Intekoufa.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Минеральный порошок и зола уноса

Минеральный порошок и зола уноса

Доставка минерального порошка осуществляется на специальных полуприцепах-цистернах цементовозах. По сути, перевозка минерального порошка идентична доставке цемента. Те же принципы загрузки-выгрузки, те же требования к перевозящей автотехнике. На заводе производителе, минеральный порошок закачивается в цистерну цементовоза. Автоцементовоз, на объекте разгрузки, при помощи специального шланга подключается к приёмной магистрали накопительной емкости. Водитель цементовоза, компрессором, установленным на шасси автомобиля, нагнетает воздух в полость бочки, чтобы создать в ней давление. Затем, открывают вентиля на принимающей магистрали и на выгружном патрубке цементовоза, и начинается перекачка минерального порошка. Воздух нагнетается в цистерну на протяжении всего времени выгрузки до полной выдувки порошка.

Окончательная цена минерального порошка для асфальтобетона зависит от многих факторов, таких как: удалённость объекта разгрузки, предполагаемых объемов поставки и естественно требуемой марки продукции. Предлагаем ознакомиться с средними рыночными ценами на минеральный порошок МП-1 и золу уноса

НаименованиеЦена в руб. за тонну доставкой автоцементовозом.
Минеральный порошок для асфальтобетона МП-1, неактивированный. ГОСТ Р 52129-20031850 руб. с доставкой по Москве
Минеральный порошок МП-1 с доставкой до 500 км. от Москвы1600 руб. + 2 руб. за тонну/км от МКАД
Зола-уноса1950 руб с доставкой по Москве

Цена на минеральный порошок с доставкой в другие регионы считается подобным образом. Например необходимо поставить минеральный порошок в г. «Минералоград» Ориентировочное расстояние от Москвы до «Минералограда» 240 км. Соответственно, стоимость тонны минерального порошка с доставкой в «Минералоград» будет: 1450+(240х2руб.) = 1930 руб. Естественно, в каждом конкретном случае цена обсуждаема и зависит от многих факторов.

Минеральный порошок

Минеральные порошки, по сути – каменная мука, пыль. Производство минерального порошка основано на дроблении и тонком измельчении известняков и доломитов, а так же твёрдых отходов промышленного производства. Основная область применения минерального порошка – изготовление искусственного асфальта на асфальтобетонных заводах, где минпорошок служит в качестве заполнителя, повышающего вязкость и клеящую способность битума. Благодаря адсорбирующей поверхности, минеральный порошок поглощает в себя существенную часть нефтяного битума, придавая асфальтобетону требуемые характеристики: прочность и устойчивость к деформациям. Благодаря этому, качество получаемого асфальтобетона, а по сути и всего будущего дорожного покрытия, существенно повышается.

В связи с увеличением, в последние года, объемов дорожного строительства, ощутимо вырос спрос на продукцию асфальтобетонных заводов: асфальтобетон и товарный бетон. Что не могло не сказаться на росте потребности в минеральном порошке для асфальтобетона и асфальта. К сожалению, предприятия производящие минпорошок не были готовы к таким объемам потребления. Да и спецтранспорт — цементовозы, предназначенные для перевозки минерального порошка и цемента, оказались в дефиците.

Минеральные порошки делятся на неактивированные и активированные. В последние добавлена специально подобранная смесь поверхностно-активных веществ, включающих нефтяной битум. В зависимости от применяемого сырья и проектных характеристик, минеральные порошки подразделяют на две основные марки: МП-1 и МП-2.

  • Минеральный порошок МП-1 – активированные или неактивированные минпорошки, полученные помолом карбонатных пород, а так же порошки из битумозного сырья.
  • Минеральный порошок МП-2 -минпорошки из некарбонатных пород и порошки, полученные из вторичных отходов промышленного производства: помол металлургических шлаков, зола-уноса ТЭЦ, цементная пыль-уноса и т.д.

Помимо марки, минеральные порошки отличаются зерновым составом, гидрофобностью, пористостью и начальной влажностью, набуханием образцов из смеси с битумом, удельной эффективной активностью и т.д. Выбор того или иного вида порошка зависит от марки и типа асфальтобетона, в котором он будет применяться в качестве сырья. Естественно, это регламентировано требованиями технологов асфальтобетонных заводов, заказывающих минеральный порошок для асфальтобетона конкретных марок и типов.

Минеральный порошок для асфальтобетонных смесей (неактивированный) ГОСТ Р 52129-2003 марка МП-1

Использование золы уноса в производстве бетона

Зола-уноса является тонкодисперсным материалом, который, состоит из частичек размером до 0,14 мм, образуется в результате сжигания твердого топлива на ГРЭС, после чего улавливается электрофильтрами и в сухом состоянии при помощи пневмотранспорта поступает в силосы накопители.

Состав и строение золы зависят от многих факторов, таких как вид сжигаемого топлива, его зольность, тонкость помола при его подготовке, химический состав минеральной части топлива и т.д.

Зола-уноса применяется:

Для улучшения свойств тяжелых бетонов: взамен части песка, как самостоятельный компонент и вместо части цемента.

При производстве легких бетонов. При подготовке оснований автодорог используются малоцементные бетоны. Зола-уноса также используется в шлакосиликатных бетонах, которые применяют для ремонта дорог, аэродромов, мостов, а также при устройстве полов, стойких к кислоте, в химических цехах, животноводческих комплексах, металлургических производствах.

При производстве пенобетона, введение её в пенобетонную смесь повышает агрегативную устойчивость смеси в период между началом и окончанием схватывания цементного теста, что позволяет предотвратить перемещение компонентов и предупредить негативное влияние на формирование структуры.

Читайте так же:
Смесь сухая цементная севенер

Зола-уноса легко заменяет цемент в производстве строительных растворов, товарных бетонов, готовых изделий. Она применяется в качестве добавки к цементу, при этом не снижая его активность, используется в приготовлении бетонов для строительства дорог, а также в качестве добавки к глине во время изготовления черепицы и кирпича.

Удобоукладываемость.

Влияние золы уноса тем больше, чем частицы мельче (в цементах на золе-уносе удельная поверхность частиц достигает 5000 см2/г). В каждом отдельном случае имеется оптимальная дозировка золы, которая позволяет получить наилучшую удобоукладываемость. Оптимум определить легко – строим график, где по оси абсцисс отложена дозировка золы в процентах, а по оси ординат пластичность смеси, определенная испытанием на расплыв на встряхиваю­щемся столике

Таким образом, введение золы в состав смеси позволяет снизить расход воды затворения при той же удобоукладываемости, повысить однородность и плотность бетонной смеси на основе цемента М-500 и улучшить ее укладку, создать наилучшие условия для распалубки.

Добавление золы к бетонной смеси (в пределах 30—100 кг/м3) позволяет улучшить ее гранулометрию и в конечном итоге скоррек­тировать состав песков, в которых не хватает мелких фракций. Зола может даже заменить часть песка (например на 20—30%). Введение золы в условиях стройки особенно целесообразно при наличии жесткой, тощей смеси с небольшим расходом цемента. Повы­шенное содержание золы способствует ускорению сроков схватыва­ния, которые можно регулировать и с помощью добавок в холодное время года. Сроки схватывания заметно изменяются при нормальной температуре (20±5°С) у смесей одинаковой пластичности при содержании золы до 20—30%. Последние исследования показали, что существуют весьма эффективные ускорители твердения, применяе­мые в холодное время года, которые позволяют сократить сроки схватывания и повысить механическую прочность в самом раннем возрасте. Среди них наилучшим образом себя зарекомендовали алю­минат натрия 2 Na20-Al203 и каустическая сода NaOH. Эти добавки применяются в пределах 0,2—0,5% в пересчете на натрий. Более высокое содержание алюмината или силиката натрия вызывает своего рода желатинирование в промежутках, заполненных водой. Подобное изменение порога сдви­га может оказаться полезным при изго­товлении бетонных изделий с немедленной распалубкой.

Уменьшение теплоты гидротации.

Теплота гидратации, выделяемая в процессе схватывания, уменьшается пропорционально содержанию золы. Это свойство представляет интерес при бетонировании массивных конструкций в жаркое время года.

Капиллярное поглощение и морозостойкость.

Капиллярное водопоглощение с добавлением к цементу золы-уноса повышается при­мерно на 10—20% на каждые 10% золы. Лабораторными испытания­ми было установлено, что морозостойкость при этом немного снижается. Это уменьшение весьма незначительно при содержании 20% золы и не превышает допустимых пределов при равной удобоукладываемости теста. Известно, впрочем, что морозостойкость можно улучшить посредством воздухововлечения. Наилучшая защита затвердевшего бетона от замораживания— введение воздухововлекающих добавок. В целом цементы на золах уноса требуют несколько более высокой добавки для получения того же количества вовле­ченного воздуха. Причина, несомненно, заключается в поглощении золой части поверхностно-активной добавки (углерод золы фик­сирует гидрофобную область поверхностно-активных молекул).

Стойкость в агрессивной воде.

Можно констатировать, что при­менение цементов, на 20% состоящих из зол, или введение золы-уно­са в бетонную смесь повышает стойкость материала в агрессивных водах при полном погружении (в морской или сульфатной воде). Это повышение объясняется тонкодисперсностью золы, увеличением абсолютного объема вяжущего, присутствием в небольших количест­вах извести и, главное, уменьшением содержания трехкальциевого алюмината клинкера (главного элемента, способствующего разру­шению под воздействием сульфатов).

Заключение о преимуществах и недостатках применения зол-уноса.

Применение золы-уноса дает следующие преимущества: снижение стоимости вяжущего; некоторое улучшение помола; некоторое повышение конечной прочности; улучшение удобоукладываемости, облегчение распалубки; уменьшение усадки и снижение начального тепловыделения при гидратации; удлинение срока трещинообразования при испытании по методу кольца; повышение стойкости к чистым и сульфатным водам; снижение объемной массы бетона; повышение огнестойкости и сопротивления тепловому удару; меньший расход клинкера и удешевление вяжущего.

Среди недостатков применения золы следует отметить изменение цвета цемента (это относится к золам с высоким содержанием недо­жога, но на современных угольных электростанциях это содержание весьма невелико); снижение начальной прочности, особенно при низких температурах, хотя цемент с золой можно подвергать более тонкому помолу, не­сколько уменьшая расход воды при той же удобоукладываемости (в настоящее время известны весьма эффективные добавки-ускорители); снижение морозостойкости, хотя имеются средства для ее по­вышения (воздухововлекающие добавки). Кроме того, применение золы увеличивает число составляющих смеси, подлежащих контролю.

В заключение следует отметить, что преимущества золы-уноса далеко превосходят значение указанных выше недостатков.

Видео

Плюсы и минусы использования зол уноса

Добавка к смеси в виде золы уноса влечет за собой ряд преимуществ:

  • Снижается расход клинкера.
  • Улучшается помол.
  • Повышается прочность.
  • Улучшается удобоукладываемость, что облегчает распалубку.
  • Снижается усадка.
  • Уменьшается выделение тепла при гидратации.
  • Увеличивается время до появления трещин.
  • Улучшается устойчивость к воде (как чистой, так и агрессивной).
  • Уменьшается масса раствора.
  • Увеличивается огнестойкость.
Читайте так же:
Рецептура цементного наливного пола

Наряду с преимуществами, существуют и некоторые недостатки:

  • Добавление золы с большим содержанием недожога изменяет цвет раствора цемента.
  • Уменьшает начальную прочность при низких температурах.
  • Снижает морозостойкость.
  • Увеличивается число компонентов смеси, которые необходимо контролировать.

Характеристики

Продукт образуется из минеральной части твердого топлива. Предпочтительнее использовать частицы, полученные и хранящиеся сухим методом. Свыше 65% материала составляют стекловидные алюмосиликаты. Они выглядят, как микроскопические частички (100 мкм) сфероидной формы. Основные технические свойства золы задают именно они. Эти шарики отличаются повышенной гидравлической активностью. По этой причине твердеют сразу после контакта с оксидами кальция. Этому способствуют и прошедшие гидратацию остатки глины.

Если в минералах присутствует существенное количество карбонатов, конечный продукт может содержать слабоосновные силикаты и алюминаты, которые легко вступают во взаимодействие с водой.

Показатели дисперсности колеблются от одной до четырех тысяч см2/г. Они задаются параметрами удельной поверхности и часто приближаются к показателям цемента. От этого напрямую зависит насыпная плотность и гигроскопичность.

Кислые золы

Области применения зол

  • зола как добавка взамен части цемента;
  • зола взамен части песка;
  • зола в качестве самостоятельного компонента (активного микронаполнителя).

Зола-уноса в производстве бетона

Портланд-цемент, смешанный с водой, дает цементный материал. Еще при этом вырабатывается некоторое количество «свободной» извести. Она делает бетон пористым. Однако, если в смеси есть зола-унос, известь вступает с ней в реакцию, в результате чего получается дополнительный цементный материал. Он делает бетон гуще, прочнее и надежнее. Присутствие золы-уноса также помогает справиться с высокой температурой и повышенной влажностью.

Бюро индийских стандартов IS:456 разрешает использование золы-уноса в качестве частичной замены обычного портланд-цемента до 35%. Это сокращает потребность в обычном портланд-цементе, а значит,помогает сохранять уголь и известняк, что очень экономически важно. Также это сокращает выбросы углекислого газа в атмосферу и поэтому является экологичным.

Цемент, зола-унос, крупный наполнитель, мелкий наполнитель и вода автоматически смешиваются. Управление происходит в контрольной комнате.

Готовую бетонную смесь с RMC-завода собирают в транзитные миксеры и перевозят на место строительства.

Каждую партию бетонной смеси тестируют в лабораториях на заводе перед отправкой на место. Там транзитный миксер выгружает бетон везде, где он требуется.

Мы поговорили с мистером Раджешем Агарвалем, главным инженером Делийской Метростроительной Корпорации, по поводу его взглядов на использование золы-уноса в бетоне:

« Мы, Делийская Метростроительная Корпорация, используем золу-унос, смешанную с бетоном, при строительстве подземных конструкций. И, естественно, считаем ее очень полезной. Зола-унос, будучи пуццолановым материалом, реагирует с известью. Поэтому бетон становится прочнее, чем при обычной реакции. Зола, смешанная с бетоном, заметно улучшает надежность бетона и эффективность низкощелочных реакций с наполнителем, снижает воздействие сульфатов, делает бетон прочнее, предотвращает коррозию арматуры и удлиняет срок действия строений. Поэтому мы не ограничиваемся только песком, традиционными мелкими и крупными наполнителями, цементом и другими обычными материалами, имеющимися в наличии на RMC-заводах. «

Мы спросили мистера Шибана Рейну, генерального директора Национального совета по цементу и строительным материалам, что он думает об использовании золы-уноса:

« Зола-унос, как мы все знаем, больше не побочный продукт, а очень ценный ресурс. Архитекторы и строители могут извлечь из нее большую выгоду. Как крупная, так и мелкая, зола-унос — продукт высочайшего качества. Зола-унос может абсорбировать известь, ведь она содержит активный кремниевый компонент, который и делает это. В результате стопроцентная потенциальная сила обычного портланд-цемента становится реальностью. И на это как раз и стоит обратить внимание. Мы видим, что обычный цемент превращается в нечто лучшее, когда в него добавляют золу-унос. Повышается его текучесть. Сейчас зола-унос широко применяется в строительной индустрии. На месте строительства рабочим нужно думать, где хранить цемент и множество других вещей. Но нет нужды задумываться о хранении наполнителей, в том числе и золы-уноса. Нужно просто позвонить по телефону, внести определенный аванс, и вам доставят их точно в срок. «

На сегодняшний день в Индии работает более 60 RMC-заводов. На тепловых электростанциях наладили сбор золы-уноса. Индийские ТЭС должны проделать большой и долгий путь, чтобы справиться с дефицитом электричества в этой развивающейся стране. Зола-унос, один из побочных продуктов их действия, имеет огромный потенциал при ее мудром и рациональном использовании на RMC-заводах.

В заключение стоит напомнить о преимуществах использования золы-уноса в бетоне:

  • Высокая, и долговременная прочность.
  • Высокая надежность.
  • Низкая проницаемость.
  • Низкое нагревание при повышенной влажности.
  • Повышенная сопротивляемость к сульфатам и коррозии.
  • Сниженная реакция между щелочью и наполнителем.

Можно без преувеличения назвать этот полезный и ценный продукт великим детищем нашей эры.

Зачем раньше добавляли в раствор золу при кирпичной кладке

Полезные советы

Некоторое время назад зола была неотъемлемой составляющей частью раствора для кладки кирпича. В большинстве случаев это объяснялось элементарной экономией на цементе. Надо сказать, что ее полезные свойства используется в строительстве и по сей день.

Читайте так же:
Цементная затирка litokol luxury

Зола используется в качестве заменителя песка не только при изготовлении растворов для кирпичной кладки печей, но и при производстве кирпичей. Очень популярные составы с добавлением золы-уноса. Она представляет собой добавку, которая не просто сэкономит другие компоненты раствора, она ещё и играет роль пластификатора. Таким образом, раствор получается более пластичный, у него повышенная водоудерживающая способность. Лучшие показатели в этом плане у тонкозернистой золы, которая собирается из последних полей электрофильтров.

В некоторых кладочных растворах допустима добавка золы в качестве альтернативы мелкому песку. Такой состав можно использовать при стандартной каменной кладке, и в том числе, для строительства стен из массивных элементов. Использование таких составов ограничено временем года. При низкой температуре наблюдается медленное тепловыведение при отвердевании раствора.

Если говорить о цементных растворах, наиболее подходящая концентрация золы – 100-200 кг/м3. Если имеется тонкозернистая зола, можно ее применить вместо части цемента и песка. Крупнозернистая зола применяется в качестве заменителя незначительной доли песка, при этом объем цемента должен оставаться неизменным.

Многие мастера уже отметили, что при использовании золы-уноса расход цемента уменьшается примерно на 30-50кг/м3. При этом сам раствор становится более удобным в использовании. Если попробовать заменить золой весь песок, получится очень большой расход цемента. В таком случае рекомендуется добавлять в раствор немного известкового теста. Нужно иметь в виду, что тогда возрастает риск деформации конструкции в связи с усадкой.

Если делается цементно-известковый раствор, золой можно заменить небольшой объем цемента, извести либо песка. Без ущерба для прочности можно сэкономить 30-50кг цемента или 40-70 кг известкового теста на 1 м3 раствора. Когда половина извести заменяется золой-уноса в двойном объеме, не только экономится известь, но ещё и возрастает прочность раствора.

Таким образом, использование золы в виде добавки к строительному раствору вполне обоснованно и имеет право на существование. Главное — правильно высчитать пропорции и учитывать погодные условия.

способ подготовки золы-уноса от сжигания углей для использования в производстве строительных материалов

Изобретение относится к переработке отходов. Техническим результатом изобретения является создание доступного и эффективного способа подготовки золы-уноса, образующейся при сжигании углей, к использованию в производстве строительных материалов, в котором достигается извлечение из нерадиоактивных, редких и редкоземельных элементов. В способе подготовки золы-уноса от сжигания углей для использования в производстве строительных материалов, основанном на сернокислотном выщелачивании, золу-унос обрабатывают серной кислотой концентрацией 50-300 г/л при соотношении массы золы и объема раствора 1 : 4-10 при температуре 18-90 o С для интенсификации процесса выщелачивания в раствор вводят добавку хлорида натрия до концентрации по хлорид-иону до 0,5-25,0 г/л. При осуществлении процесса в аппарате с перемешиванием процесс осуществляют при температуре 40-90 o С в течение 1-6 ч, при кучном выщелачивании раствор пропускают через слой золы самотеком при температуре раствора 18-40 o С, концентрации серной кислоты 50-200 г/л и соотношении массы золы и объема раствора 1 : 5-6. 4 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ подготовки золы-уноса от сжигания углей для использования в производстве строительных материалов, основанный на сернокислотном выщелачивании из золы радиоактивных, редких и редкоземельных металлов и последующем разделении обработанной золы и раствора, отличающийся тем, что золу-уноса обрабатывают раствором серной кислоты концентрацией 50 — 300 г/л при соотношении массы золы и объема раствора 1 : 4 — 10 при температуре 18 — 90 o C.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор выщелачивания вводят добавку хлорида натрия до концентрации по хлорид-иону 0,5 — 25,0 г/л.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сернокислотное выщелачивание осуществляют в аппарате с перемешиванием при температуре 40 — 90 o C в течение 1 — 6 ч.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что раствор выщелачивания пропускают через слой золы самотеком при температуре раствора 18 — 40 o C, концентрации серной кислоты 50 — 200 г/л и соотношении массы золы и объема раствора 1 : 5 — 6.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор выщелачивания с коллективным концентратом металлов, выделенных после обработки первой порции золы, используют для последующей обработки очередных порций золы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности к переработке золы-уноса от сжигания углей с целью последующего ее использования в производстве строительных материалов, а также к области получения редких и редкоземельных металлов. Наличие радиоактивных элементов (уран, торий) в золе- уноса препятствует использованию ее в производстве строительных материалов таких, как цемент, ячеистый бетон, шлакоблочный кирпич и др. Такое использование золы позволило бы решить задачу ликвидации золоотвалов, на которых скопились в настоящее время миллионы тонн золы. В то же время зола содержит ряд ценных металлов таких, как лантан, церий, иттербий, скандий, галлий, ванадий, извлечение которых из золы может окупить все затраты на ее подготовку. При использовании золы в каждом конкретном случае она должна соответствовать определенным требованиям, поэтому ее подвергают специальной обработке — подготавливают к использованию.

Читайте так же:
Расчет фундаментов цементных силосов

Например, если в золе содержится значительное количество свободной извести (CaO), то используют водную обработку при удалении золы с фильтров [Строительные материалы на основе зол ТЭС. Обзорная информация «Промышленность строительных материалов» Серия 2, вып. 2. Москва, ВНИИ НТИиЭ ПСМ, 1988 г., с. 12]. При гидроудалении свободная известь вымывается из золы и содержание CaO в золе уменьшается с 7,43% до 1,76%.

Перед употреблением золы-уноса и строительстве необходимо извлечь из нее радиоактивные элементы для того, чтобы строительные изделия не создавали в жилых помещениях повышенный радиационный фон. Попутно из золы-уноса будут извлечены цветные и редкоземельные металлы.

Известен способ извлечения галлия и ванадия из летучей угольной золы [Извлечение галлия и ванадия из летучей угольной золы. Recovery of gallium and vanadium from coai fly ash /Tsuboi lzumi, Kasal Shigetami. Kunugita Elichi, Komasawa lsao//J. Chem. Eng. Jap.- 1991.-24. N 1.-15-20]. В этом способе исследовалась летучая зола с содержанием Ga- 0,23 мг/г и V — 0,34 мг/г золы, в то время как содержание золообразующих элементов составляло: Al- 50 мг/г, Fe- 35 мг/г и Ti -6,6 мг/г. Исследовалась зола, применяемая в качестве добавок к цементу. Пробы золы по 500 г выщелачивались 3 часа при комнатной температуре при перемешивании с 1 литром серной кислоты концентрацией 150 г/л. В растворе после выщелачивания обнаружены (мг/л): Si -4800. Al -2500, Fe- 1300, P -430, В -360, Ti-320, Na-320, K-230, Mg -220, V -35, Mn — 32, Zr -13, Cr-7, Zn-3,4, Ga-2,8, In-2,7, Li-2,4, Ni-2,0, Pb-1,0, Ca-0,35, Ba-0,31. Из раствора выщелачивания металлы выделялись адсорбцией на смоле хелатной структуры. Как видно из описанного способа, сернокислотное выщелачивание позволяет извлекать из золы большое количество компонентов, но по цветным металлам степень извлечения недостаточна. Так, по Ga она составляет всего 3%, а по V -15%.

Авторами настоящего изобретения были проведены лабораторные испытания, которые показали, что в условиях описанного способа металлы, содержащиеся в золе в малых количествах (порядка десятых долей процента) из золы практически не извлекаются. К таким металлам относятся РЗЭ, U, Th, Zr. Следовательно, этим способом не может быть достигнуто извлечение редких, редкоземельных и радиоактивных металлов, необходимое для дальнейшего использования золы в производстве строительных материалов. Наиболее близким к заявляемому способу по достигаемому результату является [Способ бактериального вскрытия трудновскрываемого металлосодержащего силикатного и окисленного сырья-золы для использования в производстве строительных материалов]. Этот способ обеспечивает извлечение таких элементов как U, Th и РЗЭ и заключается в том, что для повышения извлечения указанных металлов их выщелачивают растворами серной кислоты в присутствии бактерий thiobazillus или ferrobazillus при температуре 32 градуса в течение 250 часов. Извлечение металлов в раствор (%) Zr -71,3. Hf-80, Y-77, 3, Th-83, 8, U-70, 4, РЗМ- 86,8. По данным этого источника проведение процесса без добавок микроорганизмов приводит к резкому снижению степени выщелачивания металлов в раствор, например, для Zr<3%. Недостатком этого способа является длительность процесса и необходимость наличия бактерий. Такой способ в промышленных масштабах трудноосуществим. Патент 249155, ГДР, опубл. 02.09.87 C 22 B 3/00.

Задачей настоящего изобретения является создание доступного и эффективного способа подготовки золы-уноса, образующейся при сжигании углей, к использованию в производстве строительных материалов, в котором достигается извлечение из нее радиоактивных, редких и редкоземельных элементов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки золы-уноса, основанном на сернокислотном выщелачивании, золу-унос обрабатывают серной кислотой в различных режимах. При этом экспериментально установлены интервалы температур, времени обработки, концентрации серной кислоты и концентрации добавки NaCl, повышающей эффективность выщелачивания металлов из золы.

Концентрацию серной кислоты берут в интервале 50-300 г/л. Температурный режим поддерживают 18 — 90 o C, соотношение Т:Ж =1:(4-10). Добавка NaCl в раствор вводится до концентрации по хлорид-иону 0,5-25,0 г/л, что должно интенсифицировать процесс выщелачивания металлов из золы. Это связано с тем, что хлорид-ионы, имеющие малые размеры, разрыхляют частицы золы, являющиеся неоднородными по своему составу и структуре, и способствуют переходу ионов металлов, включенных в структуру золы, в раствор. Авторами не выявлены источники, в которых описано такое использование NaCl для повышения вскрываемости такого трудновскрываемого сырья, каким является зола. Процесс может быть осуществлен в аппаратах с перемешиванием. В этом случае в аппарате поддерживают температуру 40 -90 градусов и выщелачивание осуществляют в течение 1-6 часов.

Для организации многотоннажной подготовки золы используют кучное выщелачивание. При этом раствор серной кислоты пропускают через слой золы самотеком. Температуру раствора поддерживают 18-40 градусов (предполагается естественный нагрев в летнее время). Слой золы составляет от 0,15 до 1,5 м. Соотношение массы золы и объема раствора серной кислоты берут 1:5. Время выщелачивания определяется скоростью просачивания раствора через слой золы и является достаточно большим для извлечения металлов из золы из-за ее тонкодисперсного гранулометрического состава и большой сопротивляемости слоя золы прохождению раствора. Раствор выщелачивания как при подготовке золы в аппаратах с перемешиванием, так и в случае проведения кучного выщелачивания используют повторно для обработки новых порций золы. Это позволяет достигнуть увеличения концентрации металлов в растворе, желательной для повышения эффективности последующего их извлечения.

Читайте так же:
Цемент нормы естественной убыли при перевозке

В процессе проведенных исследований авторы предварительно определили оптимальные условия процесса сернокислотного выщелачивания для получения коллективного концентрата редких, редкоземельных и радиоактивных элементов из золы-уноса от сжигания углей.

На примере извлечения церия (Ce) в раствор было показано, что с увеличением температуры и длительности процесса степень вышелачивания возрастает. Концентрация серной кислоты изменялась в интервале от 50 до 300 г/л и ее влияние в этих пределах было незначительным.

Установлены оптимальные условия выщелачивания в аппарате с перемешиванием: температура -80 градусов, время выщелачивания 2 часа, Т:Ж = 1:5. При изменении концентрации серной кислоты в этих условиях были получены следующие результаты:
Концентрация кислоты (С, г/л): 50, 100, 200, 300.

Степень выщелачивания (%): 82, 84, 85, 78.

В случае кучного выщелачивания при температуре 25 градусов и Т : Ж = 1 : 5:
Концентрация кислоты (г/л): 50, 100, 200, 300.

Степень выщелачивания (%): 71, 89, 69, 53.

Добавки NaCl в раствор выщелачивания приводят в каждом случае к увеличению степени выщелачивания на 6-8%.

Таким образом разработан способ, позволяющий подготовить золу к использованию в жилищном строительстве, а затем из раствора выщелачивания известными методами получить коллективный концентрат редких, редкоземельных и радиоактивных элементов, направляемый далее на их разделение и получение чистых металлов.

Сущность изобретения поясняется конкретными примерами обработки золы-уноса экибастузских углей.

Пример1. Навеску золы-уноса массой 150 г помещают в термостатированный при 85 градусах раствор серной кислоты (200 г/л), объемом 750 мл. Выщелачивание проводят в течение 6 часов при постоянном перемешивании и соотношении Т: Ж = 1:5. Затем золу отделяют от раствора фильтрацией на бумажном фильтре «синяя лента». Количество Ce в растворе определяют спектрофотометрическим методом, U и Th- нейтронно-активационным. Содержание в растворе (мг/л) Ce-24, U-0,52, Th-1,2. Степень выщелачивания (%) по Ce -86, U -87, Th -86.

Пример 2. Навеску золы-уноса 20 г помещают в термостатированный при 85 градусах раствор серной кислоты с концентрацией 200 г/л, объемом 100 мл. В раствор вводят добавку NaCl до концентрации по хлорид-иону 5 г/л. Выщелачивание проводят при перемешивании в течение 2 часов, после чего золу и раствор разделяют на бумажном фильтре «синяя лента». Содержание церия в растворе определяют спектрофотометрическим методом, U и Th- нейтронноактивационным методом. Концентрация элементов в растворе составила (мг/л): Ce- 26; U — 0,57; Th -1,3 Степень выщелачивания (%): Ce -91; U-95;, Th -95.

Пример 3. Для определения возможности накопления металлов в растворе выщелачивания пять проб золы-уноса, по 150 г каждая последовательно обрабатывают одним и тем же раствором серной кислоты концентрацией 200 г/л с добавкой NaCl (содержание хлорид-иона 10 г/л). Раствор термостатируют при 85 градусах. Соотношение Т:Ж =1:5. Выщелачивание проводят при механическом перемешивании. Время выщелачивания каждой партии золы составляло 6 часов. Отделение золы от раствора и определение концентрации Ce, U и Th в растворе выполнялось так же, как и в примерах 1 и 2. Было установлено, что при обработке каждой последующей партии золы средняя степень выщелачивания составляла (%): по Ce — 90, U — 89, Th — 89. При этом концентрация металлов в растворе возрастала линейно, следовательно, при 5-кратном использовании раствора выщелачивания насыщение не было достигнуто и существует возможность использования этого раствора для обработки последующих партий золы. Накопление металлов в растворе выщелачивания должно способствовать повышению эффективности последующего извлечения металлов из раствора.

Пример 4. Для имитации кучного выщелачивания навеску золы 300 г помещают в стеклянную колонку диаметром 50 мм. Высота слоя составила 150 мм. Через колонку с золой непрерывно пропускают 1500 мл раствора серной кислоты концентрацией 100 г/л, соотношение золы и раствора составило 1:5. Температура раствора кислоты — 25 градусов. Время обработки золы составило 120 часов. Содержание Ce, U, Th в растворе выщелачивания определялось как в примере 1 и 2 и составило (мг/л): по Ce -19, U — 0,44; Th -10. Степень выщелачивания (%) по Ce — 69; U — 73; Th-71.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector