Способ получения арболитовых стеновых блоков из бурового шлама

(51) 04 28/14 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ бурового шлама его модификации путем нагревания, сушки и введения мелкой фракции отходов (отсев бурого угля и дробленых растительных остатков и др). Изобретение относится к области получения и использования строительных материалов,нанотехнологии, а также промышленной экологии. Достигаемым техническим результатом является повышение степени комплексности использования минерального сырья и увеличение экологоэкономической эффективности процесса. Достигаемые технические результаты в комплексе приводят к снижению себестоимости готовой продукции и снижению вредного воздействия на окружающую среду, поскольку данный способ является практически безотходным.(72) Исакулов Баизак Разакович Исакулов Абулхаиир Баизакович Имангазин Бектембек Абидуллаевич Сарсенов Арыстан(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРБОЛИТОВЫХ СТЕНОВЫХ БЛОКОВ ИЗ БУРОВОГО ШЛАМА(57) Предложен безотходный способ утилизации и обезвреживания твердой части (осадка) нефтяного Предложен безотходный способ утилизации и обезвреживания твердой части (осадка) нефтяного бурового шлама его модификации путем нагревания, сушки и введения мелкой фракции отходов (отсев бурого угля и дробленых растительных остатков и др). Некондиционная фракция угля и органические отходы растительного происхождения (опилки,стебли камыша или хлопчатника, шелуха, скорлупа и т.п.), служат для связывания избытка примесей нефти, которые препятствуют связыванию вяжущих материалов в составе арболитобетона и ведут к упрочнению получаемых строительных изделий. Предварительный нагрев сырьевой смеси до температуры 200-300 С ведет к удалению физический связанной воды,частичной дегидратации и декарбонизации, что в свою очередь приводит к дополнительному увеличению прочности, а также дезинфекции и детоксикации сырьевого материала. Следует отметить снижение температуры нагрева, до указанной в три-пять раз,по сравнению с известной температурой получения цементного клинкера (более 1000 С). Это ведет к значительному снижению себестоимости получения готовых изделий. Путем использования недорогих,многотоннажных и доступных вторичных материалов промышленности и агропромышленного комплекта достигаются значительные положительные технические, экономические и эколого-экономические эффекты. Изобретение относится к области получения и использования строительных материалов,нанотехнологии, а также промышленной экологии. Способ дополнительно предназначен для уничтожения вредных микроорганизмов и детоксикации примесей нефти в составе сырьевой смеси. Широко известны различные методы получения арболитобетонов (Майоров П.М. Бетонные смесирецептурный справочник для строителей и производителей стройматериалов. - Ростов нД Феникс, 2009-461 с.- (справочник), (А.с. СССР 1742258 опубликовано 23.06.92 г. бюллетень 23), где с целью расширения сырьевой базы,снижения стоимости и повышения прочности, в качестве компонентов сырьевой смеси арболитобетонов дополнительно используют,хлористый кальций (6-10) датомит в виде муки(33-42) и измельченную древесину (36-38). Абсолютно сухая измельченная древесина перемешивается с предварительно приготовленным раствором воды и СаС 2, затем добавляют датомитовую муку, после сметения которых прессмассу формируют прессованием при давлении 80100 кг/см 2 и отверждают при 120-190 С не менее 10 минут. Недостаткам этого метода являются то, что метод не используют для утилизации промышленных отходов, загрязненных нефтью или нефтепродуктами, а только используют для получения арболитовых материалов и изделий из древесных опилок. 2 Прототипом данного изобретения является инновационный патент РК 26592 Коагуляционная очистка вод с утилизацией отходов в виде стройматериалов, в котором органические загрязнения в промышленных сточных водах разлагают с помощью сильного окислителя ферратанатрия 24, а последующую утилизацию отработанного коагулянта проводят в составе легкого бетона арболита, а также неорганических и растительных отходов в соотношении 2,01,0 - 2,51,0. Недостатком прототипа изобретения является то,что процесс получения ферратанатрия 24 достаточно энергоемкий электрохимический процесс, что ведет к его удорожанию. Кроме того,это соединение неустойчиво и очень быстро разлагается в водных растворах на кислород и гидрооксид железа , поэтому органические загрязнения в воде, например, нефть, не успевают полностью разложиться. Недостатком прототипа является также то, что в качестве реагента используют два вещества-ферратанатрия совместно с сульфатом алюминия, что ведет к усложнению технологии и повышению стоимости всего процесса. Кроме того,прототип изобретения не предназначен для переработки и утилизации бурового шлама, являющегося экологически вредным крупнотоннажным отходом нефтегазодобывающей индустрии. С целью устранения указанных недостатков, в данном изобретении предлагается использовать технический эффект, связанный с тем, что недостатки аналога и прототипа устраняются в комплексе. Технический и эколого-экономический эффекты,достигаемые,при использовании предлагаемого способа заключаются в следующем 1) Применением нагревания сырьевой смеси до 200-300 С в течении 30 минут, что способствует обезвоживанию,частичной дегидратации,декарбонизации детоксикации и уничтожению патогенной микрофлоры и других вредных микроорганизмов, угрожающих не только здоровью человека, но и вызывающих биокоррозию строительных материалов 2) В состав сырьевой смеси входят только неиспользуемые отходы промышленности и агропромышленного комплекса, тогда как в прототипе используется металлолом, являющейся ценным сырьем для черной металлургии, а в аналоге используется доломитовая мука, являющаяся одним из основных компонентов производства цемента 3) Утилизацию конечного продукта производят в виде арболитовых стеновых блоков готовых изделии,обладающих достаточно высокой потребительской стоимостью и востребованностью на рынке строительных материалов. Достигаемым техническим результатом является повышение степени комплексности использования минерального сырья и увеличение экологоэкономической эффективности процесса. Достигаемые технические результаты в комплексе приводят к снижению себестоимости готовой продукции и снижению вредного воздействия на окружающую среду, поскольку данный способ является практически безотходным. Предлагаемая в изобретении технология переработки буровых шлама включает следующие стадии 1) Выдерживание буровых сточных вод в специальных ямах на промышленных площадках приводит к образованию отстоянной жидкой части(техническая вода), которая идет в оборотный цикл,а буровой шлам, т.е. осадок, направляют на дальнейшую переработку 2) Сушка, обезвоживание и дегидратация шлама при подъеме температуры от 200 до 300 С (в зависимости от его консистенции) и выдержка шлама при этой температуре в течении 30 минут (до состояния сухого порошка) 3) Механохимический размол сухого шлама на шаровой мельнице до получения смеси нано- и микро размерных частиц 50-200 мкм 4) Рассев шлама на фракции на специальных ситах и грохотах, полученную фракцию (-0,01 мм) направляют на дальнейшую переработку, а фракцию(0,01) возвращают обратно на размол в шаровую мельницу 5) Получение сырьевой смеси в бетономешалке путем дозирования компонентов(мелкая некондиционная фракция бурого угля (5) дробленые отходы растительного сырья (30) и в случае необходимости, на углерод в виде углеродных нано-трубок в количестве 0,01-0,001 в расчете на сухую массу сырьевого смеси 6) Формирование изделий в пресс формах или виброустройствах для удаления избытка воздуха 7) Выдержка стеновых блоков для набора прочности, их хранение и реализация на складе готовых продукции Вариантом предложенного способа является безводный сухой метод связывания сырьевой смеси с помощью нанопорошка серы и молотого пиритного огарка в весовом соотношении 1,21,0 при введении этой смеси путем перемешивания, в молотый сухой шлам совместно с бурым углем и дроблеными растительными отходами в количестве 5-10, формированием стеновых блоков из полученной сухой смеси и последующим нагреванием блоков для получения арболитового серобетона до 200 С в течении 10 минут. Пиритный огарок является многотоннажным отходом химической промышленности, получаемый при обжиге пирита (2) для получения диоксида серы и серной кислоты. Нанопорошок серы получают гидролизом тиосульфата серы 223 или путем истирания технической серы в коллоидной шаровой мельнице. Пример 1 Твердая часть бурового шлама в количестве 100 кг,содержащая 30 воды направляют на обезвоживание, дегидратацию и декарбонизацию путем нагревания на воздухе до 200-300 С в течении 30 минут. Получают 70 кг сухого продукта, который подвергают механохимическому размолу и рассеву на специальных ситах для цемента до размера частиц менее 0,01 мм. Сырьевую смесь получают в бетономешалке путем добавления и перемешивания следующих компонентов отсев бурого угля - 3,5 кг, дробленые растительные отходы (стебли тростника, шелуха,лузга, косточки плодовых деревьев, солома и т.п.) в количестве 21 кг, наноуглерод в количестве 0,07 кг (в случае необходимости), и воду до получения необходимой сметанообразной консистенции по вязкости бетонного раствора. Затем смесь заливают в пресс-формы или подвергают обработке на виброустановках для удаления избытка воздуха. После этого, готовые изделия подвергают выдержке для набора необходимой прочности,распалубке и, затем направляют на склад готовой продукции. Пример 2 отличающийся от примера 1 тем, что компоненты сырьевой смеси связывают безводным,сухим методом с помощью нанопорошка серы в весовым соотношением 1,2/1,0. Этот порошок вводят в сырьевую смесь в количестве 5-10, а формирование арболитовых стеновых блоков осуществляют в разъемных блоках при температуре 200 С и времени выдержке при этой температуре 10 минут. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения арболитовых стеновых блоков из твердой части бурового шлама отличающийся тем, что шлам подвергают частичному обезвоживанию, дегидратации и декарбонизации при температуре 200-300 С в течении 30 минут, механохимический размол шлама осуществляют до фракции не более -0,01 мм, а последующую утилизацию полученного сырья проводят в виде изделий из арболитобетона,содержащего 5 отхода (отсева) бурого угля и 30 дробленых растительных отходов, формирование готовых изделий осуществляют безводным методом путем связывания компонентов сырьевой смеси с помощью нанопорошка серы и молотого пиритного огарка 1,21,0 по массе, введением последних в состав сырьевой смеси в количестве 5-10 в расчете на сухую массу смеси, а формирование готовых изделий осуществляют при 200 С и времени выдержки 10 минут.