративного зернистого наполнителя красно-коричневого цвета для финишных фасадных штукатурок фракции 1,0-2,0 мм. Используют натуральную крошку из продуктов дробления на ударно-центробежной дробилке красно-коричневого туфосланца Шайдомского месторождения (Россия, Республика Карелия) размерной фракции 1,0-2,0 мм. Зерна крошки обладают преимущественно сферической формой, содержание зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм не более 1 масс.%, содержание зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм 10-15%. Для капсулирования используют бесцветную полимерную дисперсию, которую приготавливают, смешивая стирол-акрилатную дисперсию «ACRONAL S740» (75 об.%), коалисцент (2 об.%) и воду (23 об.%). Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 100 мм в слое толщиной 50 мм при скорости поступательного движения стола 7 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 12 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 5,5 мин. Термообработку проводят в шахтной сушилке с опрокидывающимися полками, порциями по 500 кг при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 25 мин. Готовую крошку фасуют в мешки.Crushed stone chips are produced in order to obtain a decorative granular filler of red-brown color for finishing facade plasters of a fraction of 1.0-2.0 mm. Use natural crumb from crushing products on a centrifugal impact crusher of the red-brown tuff shale of the Shaydomskoye field (Russia, Republic of Karelia) of a sized fraction of 1.0-2.0 mm. Grain grains have a predominantly spherical shape, the grain content of the size fraction of 0.1-0.5 mm is not more than 1 wt.%, The grain content of up to 0.7 mm thickness in the size fraction of 1.25-1.6 mm is 10-15%. For encapsulation, a colorless polymer dispersion is used, which is prepared by mixing ACRONAL S740 styrene-acrylate dispersion (75 vol.%), Coalescent (2 vol.%) And water (23 vol.%). A liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with blades with a length of the lower side of 100 mm in a layer with a thickness of 50 mm at a translational speed of the table 7 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 12 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 5.5 minutes. Heat treatment is carried out in a shaft dryer with tipping shelves, in portions of 500 kg at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 25 minutes Ready crumbs are packed in bags.
Пример 4.Example 4
Капсулирование каменной крошки проводят с целью получения гидрофобной крупнозернистой посыпки красно-коричневого цвета для рулонных битумных кровельных материалов. Использованы натуральная крошка из продуктов дробления красно-коричневого туфосланца Шайдомского месторождения на ударно-центробежной дробилке и рассева на ситах с величиной отверстий 1,5 мм и 0,5 мм. Капсулирование проводят бесцветной полимерной композицией. Технология получения жидкого капсулирующего вещества - согласно примеру 3. В составе крошки содержание зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм 3-7 масс.%, содержание зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм 10-15%. Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 80 мм в слое толщиной 50 мм при скорости поступательного движения стола 6-7 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 16 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 7 мин. Термообработку проводят в барабанной сушилке, порциями по 5 тонн, при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 30 мин. После термообработки капсулированную крошку пропускают через вибросито с размерами ячеек 2 мм, т.к. потребители предъявляют жесткие требования к максимальному размеру зерен. Готовую посыпку фасуют в биг-баги.Encapsulation of stone chips is carried out in order to obtain a hydrophobic coarse-grained sprinkling of red-brown color for roll bitumen roofing materials. We used natural crumbs from crushing products of the red-brown tuff shale of the Shaydomsky field on a centrifugal impact crusher and sieving on sieves with openings of 1.5 mm and 0.5 mm. Encapsulation is carried out with a colorless polymer composition. The technology for producing a liquid encapsulating substance is according to Example 3. In the composition of the crumbs, the grain content of the size fraction is 0.1-0.5 mm 3-7 wt.%, The grain content is up to 0.7 mm thick in the size fraction 1.25-1.6 mm 10-15%. A liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with blades with a length of the lower side of 80 mm in a layer with a thickness of 50 mm at a translational speed of the table 6-7 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 16 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 7 minutes. Heat treatment is carried out in a drum dryer, in portions of 5 tons, at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 30 minutes After heat treatment, the encapsulated chips are passed through a vibrating screen with a mesh size of 2 mm, because consumers have stringent requirements for maximum grain size. Ready topping is packaged in big bugs.
Пример 5.Example 5
Проводят капсулирование сланцевой крошки с целью получения гидрофобной чешуйчатой посыпки серого цвета для рулонных битумных кровельных материалов. Используют сланцевую крошку из продуктов дробления на ударно-центробежной дробилке и рассева на ситах с величиной отверстий 0,5 мм и 1,6 мм листоватого микросланца Шайдомского месторождения. Капсулирование проводят бесцветной полимерной композицией. Технология получения жидкого капсулирующего вещества - согласно примеру 3. В составе крошки содержание зерен размерной фракции 0,1-0,5 мм 3-7 масс.%, содержание зерен толщиной до 0,7 мм в размерной фракции 1,25-1,6 мм 10-15% составляет 50-75%. Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 60 мм в слое толщиной 40 мм при скорости поступательного движения стола 3 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 18 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 6 мин. Термообработку проводят в барабанной сушилке, порциями по 5 тонн, при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 40 мин. После термообработки капсулированную крошку пропускают через вибросито с размерами ячеек 2 мм. Готовую посыпку фасуют в биг-баги.The shale chips are encapsulated in order to obtain a hydrophobic flake flaking of gray color for roll bitumen roofing materials. Shale chips from crushing products are used on a centrifugal impact crusher and sifting on sieves with openings of 0.5 mm and 1.6 mm of sheet metal micro-shale of the Shaydomsky field. Encapsulation is carried out with a colorless polymer composition. The technology for producing a liquid encapsulating substance is according to Example 3. In the composition of the crumbs, the grain content of the size fraction is 0.1-0.5 mm 3-7 wt.%, The grain content is up to 0.7 mm thick in the size fraction 1.25-1.6 mm 10-15% is 50-75%. A liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with blades with a length of the lower side of 60 mm in a layer 40 mm thick at a translational speed of the table 3 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 18 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 6 minutes. Heat treatment is carried out in a drum dryer, in portions of 5 tons, at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 40 minutes After heat treatment, the encapsulated chips are passed through a vibrating screen with a mesh size of 2 mm. Ready topping is packaged in big bugs.
Пример 6.Example 6
Проводят капсулирование сланцевой крошки с целью получения чешуйчатой посыпки красного цвета для рулонных битумных кровельных материалов. Используют сланцевую крошку с гранулометрическими показателями - согласно примеру 5. Для капсулирования используют стирол-акрилатную дисперсию «ACRONAL 290 D» с добавлением колера RS фирмы «TIKKURILA». Технология получения жидкого капсулирующего вещества - согласно примеру 1. Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 50 мм в слое толщиной 30 мм при скорости поступательного движения стола 3 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 18 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 7 мин. Термообработка и последующие операции по технологии - согласно примеру 5.The shale chips are encapsulated in order to obtain a red flake topping for roll bitumen roofing materials. Shale chips with particle size distribution are used, according to Example 5. For encapsulation, the ACRONAL 290 D styrene-acrylate dispersion with the addition of TIKKURILA RS color is used. The technology for producing a liquid encapsulating substance is according to Example 1. A liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with spatulas with a length of the lower side of 50 mm in a layer 30 mm thick at a translational speed of the table 3 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 18 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 7 minutes. Heat treatment and subsequent technology operations - according to example 5.
Пример 7.Example 7
Проводят капсулирование сланцевой крошки с целью получения гидрофобной мелкозернистой посыпки для рулонных битумных гидроизоляционных материалов. Используют сланцевую крошку фракции 0,1-0,5 мм из микросланца Шайдомского месторождения. Жидкое капсулирующее вещество готовят по технологии - согласно примеру 3. Жидкое капсулирующее вещество смешивают с крошкой в лотках лопатками с длиной нижней стороны 50 мм в слое толщиной 30 мм при скорости поступательного движения стола 2 м/мин. Расход жидкого капсулирующего вещества составляет 23 л на 1 тонну крошки. Время перемешивания одной порции до полного обволакивания зерен жидким капсулирующим веществом составляет 7 мин. Термообработку проводят в барабанной сушилке, порциями по 5 тонн, при температуре 75+5°C. Время термообработки до прекращения агломерации составляет 40 мин. После термообработки капсулированную крошку пропускают через вибросито с размерами ячеек 0,63 мм. Готовую посыпку фасуют в биг-баги.The shale chips are encapsulated in order to obtain a hydrophobic fine-grained sprinkling for rolled bituminous waterproofing materials. Shale chips of 0.1-0.5 mm fraction are used from the micro-shale of the Shaydomskoye field. The liquid encapsulating substance is prepared according to the technology according to Example 3. The liquid encapsulating substance is mixed with crumbs in trays with spatulas with a length of the lower side of 50 mm in a layer 30 mm thick at a translational speed of the table 2 m / min. The flow rate of the liquid encapsulating substance is 23 liters per 1 ton of crumbs. The mixing time of one portion until the grains are completely enveloped in a liquid encapsulating substance is 7 minutes. Heat treatment is carried out in a drum dryer, in portions of 5 tons, at a temperature of 75 + 5 ° C. The heat treatment time until the cessation of sintering is 40 minutes After heat treatment, the encapsulated chips are passed through a vibrating screen with mesh sizes of 0.63 mm. Ready topping is packaged in big bugs.
Основные технологические показатели для рассмотренных примеров капсулирования каменной крошки приведены в таблице 1. Результаты испытаний капсулированной каменной крошки приведены в таблице 2.The main technological indicators for the considered examples of encapsulation of stone chips are shown in table 1. The test results of encapsulated stone chips are shown in table 2.
Заявленное изобретение позволяет, как показали результаты приведенных исследований, получение капсулированной каменной крошки с существенно более высоким качеством получаемого конечного продукта как по полноте и равномерности его окраски и в требуемых случаях, визуально приятному качественному блеску, так и по существенному снижении расхода как капсулирующих веществ, так и дорогостоящих полимеров и пигментов.The claimed invention allows, as shown by the results of the above studies, the production of encapsulated stone chips with a significantly higher quality of the final product obtained both in terms of completeness and uniformity of its color and, if necessary, visually pleasant high-gloss, and a significant reduction in the consumption of encapsulating substances, as well and expensive polymers and pigments.
Список использованных источников информацииList of used information sources
1. Авторское свидетельство СССР №466321.1. USSR Copyright Certificate No. 466321.
2. Авторское свидетельство СССР №404501.2. USSR Copyright Certificate No. 404501.
3. Патент РФ №2144009 (RU).3. RF patent No. 2144009 (RU).
4. Патент РФ №2201408 (RU).4. RF patent No. 2201408 (RU).
5. Патент США №2003/0170385 A1 (US) - прототип.5. US patent No. 2003/0170385 A1 (US) is a prototype.
6. Ващенок А.В. Метаморфические комплексы Карелии: новые источники заполнителей для композиционных строительных материалов / Минерал. 2006. №1(5). С.21-27.6. Vashchenok A.V. Metamorphic complexes of Karelia: new sources of aggregates for composite building materials / Mineral. 2006. No1 (5). S.21-27.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113078/03A RU2550640C1 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014113078/03A RU2550640C1 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2550640C1 true RU2550640C1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53294051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014113078/03A RU2550640C1 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2550640C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712052C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-01-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of painting granular material |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU404501A1 (en) * | 1971-07-02 | 1973-10-22 | METHOD OF CAPSULATION OF SOLID BODIES | |
| SU1244123A1 (en) * | 1984-05-07 | 1986-07-15 | Литовский Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры | Method of manufacturing decorative aggregate and arrangement for manufacturing same |
| RU2201408C2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-03-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" | Method of dyeing grainy material |
| RU2229450C2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" | Method of dyeing mineral crumb |
-
2014
- 2014-04-03 RU RU2014113078/03A patent/RU2550640C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU404501A1 (en) * | 1971-07-02 | 1973-10-22 | METHOD OF CAPSULATION OF SOLID BODIES | |
| SU1244123A1 (en) * | 1984-05-07 | 1986-07-15 | Литовский Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры | Method of manufacturing decorative aggregate and arrangement for manufacturing same |
| RU2201408C2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-03-27 | Открытое акционерное общество "Московский институт материаловедения и эффективных технологий" | Method of dyeing grainy material |
| RU2229450C2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИНК" | Method of dyeing mineral crumb |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712052C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-01-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Method of painting granular material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU620115B2 (en) | Treated inorganic filler | |
| CN104520385B (en) | Calcium carbonate mineral of surface modification and application thereof | |
| DK1845137T3 (en) | Process for the preparation of pigment granules and their use | |
| CN101659078B (en) | Preparation method of marbleized artificial stone and product thereof | |
| CN104583295A (en) | Process for manufacturing filled polymeric materials with modified filler particles | |
| US20080148995A1 (en) | Tinting scheme | |
| CN204911276U (en) | Powder coating mixing arrangement | |
| CN109306213A (en) | It is mixed colours using powdered colorant aqueous and solvent type paint vehicle and colorant | |
| CN107532010A (en) | Particle containing surface modified calcium carbonate（MCC）With the particle containing winnofil（PCC）Blend and application thereof | |
| RU2550640C1 (en) | Method to produce encapsulated chippings and device for its realisation | |
| CN103339209A (en) | Coating material, coating material layer, and laminated structure | |
| CN104583294A (en) | Process for manufacturing a filled polymeric materials with modified filler particles | |
| CN102351486B (en) | Manufacturing process of purely inorganic artificial travertine marble blocks and apparatus thereof | |
| US8414698B2 (en) | Pigment/auxiliary combination having improved colour properties | |
| JPH093368A (en) | Coating material for forming granitic varicolored pattern and resin flake used therein | |
| WO2013153365A1 (en) | Composition for use as a paint binder | |
| CN104718257A (en) | Process for manufacturing coated filler particles | |
| RU149122U1 (en) | MIXER FOR PRODUCING GRAIN MATERIAL WITH A DENSE PAINTED SHELL | |
| CN102826788A (en) | Microsphere based wall repair compound | |
| CN105062157B (en) | A kind of concave convex rod lacquer and preparation method thereof | |
| RU2147594C1 (en) | Method of preparing powdery paint | |
| CN101704637B (en) | Technology for processing cold coated reflective glass beads | |
| KR20190030128A (en) | Mixture of epoxy | |
| CN108623262A (en) | A kind of heat-insulated gap filler | |
| CN110511596A (en) | A kind of silicone sealant high elongation rate composite Nano filler and preparation method thereof |