ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Технология сверхтонкого измельчения материалов и комплекс средств для его осуществления.

Рекомендуемая область пременения

Может быть использовано при измельчении бентонитовых глин в химической, нефтяной промышленности, металлургической, лакокрасочной промышленности, в строительстве при производстве сухих строительных смесей, а также в других отраслях промышленности, где по условиям производства необходимо также измельчение и активация сыпучих материалов

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта – создание технологии сверхтонкого измельчения и активации материалов.

Реализация разработки позволит получать минеральные порошки толщиной 10 мкм и менее. Кроме того, за счет активации порошков, может значительно расшириться диапазон применения их. Так, например, даст возможность использовать золу ТЭЦ для производства сухих строительных смесей и получения строительных изделий в качестве связующего материала. А цементы, полученные на основе золы, могут соответствовать маркам 400 и 700.

Принцип работы комплекса основан на создании в камере измельчения возмущающих воздействий на поля течения и возмущения плотности в виде скачков уплотнения и разряжения, обеспечение условий для контактного взаимодействия частиц материала между собой и с рабочими поверхностями камеры измельчения, классификацию и осаждение готового продукта. При этом подготовку материала до тонины 100 мкм осуществляют на комплексе оборудования: ситах ( виброситах), активаторах (виброактиваторах), мельницах (вибромельницах), дозаторах (вибродозаторах) и бункерах (вибробункерах).

Технология и оборудование защищены тремя патентами, одной заявкой на изобретение и «ноу-хау».

Изготовлены опытно-промышленные образцы вибромельницы, вибросита, виброактиватора и бункера-дозатора.

Необходимо провести комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ по оптимизации технологии сверхтонкого помола и активации; по разработке конструкции комплекса сверхтонкого помола, по обработке идей и конструкторских решений, изложенных в патентах, заявке на изобретение и «ноу-хау».

Способ защиты интеллектуальной собственности выбран заявителем в соответствии с действующим законодательством РФ, а именно:

1.     Патент на изобретение № 2183137 от 17.04.2000 г.

2.     Патент РФ № 2198029 от 15.11.2000 г.

3.     Патент РФ № 2194575 от 15.11.2000 г.

4.     Заявка на изобретение № 2006124706/03 (026804) от 10.07.2006 г.

5.     «Ноу-хау»- заявка на изобретение № 2002123953/03 (025363) от 09.09.2002 г. (решение о выдаче патента от 27.01.2004 г., заявка отозвана по причине неуплаты пошлины за регистрацию патента).

6.     «Ноу-хау»- заявка на изобретение № 2002123952/03 (025362) от 09.09.2002 (решение о выдаче патента от 27.01.2004 г., заявка отозвана по причине неуплаты пошлины за регистрацию патента).

 Изобретения созданы изобретателями ОАО «АНИТИМ», патентообладатели не возражают против использования их в данном проекте.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Минеральные порошки, получаемые по предложенной технологии активно применяются в нефтяной, химической, лакокрасочной промышленности, строительной индустрии и строительстве, и представляют из себя различные порошки с тониной менее 10 мкм. Также порошки приобретают ряд дополнительных свойств, а именно они активны, хорошо схватываются и высыхают, образуют при высыхании очень прочные соединения, непроницаемые для жидкостей или слабопроницаемые поверхности.

Применение таких порошков позволит получать материалы, отличающиеся от известных своими качественными характеристиками.

Потребность рынка в таких порошках превышает 70-80 млн. тонн в год.

Известен способ сухого измельчения материалов в мельнице с рециркуляцией вентилирующего агента, включающий разделение его по крупности в воздушно-проходном сепараторе, имеющем внешний и внутренний конусы, с возвратом крупного продукта в мельницу, осаждение готового продукта в циклоне (SU 1606189 А, 15.11.1990).

Недостатком данного способа является невозможность получения материала с заданной тониной помола, а также низкая производительность способа и высокая энергоемкость его.

Наиболее близким к способу по технической сущности изобретением является способ производства материала с заданной тониной помола, включающий последовательный помол материала в, как минимум, двух расположенных друг под другом вибрационных помольных камерах, сообщенных друг с другом разгрузочным патрубком, выгрузку материала (SU 1433499 А1, 30.10.1988).

Недостатком данного способа является невозможность получения материала с заданной тониной помола, а также низкая производительность способа и высокая энергоемкостьего.

Задачей изобретения является возможность получения материала с заданной тониной помола, повышение производительности, снижение энергоемкости, упрощение конструкции. Указанная задача достигается тем, что в способе производства материала с заданной тониной помола, включающем последовательный помол материала в, как минимум, двух расположенных друг под другом вибрационных помольных камерах, сообщенных друг с другом разгрузочным патрубком, выгрузку материала. Материал подвергают классификации в каждой помольной камере при помощи установленной в разгрузочном патрубке перфорированной перегородки, а затем в каждом разгрузочном патрубке разделяют материал на два или более потока.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Способ осуществляется следующим образом.

Берут материал для помола с фракцией 0,5-20 мм, загружают в вибрационную мельницу (фиг. 1), состоящую из двух помольных камер, расположенных одна под другой.

В разгрузочном патрубке верхней помольной камеры установлена перфорированная перегородка с заданным сечением отверстий (равным заданной тонине помола, например 2,5 мм), включается вибропривод, производится помол, размолотый материал заданной тонины, например, 2,5 мм и менее, поступает в патрубок, который разветвляется на два (при необходимости может разветвляться и на 3-4 патрубка, если мельницы расположены в 2-3 параллельные каскадные линии). В патрубках установлены заслонки, с помощью которых разделяют поток материала на два или более потока.

В случае направления одного потока материала на помол материал поступает во вторую помольную камеру в разгрузочном патрубке, в которой установлена перфорированная перегородка с заданным сечением отверстий, например, 1,5 мм. Включают вибропривод, производят помол и частицы материала 1,5 мм и менее поступают в разгрузочный патрубок. Далее цикл классификации повторяется. Материал поступает в верхнюю помольную камеру следующей вибрационной мельницы, состоящей также из двух помольных камер. В разгрузочном патрубке установлена перфорированная перегородка с заданным сечением отверстий (например 0,7 мм). Включают вибропривод и далее цикл помола и классификации повторяется. При необходимости направляют поток материала в следующую помольную камеру с заданным сечением отверстий перфорированной перегородки, равной, например, 0,35 мм.

Далее цикл классификации повторяется и материал поступает в тару. Таким образом, материал классифицирован на 4 типоразмера с заданной тониной помола (например, 265 мм, 1,5 мм, 0,7 мм, 0,35 мм). При необходимости классификацию можно расширить и изменить, меняя сечения отверстий перфорированной перегородки и увеличивая количество мельниц.

При получении материалов с тониной помола менее 10 мкм применяют технологию помола в вибромельницах с применением интенсификатора помола (вода или водяной пар), кроме того, сверхтонкий помол и активацию порошков тониной 10 мкм и менее, получают в комплексе для сверхтонкого измельчения (фиг.2), где в помольной камере сочетают неоднократно ускорение и замедление движения материала, а также изменение направления вращения материала с  горизонтального на вертикальное.

Комплекс средств включает в себя камеру измельчения 1, устройство для транспортирующего материала 2, бункера 3, дозатора 4, устройство для осаждения материала (циклон) 5, трубу большого диаметра 7, с отверстием 8. В трубе 7 установлен завихритель 10. Передняя стенка 11 по ходу движения транспортирующего материала (воздуха), камера измельчения 5 выполнена в виде диффузора. Кроме того, комплекс включает сушилку 12, сито (вибросито) 13, мельницу (вибромельницу) 14.

Таким образом, предложенная технология сверхтонкого помола в сравнении с известными технологиями упрощает конструкцию комплекса, повышает надежность его работы и увеличивает производительность.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

В ОАО «Анитим» для осуществления способа сверхтонкого помола разработана гамма оборудования, включающего: вибромельницы, вибросита, виброактиваторы и вибробункеры-питатели (фиг.3).

Оборудование эксплуатируется в Сибирском Федеральном округе. По ряду параметров технология и оборудование не уступает лучшим зарубежным и отечественным образцам, о чем свидетельствует защита интеллектуальной собственности, созданной в процессе разработки патентами.

Применение комплекса средств для производства минерального порошка  в дорожном  строительстве (Алтайавтодор) позволило получать минеральные порошки, непосредственно приблизив их получение к строительству дорог, что сократило транспортные расходы на 30 %. Кроме того, применение минеральных порошков при строительстве дорожных покрытий увеличивает их прочность на 15-20 %.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Повышение качества.

Получение сверхтонких порошков резко увеличивает качество получаемых изделий (лакокрасочных изделий, бентонитовых глин и т.д.).

Придание порошкам новых свойств

Увеличение активности, возможность использовать полученные порошки по новому назначению – золу ТЭЦ вместо цемента.

Новые потребительские свойства продукции

Получение порошков, применяемых в химической, нефтяной, лакокрасочной промышленности и строительстве, которые улучшают свойства конечного продукта.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Необходимо провести комплекс научно-исследовательских, экспериментальных работ по разработке технологии сверхтонкого помола, разработать камеру измельчения и активации, необходимый комплект оборудования для нее в соответствии с нижеуказанными патентами и «ноу-хау».

Предлагаемые инвестиции

4,5 млн. руб.

Рынки сбыта

Интеллектуальная собственность-7млн.руб., химические, нефтехимические, лакокрасочные предприятия, предприятия стройиндустрии и строительства регионов Российской Федерации.

Возможность и эффективность импортозамещения

Технология и конструкция для изготовления сверхтонких порошков защищена 3 патентами, заявкой на изобретение и имеет «ноу-хау», не имеет аналога в России за рубежом.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

12

Дата поступления материала

10.05.2007