Пенный способ окускования зернистых материалов и их смесей с дисперсными материалами

(2009.01), 01 17/00 (2009.01), 05 1/06 (2009.01), 22 8/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ может быть использовано в металлургической,химической, угольной, пищевой и строительной промышленности. Решаемые задачи. Разработка способа окускования зернистых материалов и их смесей с дисперсными материалами с получением прочного окускованного продукта. Достигаемый технический результат. Использование твердеющей пены, в результате чего снижается расход вяжущего вещества и повышается производительность процесса. В качестве пены использовали полиуретан, органическое стекло,клеи, известь, глину, цемент. Существенные признаки заявленного способа- применение зернистых материалов и их смесей с дисперсными материалами.(72) Максимов Евгений Викторович Марденов Марат Пазылович Текиниди Юлия Евгеньевна Жарылгапова Гакку Абиевна Бекбаев Кайрат Серикжанович(73) Учреждение Екибастузский инженернотехнический институт им. академика К. Сатпаева(54) ПЕННЫЙ СПОСОБ ОКУСКОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ СМЕСЕЙ С ДИСПЕРСНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ(57) Изобретение относится к технологии окускования зернистых и дисперсных материалов и 23170 Изобретение относится к технологии окускования зернистых и дисперсных материалов, в том числе пылевидных, и может быть использовано в металлургической,химической,угольной,пищевой и строительной отраслях промышленности. Известен способ получения обожженных железорудных окатышей, включающий измельчение руды, известняка и других материалов, их смешивание в заданных пропорциях, окатывание и обжиг (аналог). (Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н. Обжиг железорудных окатышей. М. Металлургия. 1973, с. 272). К недостаткам способа следует отнести значительные расходы энергоносителя (природного газа) на процесс обжига сырых окатышей, а также большие выбросы в атмосферу продуктов сгорания. Известен способ получения агломерата из измельченной шихты, включающий дозирование ее компонентов, обжиг, а также охлаждение полученного спека и его измельчение (аналог).(Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов, М. Металлургия. 1876, с.223). Недостатками способа являются большие расходы энергии на охлаждение и измельчение спека, металломкость агломашин и значительные выбросы вредных веществ в атмосферу. Известен способ получения брикетов из руд и отходов производства, включающий дозирование руды с различными вяжущими и прессование из них брикетов заданных размеров (аналог). (Равич Б.М. Брикетирование руд. М. Недра. 1982, с. 183). К недостаткам способа следует отнести относительно большой расход вяжущего, что зачастую затрудняет дальнейшее использование брикетов из-за изменения их химического состава,использование дорогостоящего и сложного прессового оборудования. Известен способ производства автоклавированных железорудных окатышей,включающий смешивание измельченных материалов с вяжущими, окомкование и упрочнение в автоклавах при сравнительно низких температурах(200-300 С) (аналог). (Лотош Е.Е., Окунев А.И. Безобжиговое окускование руд и концентратов. М. Наука . 1980, с. 216). К недостаткам способа можно отнести прерывистость процесса на стадии автоклавирования окатышей, что значительно снижает производительность способа, наличие дорогостоящих, герметичных и металлоемких автоклавов. Известен способ окускования сыпучих материалов вяжущими добавками (прототип способа), включающий приготовление вяжущих добавок, смешивание их с шихтой и выдержку в течение определенного времени для сушки окускованных частиц. (Менковский М.А., Равич Б.М., Окладников В.П. Связующие вещества в процессах окускования горных пород. М. Недра,1977, с. 20-25 126-131). Недостатки способа большой расход вяжущего материала и низкая производительность процесса окускования. Решаемые задачи предлагаемой заявки являются разработка способа окускования зернистых материалов и их смесей с дисперсными материалами с получением прочного окускованного продукта. Достигаемый технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения - это использование твердеющей пены, в результате чего снижается расход вяжущего вещества и повышается производительность процесса. Существенные признаки заявленного способа включают- применение зернистых материалов и их смесей с дисперсными материалами. Отличительными признаками предлагаемого способа являются- используемая вяжущая пена является твердеющей- вяжущая твердеющая пена может быть как из органических, так и неорганических веществ плоиуретана, органического стекла, клеев,глины, извести, цемента. Сущность предлагаемого способа окускования заключается в том, что зернистые или дисперсные материалы покрывают пеной,обладающей вяжущими или клеящими свойствами, которая после затвердевания связывает отдельные частицы в прочный конгломерат заданной формы. Так как пены получают из органических и неорганических веществ с различными отвердителями, то и получаемый окускованный продукт может быть чрезвычайно широкого класса термои атмосферостойким гидрофобизирующим хладостойким различной плотности по объему со специальными добавками. С целью повышения производительности способа целесообразно использовать быстротвердеющие пены из органического стекла, извести, глины, отходов молочной и кожевенной промышленности. Окомкованию подвергали мелкие фракции Карагандинского угля зольность (Ас)20-22 влажность 3,7-11,1 летучие 21,432,6. Содержание углерода на органическую массу 86-91. Крупность угля была меньше 0,16 мм. Пену приготавливали на основе полиуретана,органического стекла, извести, пенообразователя и отвердителя. В металлическую мкость устанавливали пластины для формирования ячеек размерами 404040 мм. Сначала мкость покрывали пеной, а на не засыпали угольную пыль и снова покрывали пеной. После 20 минутной выдержки мкость переворачивали и полученные кубики угля проверяли на прочность. Установлено, что прочность окускованной угольной пыли с помощью пены на сбрасывание составляет 6-8 падений, а на сжатие, 85-130 кгс/см 2,см. таблицу. Таблица. 23170 Характеристика способов окускования угольной пыли Вид вяжущей добавки Расход вяжущего Время твердеющего вещества, гр. обработки, мин Клей на основе полиуретана 50 48 Быстротвердеющая пена на 5 8 основе полиуретана Быстротвердеющая пена на 5 8 основе органического стекла Быстротвердеющая пена на 5 6 основе извести Из таблицы следует, что способ окускования с помощью пены имеет неоспоримые преимущества по сравнению с окускованием с использованием клеящей добавки значительно снижается как расход клеящего вещества, так и время формирования окускованного продукта что способствует повышению производительности способа. Как видно из таблицы, расход вяжущего твердеющего вещества, используемого в виде пены, в 10 раз меньше, чем при его добавке в виде жидкости. При этом время обработки (производительность способа) увеличивается в 6 раз, а прочность на сжатие при использовании пенного способа окускования выше или примерно такое, как при смешивании клея с угольной пылью. В московском Горном институте из антрацитовой мелочи были получены брикеты,прочность которых на сжатие составляла 120 кгс/см.(Менковский М.А., Равич Б.М., Окладников В.П. Связующие вещества в процессах окускования горных пород. М. Недра. 1977. с. 82.). Следовательно, по прочности окускованные с помощью быстротвердеющей пены кубики из угольной пыли такие же, или превышают прочность брикетов, а следовательно, их можно подавать к котлоагрегатам, к различным топкам не только на близкое расстояние, но и транспортировать в разные регионы Республики. Была также изучена теплотворная способность исходного угля и полученного с помощью пены окускованного продукта. Удельная теплота сгорания угля составила 7420 ккал/кг, а окускованного продукта -7510 ккал/кг. Анализ отходящих дымовых газов проводили с использованием газового хроматографа. При горении угля содержание оксидов азота и серы составляло соответственно 410 мг/м 3 и 560 мг/м 3. В случае горения окускованных с помощью пены кубиков концентрация оксидов азота и серы была соответственно следующей 418 мг/м и 535 мг/м. Следовательно, выброс вредных газов остался на прежнем уровне. Таким образом,пенообразущие вещества практически не оказывают отрицательного влияния на процесс горения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ окускования дисперсных материалов с использованием вяжущих веществ, отличающийся тем,что для окускования используют некомкующиеся зернистые материалы и их смеси с дисперсными материалами, а в качестве вяжущего применяют твердеющие пены. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердеющая пена может быть как из органических,так и из неорганических веществ.