×
20.03.2015
216.013.3265

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод компонентами промышленных отходов, в частности к созданию противофильтрационных экранов полигонов захоронения и складирования отходов, шламовых полей. При создании противофильтрационного экрана гидротехнического сооружения для хранения промышленных отходов, например шламонакопителя, формирование слоев экрана на основании шламонакопителя производят с использованием суспензии промышленных отходов, содержащих мелкодисперсные частицы, с уплотнением слоев. Основание шламонакопителя выполняют из глины или суглинка, уплотняют, заливают на уплотненный слой водную суспензию мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при отношении в ней Ж:Т в пределах 3÷10:1. Выдерживают суспензию до впитывания в слой основания шламонакопителя. Сверху укладывают слой глины или суглинка и уплотняют его. Водную суспензию заливают в количестве 50-100 л/м. Изобретение позволяет предотвратить загрязнение прилегающего к хранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам предотвращения загрязнения грунтов и подземных вод компонентами промышленных отходов, в частности к созданию противофильтрационных экранов полигонов захоронения и складирования отходов, шламовых полей.

Известен способ образования защитного экрана, заключающийся в приготовлении гидроизоляционной смеси, содержащей отходы полиэтилена, укладке ее на основание хранилища и термической обработке, в котором приготавливают смесь из отходов полиэтилена 70-99% и полипропилена 1-30%, после укладки на основание хранилища ее подвергают термической обработке при температуре плавления смеси или поверхностного слоя хранилища (патент RU №2255178, E02D 3/12, E02B 3/16, опубл. 27.06.2005 г.). Реализация данного решения требует значительных затрат, как на приготовление и формирование гидроизоляционного слоя, так и энергетических затрат на изготовление этого слоя.

Известен способ возведения противофильтрационной завесы, включающий разработку траншеи под защитой глинистой суспензии и заполнение траншеи глиноцементным раствором с одновременным вытеснением глинистой суспензии, в котором перед заполнением траншеи глиноцементным раствором последний вспенивают путем его перемешивания с технической пеной (а.с. СССР №987010, E02B 3/16, 1990 г.). Данное решение требует для реализации значительных затрат, как материальных (цемент, техническая пена), так и на приготовление глиноцементного раствора и перемешивание его с технической пеной, при этом не обеспечиваются высокие противофильтрационные свойства, так как «в теле завесы образуются местные пустоты, что удлиняет путь фильтрации», что со временем может привести к образованию фильтрационных каналов, к загрязнению грунтовых вод и окружающей среды.

Известен состав противофильтрационного экрана, применяемого на шламонакопителях глиноземных заводов, состоящий из двойного слоя полиэтиленовой пленки с защитным грунтовым (Цеховой А.И. и др. Применение асфальтополимербетона в гидроизолирующих покрытиях шламонакопителей. «Цветные металлы», 1978 г., №11, с.58-59). Реализация данного решения требует значительных затрат, как на приготовление и формирование гидроизоляционного слоя, так и энергетических затрат на изготовление этого слоя.

Известен способ создания гидроизолирующих элементов гидротехнических сооружений, включающий доставку материала, его подготовку и укладку, в котором в качестве материала гидроизолирующего элемента используют шлам от переработки боксита по способу Байера, выходящий из процесса с влажностью Т:Ж=1:2-10, который перед укладкой подготавливают путем обезвоживания до влажности Т:Ж=1:0,5-0,6, при этом содержание фракций +50 мкм в шламе составляет не более 10 мас.%, после чего подготовленный материал уплотняют до пористости не более 0,60-0,65 (а.с. СССР №1564257, E02B 3/16, 1990 г.).

Основные недостатки данного технического решения, принятого за ближайший аналог, - значительные затраты на обезвоживание суспензии, сложность подготовки, укладки и уплотнения влажного материала, недостаточно высокие противофильтрационные свойства экрана.

Задачей предлагаемого решения является снижение затрат на создание противофильтрационного экрана гидротехнического сооружения для хранения промышленных отходов и повышение экологической безопасности хранилища.

Техническим результатом является использование в составе противофильтрационного экрана природных материалов и промышленных отходов, повышение противофильтрационных свойств экрана.

Технический результат достигается тем, что в способе создания противофильтрационного экрана гидротехнического сооружения для хранения промышленных отходов, например шламонакопителя, включающем формирование слоев экрана на основании шламонакопителя с использованием суспензии промышленных отходов, содержащих мелкодисперсные частицы, уплотнение слоев, основание шламонакопителя выполняют из глины или суглинка, уплотняют, заливают на уплотненный слой водную суспензию мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при отношении в ней Ж:Т в пределах 3÷10:1, выдерживают суспензию до впитывания в слой основания шламонакопителя, укладывают сверху слой глины или суглинка и уплотняют его.

При этом водную суспензию заливают в количестве 50-100 л/м2.

Сравнительный анализ решения по ближайшему аналогу и предлагаемого решения показывает следующее.

Известное решение и предлагаемое характеризуются сходными признаками:

- способ создания противофильтрационного экрана гидротехнического сооружения для хранения промышленных отходов, включающий:

- формирование слоев экрана;

- использование суспензии промышленных отходов;

- использование промышленных отходов, содержащих мелкодисперсные частицы;

- уплотнение слоев.

Предлагаемое решение отличается от ближайшего аналога следующими признаками:

- основание гидротехнического сооружения для хранения промышленных отходов - шламонакопителя - выполнено из глины или суглинка;

- основание шламонакопителя из глины или суглинка уплотняют;

- заливают на уплотненный слой водную суспензию мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов;

- в суспензии поддерживают отношении Ж:Т в пределах 3÷10:1;

- выдерживают суспензию до впитывания в нижележащий слой;

- укладывают сверху слой глины или суглинка;

- верхний слой глины или суглинка уплотняют.

При этом водную суспензию заливают в количестве 50-100 л/м2.

Наличие в предлагаемом техническом решении признаков, отличных от признаков решения по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.

В составе противофильтрационного экрана используют природный материал, включающий глину или суглинок, а в качестве техногенного отхода используют водную суспензию мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов.

Мелкодисперсные пыли газоочисток электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов содержат тонкодисперсные частицы, в основном диоксид кремния, и имеют следующий состав, мас.%:

SiO2 80,0-95,0
Al2O3 0,2-0,5
Fe2O3 0,2-0,5
CaO 1,2-4,0
MgO 0,8-3,0
Cсвободный 3,0-8,0
Na2O до 0,1
SO3 0,1-0,2
P2O5 0,1-0,15
K2O 0,1-0,4
TiO2 до 0,02
SiC 3,0-5,0

Химический состав пылей может колебаться, в зависимости от исходных видов сырья и технологии, однако содержание основного компонента - диоксида кремния, находится в указанных пределах.

Пыли имеют следующий гранулометрический состав фракции:

мкм %
0-1 13,0
1-3 13,8
3-5 8,4
5-10 10,4
10-20 14,8
20-29 7,0
>30 32,6

Удельная поверхность - 15-28 м2/г. Насыпная плотность - 0,2-0,25 г/см3.

Мелкодисперсные пыли газоочисток электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов относятся к группе возгонных пылей, образующихся при испарении в зоне высоких температур и последующей конденсации возгонов. Частицы таких пылей несут одинаковый статический электрический заряд.

Повышение противофильтрационных свойств материала связано с наличием микрочастиц, перекрывающих имеющиеся поры и с высокой удельной поверхностью пылей.

Формирование экрана производят послойно с уплотнением слоев природного материала в виде глины или суглинка. При этом заливают на уплотненный слой водную суспензию мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов при отношении в ней Ж:Т в пределах 3÷10:1, выдерживают суспензию до впитывания в нижележащий слой. При отношении Ж:Т менее 3:1 суспензия имеет повышенную вязкость, затруднено равномерное нанесение материала на уплотненный слой глины или суглинка. При отношении Ж:Т более 10:1 мало количество пыли в составе суспензии, снижаются противофильтрационные свойства экрана.

Использование в строительстве шламонакопителя промышленных отходов позволяет не только эффективно их утилизировать, но и снизить себестоимость строительства шламонакопителя за счет снижения затрат на строительство как за счет снижения стоимости материалов, так и за счет снижения энергетических и трудовых затрат. При этом противофильтрационные свойства получаемого экрана полностью отвечают предъявляемым требованиям.

Результаты отработки создания противофильтрационного экрана по предлагаемому способу приведены в таблице.

№ п/п Противофильтрационный экран Характеристики экрана Время впитывания суспензии, час Коэффициент фильтрации, м/сутки
1 2 3 4 5
1 Уплотненный суглинок 300 мм - 3,2·10-4
2 Уплотненный суглинок - нижний слой 200 мм 2,0 1,3·10-4
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
30,0 л/м2
Уплотненный суглинок - верхний слой 100 мм
3 Уплотненный суглинок - нижний слой 200 мм 3,5 9,5·10-5
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
50,0 л/м2
Уплотненный суглинок - верхний слой 100 мм
4 Уплотненный суглинок - нижний слой 200 мм 12,0 2,7·10-5
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
100,0 л/м2
Уплотненный суглинок - верхний слой 100 мм
5 Уплотненный суглинок - нижний слой 200 мм 64,0 2,9·10-5
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
200,0 л/м2
Уплотненный суглинок - верхний слой 100 мм
6 Глина уплотненная 300 мм - 7,2·10-6
7 Глина уплотненная - нижний слой 200 мм 3,0 5,7·10-6
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
30,0 л/м2
Глина уплотненная - верхний слой 100 мм
8 Глина уплотненная - нижний слой 200 мм 6,0 4,9·10-6
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
50,0 л/м2
Глина уплотненная - верхний слой 100 мм
9 Глина уплотненная - нижний слой 100 мм 27,0 1,5·10-6
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
100,0 л/м2
Глина уплотненная - верхний слой 100 мм
10 Глина уплотненная - нижний слой 200 мм 80,0 1,45·10-6
Водная суспензия пыли газоочистки электротермического пр-ва кремния Ж:Т=5:1
200,0 л/м2
Глина уплотненная - верхний слой 100 мм

При проведении исследований использованы суглинки, глина и водная суспензия пыли газоочистки электротермического производства кремния. Отношение Ж:Т принято 5:1. При отношении Ж:Т менее чем 3:1 пыль плохо и неравномерно распределяется по поверхности. Отношение Ж:Т более 10:1 нецелесообразно, так как увеличивается объем суспензии, снижается эффективность пыли в составе экрана. Использование суспензии в количестве менее 50 л/м2 поверхности дает незначительный эффект по повышению противофильтрационных свойств экрана, а при увеличении количества суспензии более 100 л/м2 поверхности эффективность не увеличивается, но значительно возрастает время впитывания суспензии в нижний слой возводимого противофильтрационного экрана.

Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить себестоимость строительства шламонакопителя, предотвратить загрязнение прилегающего к хранилищам почвенного слоя за счет уменьшения коэффициента фильтрации изолирующего материала, утилизировать многотоннажные техногенные отходы в виде мелкодисперсной пыли газоочистки электротермического производства кремния и/или кремнистых ферросплавов.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 257 items.
10.06.2015
№216.013.5478

Способ футеровки катодного устройства электролизера неформованными материалами

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства при монтаже катодных устройств электролизеров для производства первичного алюминия. Способ включает засыпку порошкообразного материала в катодный кожух электролизера, разравнивание его с помощью рейки, укрытие засыпанного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553145
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.06.2015
№216.013.5843

Способ получения глинозема

Изобретение относится к кислотным способам получения глинозема и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обжиг сырья, обработку его соляной кислотой, высаливание хлорида алюминия путем насыщения осветленного хлоридного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554136
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f76

Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на промышленных предприятиях, выпускающих кладочные и отделочные строительные смеси, в состав которых входят гипсовые вяжущие. Технический результат заключается в сокращении продолжительности процесса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555979
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.623f

Способ и система управления электротехнологическими режимами восстановительной плавки технического кремния в руднотермических электрических печах

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электрических печах. Способ управления в руднотермической электрической печи, включающей один или три печных трансформатора с вторичными обмотками, соединенными с электродами по схеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556698
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.08.2015
№216.013.6d99

Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из металлов и сплавов. Устройство содержит печь-миксер 1, закрепленные на валах валок 3 с ручьем и валок 4 с выступом, образующие рабочий калибр 5 и имеющие охлаждаемые каналы 8, матрицу 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559615
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.768f

Система автоматической подачи сырья в электролизеры с самообжигающимися анодами

Изобретение относится к системе автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом. Система содержит магистральный аэрожелоб, бункер модуля АПГ, систему воздухоснабжения, содержащую радиальные вентиляторы высокого давления, задвижки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561940
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.77f9

Способ получения глинозема из низкосортного алюминийсодержащего сырья

Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема, и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой с образованием хлоридной пульпы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562302
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7f5b

Система для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны

Изобретение относится к системе для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны при электролитическом производстве алюминия на электролизерах с применением технологии обожженных анодов. Система содержит раму с установленными на ней ресиверами, усилителями давления и по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564200
Дата охранного документа: 27.09.2015
27.09.2015
№216.013.7ffb

Способ получения глинозема

Изобретение может быть использовано в металлургической области, при переработке алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, выделение из осветленного хлоридного раствора кристаллов гексагидрата хлорида алюминия и их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564360
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.10.2015
№216.013.833b

Способ очистки технического кремния

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния при его очистке от примесей. Для очистки технического кремния от примесей, в частности от железа, производят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565198
Дата охранного документа: 20.10.2015
Showing 51-60 of 174 items.
10.06.2015
№216.013.5478

Способ футеровки катодного устройства электролизера неформованными материалами

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства при монтаже катодных устройств электролизеров для производства первичного алюминия. Способ включает засыпку порошкообразного материала в катодный кожух электролизера, разравнивание его с помощью рейки, укрытие засыпанного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553145
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.06.2015
№216.013.5843

Способ получения глинозема

Изобретение относится к кислотным способам получения глинозема и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обжиг сырья, обработку его соляной кислотой, высаливание хлорида алюминия путем насыщения осветленного хлоридного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554136
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f76

Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на промышленных предприятиях, выпускающих кладочные и отделочные строительные смеси, в состав которых входят гипсовые вяжущие. Технический результат заключается в сокращении продолжительности процесса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555979
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.07.2015
№216.013.623f

Способ и система управления электротехнологическими режимами восстановительной плавки технического кремния в руднотермических электрических печах

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электрических печах. Способ управления в руднотермической электрической печи, включающей один или три печных трансформатора с вторичными обмотками, соединенными с электродами по схеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556698
Дата охранного документа: 20.07.2015
10.08.2015
№216.013.6d99

Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из металлов и сплавов. Устройство содержит печь-миксер 1, закрепленные на валах валок 3 с ручьем и валок 4 с выступом, образующие рабочий калибр 5 и имеющие охлаждаемые каналы 8, матрицу 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559615
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.768f

Система автоматической подачи сырья в электролизеры с самообжигающимися анодами

Изобретение относится к системе автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом. Система содержит магистральный аэрожелоб, бункер модуля АПГ, систему воздухоснабжения, содержащую радиальные вентиляторы высокого давления, задвижки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561940
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.09.2015
№216.013.77f9

Способ получения глинозема из низкосортного алюминийсодержащего сырья

Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема, и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой с образованием хлоридной пульпы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562302
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.09.2015
№216.013.7f5b

Система для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны

Изобретение относится к системе для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны при электролитическом производстве алюминия на электролизерах с применением технологии обожженных анодов. Система содержит раму с установленными на ней ресиверами, усилителями давления и по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564200
Дата охранного документа: 27.09.2015
27.09.2015
№216.013.7ffb

Способ получения глинозема

Изобретение может быть использовано в металлургической области, при переработке алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, выделение из осветленного хлоридного раствора кристаллов гексагидрата хлорида алюминия и их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564360
Дата охранного документа: 27.09.2015
20.10.2015
№216.013.833b

Способ очистки технического кремния

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов и сплавов в руднотермических электропечах, и может быть использовано в производстве технического кремния при его очистке от примесей. Для очистки технического кремния от примесей, в частности от железа, производят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565198
Дата охранного документа: 20.10.2015
+ добавить свой РИД