Композиция на основе бентонита и способ ее получения - RU2687657C1
Код документа: RU2687657C1
Описание
Изобретение относится к составу и способу модифицированного бентонита, применяемого в строительстве. Для улучшения качества продукта заявляется продукт, имеющий в своем составе химические соединения и химический элемент, масс. %: SiO2 52,413-62,35, Al2O3 15,64-18,60, СаО 2, 599-3,04, Cl 0,387-0,46, Cr2O3 0,037-0,04, Fe2O3 4,924-5,86, K2O 2,004-2,38, MgO 2,396-2,85, MnO 0,089-0,11, Na2O 2,788-3,32, P2O5 0,135-0,16, SO3 0,626-0,75, TiO2 0,626-0,75, содержащиеся в конечном продукте в весовом и процентом составе, приведенном в Таблице 1.
Аналоги.
Известен способ получения глинопорошка для буровых растворов путем предварительного помола глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение при введении карбоната натрия сбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0% (авт. свид. 2191794). Недостатком данного способа является необходимость введения в технологическую цепочку дополнительного оборудования для растворения карбоната натрия и подачи под напором раствора реагента, а также недостаточно высокий выход раствора.
Наиболее близким способом является способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование бентонитовой глины, увлажненной до 20-45%, кальцинированной содой в количестве 25-33,33% от ее массы, перемешивание, выдерживание при нагреве, сушку до влажности 10%, помол (RU 2199504, 27.02.2003). Недостатком данного способа является недостаточно высокий выход бурового раствора.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность производства композиции на основе бентонита с регулируемыми параметрами.
Химический состав заявляемого продукта позволяет повысить его основное свойство-гидрофильность. Химический состав свидетельствует об отсутствии токсичности продукта и наличии хорошей химической стойкости. Бентонитовая глина в каждом из случаев должна обладать особыми свойствами и характеристиками. Например, при использовании этого материала при бурении важны такие качества, как выход раствора, вязкость, условная вязкость, показатель фильтрации и т.п.
Химический состав продукта позволяет применять его в строительстве, в гидростроительстве, бестраншейном строительстве, при бурении, для формирования формовочных смесей в литейном производстве, при горных работах, строительстве горных выработок и т.п.
Заявленный химический состав продукта может использоваться в качестве основного компонента буровых растворов при бурении скважин и переходов, в условиях бурения в городской среде, то есть во время бурения микротоннелей для бестраншейной прокладки различных коммуникаций. Применение заявленного состава снижает временные и качественные потери, обеспечивает цементацию грунтов, позволяет укрепить стенки канала, снизить просачивание воды, улучшить скольжение трубопровода по каналу, охладить буровую головку во время бурения в слежавшихся грунтах.
Химический состав заявленного продукта используется при возведении сооружений, которые находятся глубоко, ниже уровня грунтовых вод, при строительстве инженерных коммуникаций в сложных геологических условиях, например, в местах с неустойчивыми грунтами или высоким давлением грунтовых вод.
Способ получения композиции на основе бентонита позволяет получить порошкообразное состояние композиции посредством измельчения, сушки и перемешивания. Химическое модифицирование композиции на основе бентонита осуществляют при помощи увлажненной до 17% бентонитовой глины. Приготовление композиции на основе бентонита для бурового раствора включает активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, при этом осуществляют активирование увлажненной до 17% бентонитовой глины, при этом технологические параметры воды представлены следующим образом: электропроводимость воды воды μS/cm (350-450), температура воды °С 20±2, при этом диаметр зерна ((mm)<0,075 и объем ≥80%. В порошке не должно быть гранул щебня, не бентонитовых частиц. Параметры реологической суспензии при концентрации 3% находятся в следующих пределах при фанн обр/мин 600 минимум составляет 37, а максимум 43; при при фанн обр/мин 300 минимум составляет 28, а максимум 34; при фанн обр/мин 200 минимум составляет 24, а максимум 30; при фанн обр/мин 100 минимум составляет 19, а максимум 24 согласно данным, приведенным в Таблице 2.
Для получения параметров согласно Таблице №2 работы осуществляются в лабораторных условиях, бентонит получают с заданными качественными характеристиками.
Заявленный способ приготовления композиции на основе бентонита включает в себя измельчение помолом в мельнице, причем берут дробленую глину заданной влажности как показано в таблице №2.
Работа осуществляются в лабораторных условиях, композиции на основе бентонита получают с заданными качественными характеристиками, указанными в Таблице №2.
Измельчение происходит одновременно с сушкой, при этом получают заданного размера. Сушка происходит с использованием горячего воздуха, нагнетаемого в аппарат, используют воздух нагретый до 80-300 град С, смешивание, помол и сушку осуществляют в мельнице, обеспечивающей возможность продува горячими газами для сушки и выноса из нее измельченной высушенной глины, с получением высушенной до влажности 9-17% модифицированной бентонитовой глины с содержанием частиц размером менее 0,075 мм не менее 80% об. и характеризующейся составом, масс. %: SiO2 52,413-62,35, Al2O3 15,64-18,60, СаО 2,599-3,04, Cl 0,387-0,46, Cr2O3 0,037-0,04, Fe2O3 4,924-5, 86, K2O 2,004-2,38, MgO 2,396-2,85, MnO 0,089-0,11, Na2O 2,788-3,32, P2O5 0,135-0,16, SO3 0,626-0,75, TiO2 0,626-0,75
Заявленный способ совмещает процесс сушки и помола в одном аппарате, с использованием горячего воздуха, который выносит измельченные высушенные частицы. Дробленная бентонитовая глина заданной влажности измельчается. В мельнице одновременно происходит процесс сушки и измельчения. Воздух нагревают до температуры 80-300°С, при этом из мельницы происходит вынос измельченного и высушенного до влажности 9-17% бентонитового порошка. Получение бентонитового порошка происходит при нагревании воздуха до температуры 80-300°С, при этом из мельницы происходит вынос измельченного и высушенного до влажности 9-17% бентонитового порошка. Заявленный способ может использовать мельницы шаровые, ролико-маятниковые и штифтовые, которые можно продувать горячими газами для сушки и выноса измельченного бентонита. Важным параметром композиции на основе бентонита порошка является влажность, которая должна составлять не менее 6%, так как при влажности бентонитового порошка менее 6% заметно ухудшаются его качества. В тоже время при влажности более 15% бентонитовый порошок склонен к комкованию, это является отрицательным качеством и затрудняет его пневмотранспортировку и использование. Способ получения композиции на основе бентонита, отличающийся тем, что влажность порошка составляет от 9 до 17%. При влажности композиции на основе бентонита менее 6% заметно ухудшаются его качества.
Реферат
Изобретение относится к составу и технологии получения композиции на основе бентонита, применяемого в бурении.. В способе получения модифицированного бентонита для буровых растворов, включающем увлажнение дробленой бентонитовой глины до заданной влажности, смешение ее с добавкой карбоната натрия с подачей нагретого воздуха, сушку, помол, используют воздух нагретый до 80-300 град С, смешивание, помол и сушку осуществляют в мельнице, обеспечивающей возможность продува горячими газами для сушки и выноса из нее измельченной высушенной глины, с получением высушенной до влажности 9-17% модифицированной бентонитовой глины с содержанием частиц размером менее 0,075 мм не менее 80% об. и характеризующейся составом, масс. %: SiO52,413-62,35, AlO15,64-18,60, СаО 2,599-3,04, Cl 0,387-0,46, CrO0,037-0,04, FeO4,924-5,86, KO 2,004-2,38, MgO 2,396-2,85, MnO 0,089-0,11, NaO 2,788-3,32, PO0,135-0,16, SO0,626-0,75, TiO0,626-0,75. Модифицированная бентонитовая глина для буровых растворов, характеризующаяся тем, что она получена указанным выше способом. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – обеспечение возможности получения бентонитовой глины с регулируемыми ее параметрами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
