RU2582162C1 - Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта - Google Patents

Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта Download PDF

Info

Publication number
RU2582162C1
RU2582162C1 RU2015114008/03A RU2015114008A RU2582162C1 RU 2582162 C1 RU2582162 C1 RU 2582162C1 RU 2015114008/03 A RU2015114008/03 A RU 2015114008/03A RU 2015114008 A RU2015114008 A RU 2015114008A RU 2582162 C1 RU2582162 C1 RU 2582162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proppant
production
magnesium silicate
cement
raw
Prior art date
Application number
RU2015114008/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Георгиевич Пейчев
Василий Александрович Плотников
Сергей Фёдорович Шмотьев
Сергей Юрьевич Плинер
Евгений Васильевич Рожков
Вячеслав Михайлович Сычев
Эдуард Викторович Глызин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс"
Общество с ограниченной ответственностью "Староцементный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс", Общество с ограниченной ответственностью "Староцементный завод" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс"
Priority to RU2015114008/03A priority Critical patent/RU2582162C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2582162C1 publication Critical patent/RU2582162C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/041Aluminium silicates other than clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/0481Other specific industrial waste materials not provided for elsewhere in C04B18/00
    • C04B18/049Wastes from oil or other wells, e.g. drilling mud
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/0006Waste inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/02Portland cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/52Grinding aids; Additives added during grinding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении цементов различного назначения c добавками. Технический результат - охрана окружающей среды и повышение прочности цемента. Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта, представляющих собой пылеунос обжига серпентинита, невозвратную пыль, образующуюся при грануляции, сушке, рассеве и обжиге проппанта-сырца, а также спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, указанные отходы вводятся в портландцемент в качестве функциональной техногенной минеральной добавки в количестве не более 20 мас.%, причем спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, предварительно измельчают до фракции менее 30 мкм. 3 табл.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении добавочных цементов различного назначения.
Потребность в вяжущих строительных материалах в настоящее время огромна и удовлетворить ее только за счет высококачественного портландцемента, применяемого в ответственном строительстве, не представляется возможным. В этой связи для увеличения объемов производства, а также снижения энергетических и материальных затрат производят вяжущие составного типа, которые кроме клинкерной части содержат различные минеральные добавки. В качестве природных минеральных добавок находят широкое применение диатомит, трепел, опока, горелые глинистые породы, волластонит, цеолитсодержащие кремнистые породы и т.д. (см., например, патенты РФ №2122530, №2440939, заявку на изобретение №2011118793). Однако, с точки зрения доступности, стоимости и экологической безопасности особый интерес представляют техногенные минеральные добавки, являющиеся отходами различных добывающих и перерабатывающих производств, а строительная отрасль является одной из областей народного хозяйства, которая может и должна использовать значительные количества техногенных отходов. В качестве искусственных минеральных добавок применяют промышленные отходы: гранулированные доменные шлаки, нефелиновый шлам, золу - уноса, образующуюся при сжигании угля и пр. (см., например, патент РФ №2497767).
Одним из видов крупнотоннажных техногенных отходов являются отходы производства керамических магнийсиликатных проппантов. Проппанты предназначены для использования в качестве расклинивающих агентов при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта и представляют собой прочные керамические гранулы. Сырьем для производства магнийсиликатных проппантов служат серпентинит и/или дунит как самостоятельно, так и в смеси с природным кварцполевошпатным песком. В процессе производства исходное сырье подвергают термообработке при температуре выше 700°C, измельчению до фракции менее 20 мкм, гранулированию с использованием в качестве пластификатора глины и обжигу гранул при температуре выше 1200°C. Основными отходами производства являются тонкодисперсная пыль и отходы термообработанного серпентинита с различных технологических переделов, а также спеки, образующиеся при обжиге сырцовых гранул. В настоящее время отходы подвергаются захоронению на соответствующих полигонах в рамках существующего природоохранного законодательства.
В этой связи представляет интерес принципиальная возможность использования магнийсиликатного сырья в качестве минеральной добавки к портландцементу.
Известен патент РФ №1769501, в котором в качестве одного из компонентов минеральной добавки в портландцемент используют нетермообработанный серпентинит в количестве 1-2 мас.%.
Известен также патент РФ №2288899, в котором дунитовый цемент состоит из портландцементного клинкера, двуводного гипса и дунита при следующем соотношении компонентов, мас.%: дунит - 30-40, портландцементный клинкер - 60-70, двуводный гипс - 3 при их совместном помоле в стержневой вибрационной установке в течение 10 мин.
Вместе с тем авторам не известны технические решения, касающиеся использования отходов производства магнийсиликатного проппанта в качестве добавки в портландцемент.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является вовлечение в процесс производства цемента отходов производства магнийсиликатного проппанта в качестве функциональной техногенной минеральной добавки.
Указанная задача решается тем, что в способе утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта, представляющих собой пылеунос обжига серпентинита - невозвратную пыль, образующуюся при грануляции, сушке, рассеве и обжиге проппанта - сырца, а также спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, указанные отходы вводятся в портландцемент в качестве функциональной техногенной минеральной добавки в количестве 5-20 мас.%, причем спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, предварительно измельчают до фракции менее 30 мкм.
К первой группе отходов производства магнийсиликатного проппанта относится уловленная аспирационными системами пыль, образующаяся при обжиге серпентинита, грануляции, сушке, рассеве и обжиге проппанта-сырца. Указанный вид отходов не требует дополнительной обработки и может напрямую вводиться в состав цемента, что значительно упрощает процесс изготовления вяжущего. Поскольку исходное сырье для производства проппанта проходит предварительную термообработку, обращаемый в производстве материал имеет уникальный фазовый состав, что в совокупности с его тонкодисперсным (менее 20 мкм) состоянием приводит к тому, что пылеунос обладает чрезвычайно активной поверхностью, а это, в свою очередь, влияет на гидратационную активность и увеличение прочностных показателей получаемых цементов.
Ко второй группе отходов относятся спеки, образующиеся при обжиге гранулированного проппанта-сырца. Высокотемпературный обжиг и наличие в исходном сырье глинистой составляющей приводят к таким дополнительным изменениям фазового состава керамики, что даже относительно грубый помол позволяет применять указанные отходы в качестве активной минеральной добавки в цемент. Экспериментальным путем установлено, что спеки достаточно измельчать до фракции менее 30 мкм. Более грубый помол снижает прочностные показатели цемента.
Применение отходов производства магнийсиликатных проппантов в количестве, превышающем 20 мас.% приводит к снижению прочностных характеристик цемента. Добавка указанных отходов в количестве менее 5 мас.% не оказывает заметного влияния на свойства цемента.
Примеры осуществления изобретения.
Пример 1.
4 кг (80 мас.%) портландцемента фракции менее 80 мкм, 1 кг (20 мас.%) пылеуноса производства магнийсиликатных проппантов фракции менее 20 мкм перемешивали в течение 2 мин в лабораторной вибромельнице. Смесь затворяли водой при водотвердом соотношении 0,3, перемешивали в течение 5 минут и готовили образцы - кубы размером 20×20×20 (мм). Образцы хранили в формах в течение 24 часов, а затем в нормально-влажностных условиях 28 суток. Полученные образцы испытывали на сжатие. Подобным образом готовили образцы цемента с различным количеством пылеуноса. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Пример 2.
4,5 кг (80 мас.%) портландцемента фракции менее 80 мкм, 0,5 кг (20 мас.%) измельченных до фракции менее 30 мкм спеков обжига магнийсиликатных проппантов перемешивали в течение 2 мин в лабораторной вибромельнице. Смесь затворяли водой при водотвердом соотношении 0,3, перемешивали в течение 5 минут и готовили образцы - кубы размером 20×20×20 (мм). Образцы хранили в формах в течение 24 часов, а затем в нормально-влажностных условиях 28 суток. Полученные образцы испытывали на сжатие. Подобным образом готовили образцы цемента с отходами обжига проппанта измельченными до фракции 30 мкм и более. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Анализ данных таблиц показывает, что использование в качестве добавки в цемент отходов производства магнийсиликатного проппанта позволяет получать продукт надлежащего качества. Кроме того, применение указанных отходов позволяет снизить потребление цемента и уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Claims (1)

  1. Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта, характеризующийся тем, что указанные отходы, представляющие собой пылеунос обжига серпентинита - невозвратную пыль, образующуюся при грануляции, сушке, рассеве и обжиге проппанта-сырца, а также спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, вводятся в портландцемент в качестве функциональной техногенной минеральной добавки в количестве 5-20 мас.%, причем спеки, образующиеся при обжиге проппанта-сырца, предварительно измельчают до фракции менее 30 мкм.
RU2015114008/03A 2015-04-15 2015-04-15 Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта RU2582162C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114008/03A RU2582162C1 (ru) 2015-04-15 2015-04-15 Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114008/03A RU2582162C1 (ru) 2015-04-15 2015-04-15 Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582162C1 true RU2582162C1 (ru) 2016-04-20

Family

ID=56195214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114008/03A RU2582162C1 (ru) 2015-04-15 2015-04-15 Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582162C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618808C1 (ru) * 2016-05-25 2017-05-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Способ получения цемента с добавкой
CN109970382A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 淮安市水泥厂有限公司 一种含有炉渣的复合水泥用助磨改性剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362876A (en) * 1978-08-11 1982-12-07 The Sherwin-Williams Company Preparation of dihydroxyquinoline and certain derivatives
SU1055853A1 (ru) * 1982-07-05 1983-11-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Дисперсноармированный тампонажный раствор дл цементировани нефт ных и газовых скважин
SU1263669A1 (ru) * 1983-07-22 1986-10-15 Горный Институт Ордена Ленина Кольского Филиала Им.С.М.Кирова Ан Ссср Закладочна смесь
RU2288899C1 (ru) * 2005-04-14 2006-12-10 Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук Дунитовый цемент
RU2320592C1 (ru) * 2006-07-10 2008-03-27 Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук Цемент с минеральными добавками

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362876A (en) * 1978-08-11 1982-12-07 The Sherwin-Williams Company Preparation of dihydroxyquinoline and certain derivatives
SU1055853A1 (ru) * 1982-07-05 1983-11-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Дисперсноармированный тампонажный раствор дл цементировани нефт ных и газовых скважин
SU1263669A1 (ru) * 1983-07-22 1986-10-15 Горный Институт Ордена Ленина Кольского Филиала Им.С.М.Кирова Ан Ссср Закладочна смесь
RU2288899C1 (ru) * 2005-04-14 2006-12-10 Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук Дунитовый цемент
RU2320592C1 (ru) * 2006-07-10 2008-03-27 Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук Цемент с минеральными добавками

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618808C1 (ru) * 2016-05-25 2017-05-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" Способ получения цемента с добавкой
CN109970382A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 淮安市水泥厂有限公司 一种含有炉渣的复合水泥用助磨改性剂
CN109970382B (zh) * 2017-12-27 2022-04-26 盱眙狼山水泥有限公司 一种含有炉渣的复合水泥用助磨改性剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2694363C1 (ru) Керамический расклинивающий агент и его способ получения
RU2742891C2 (ru) Способ изготовления магнийсиликатного проппанта средней плотности и проппант
Malaiškienė et al. Effectiveness of technogenic waste usage in products of building ceramics and expanded clay concrete
CN107699225A (zh) 一种石油压裂支撑剂及生产工艺与用途
RU2588634C9 (ru) Способ получения керамического расклинивающего агента (варианты)
EP3008149A1 (en) A method of manufacturing of light ceramic proppants and light ceramic proppants
Algamal et al. USAGE OF THE SLUDGE FROM WATER TREATMENT PLANT IN BRICK-MAKING INDUSTRY.
RU2582162C1 (ru) Способ утилизации отходов производства магнийсиликатного проппанта
Khaliullin et al. Composite gypsum binder under introducing thermally activated clay as a pozzolanic component and adding ground limestone
Chen et al. Wet dyeing sludge being pelleted and introduce d in clay brick production to promote product quality and sludge consumption dosage
RU2392251C1 (ru) Способ получения алюмосиликатного пропанта и его состав
Tonnayopas Green building bricks made with clays and sugar cane bagasse ash
Nelubova et al. Complex study of modified binder properties
Gurieva et al. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials
JP2015009999A (ja) セメント組成物及びセメント組成物の製造方法
RU2618808C1 (ru) Способ получения цемента с добавкой
RU2646910C1 (ru) Сырьевая шихта для изготовления магнизиально-кварцевого проппанта
CN102166784A (zh) 凹凸棒多孔陶瓷压制法成形的生产方法
Gurieva et al. The press powder technological parameters optimization in wall ceramics production by the semi-dry pressing method
RU2615199C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий
RU2814680C1 (ru) Способ производства проппанта для проведения гидроразрыва пласта
Guimarães et al. Heating rate effect during sintering on the technological properties of Brazilian red ceramics
RU2614341C1 (ru) Керамическая масса
RU2568458C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича методом полусухого формования
CN108863115A (zh) 一种水泥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MZ4A Patent is void

Effective date: 20190311