WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Таким образом, проведенные нами исследования химико-минералогического состава и физико-химических свойств природных и модифицированных форм бентонита Тарасовского месторождения показали, что, изменяя метод модифицирования, можно получить набор бентонитов с заданными свойствами. Установлены закономерности трансформации свойств бентонита.

В пятой главе приведены результаты исследований по разработке технологии связующих для формовочных смесей в виде бентопорошков и её реализации в производственных условиях.

Установлено, что модифицирование щелочноземельного ионообменного комплекса бентонита Тарасовского месторождения карбонатом натрия по разработанной технологии существенно повышает его качество как связующего материала.

Исследование свойств бентонита в качестве связующего для формовочных смесей проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 2817789. В качестве образцов для сравнения использовали бентониты Алтыбайского (Оренбургская обл.), Калиново-Дашуковского (Московская обл.) и Герпежского (г. Нальчик) месторождений. Образцы модифицировали карбонатом натрия в количестве 3,5 % от массы бентонита в процессе размола глины с остаточной влажностью – 78 %. Результаты исследования свойств связующих материалов представлены в табл. 9.

Таблица 9 – Свойства бентонитовых связующих

Месторождение

бентонита

Коллоидальность, %

Предел прочности при сжатии

во влажном состоянии, кПа

Бентонит

Бентонит

природный

модифицированный

природный

модифицированный

Тарасовское

22

55

78

83

Алтыбайское

17

22

51

65

Калиново-Дашуковское

20

21

68

73

Герпежское

21

28

70

78

Введение модификатора повышает прочность на сжатие всех образцов бентонитов. Однако, даже после модифицирования, бентониты Алтыбайского, Калиново-Дашуковского и Герпежского месторождений уступают по прочности образцам бентонита Тарасовского месторождения. Отличительным свойством бетонита является высокая степень модифицируемости – коллоидальность возрастает более чем в 2 раза и достигает 55 %.

Для исследования технологических свойств формовочных смесей (90 % кварцевого песка и 10 % глинистого связующего) использовали активированный бентонит производства Болгарии, модифицированные карбонатом натрия – бетонит Тарасовского месторождения и огнеупорную глину Дружковского месторождения. Свойства формовочных смесей оценивали в зависимости от влажности смеси (таблица 10).

Бентониты Болгарии являются качественным сырьем – высокая коллоидальность, в сочетании с другими свойствами, определяют физико-механические показатели при его использовании в роли связующего формовочных смесей. Бентонит Тарасовского месторождения также имеет достаточно высокие технологические показатели и обеспечивает, по сравнению с огнеупорной глиной Дружковского месторождения, повышение прочностных свойств формовочных смесей в 1,32 раза.

Таблица 10 – Свойства формовочных смесей

Показатели

Величина показателя

Бентонит, глина

Б

Т

Д

Б

Т

Д

Б

Т

Д

Влажность расчётная, %

3,0

3,5

4,0

Газопроницаемость, единиц

163

110

100

186

112

93

193

145

90

Влажность, %

3,0

3,0

3,0

3,5

3,2

3,4

3,7

3,5

3,5

Предел прочности, кПа:

при сжатии во влажном

состоянии

200

110

64

120

110

69

150

100

62

при разрыве в зоне

конденсации влаги

4,4

1,7

1,3

4,3

1,6

1,3

4,3

1,5

1,4

Обозначения:

Б – бентонит производства Болгарии,

Т – бентонит Тарасовского месторождения,

Д – огнеупорная глина Дружковского месторождения.

Технологии связующих для формовочных смесей на основе бентонита Тарасовского месторождения в виде бентопорошков были разработаны и реализованы в двух производственных вариантах на: I – АО «ЭМПИЛС» (г. Ростов-на-Дону), II – АО «Новочеркасский керамический завод» (г. Новочеркасск, Ростовская обл.).

Данные о свойствах формовочных смесей со связующим, полученным с использованием разработанных технологий, на основе модифицированного бентонита приведены в таблице 11.

Таблица 11 – Свойства формовочных смесей в зависимости от способа получения бентопорошка

Наименование показателя

Способ получения бентопорошка

Технология I

Технология II

Предел прочности, кПа:

при сжатии во влажном состоянии

при разрыве в зоне конденсации влаги

56

1,8

69

2,2

Термическая устойчивость, единиц

0,20

0,40

Массовая доля монтмориллонита, %

33

39

Концентрация обменных катионов,

ммоль/100 г сухого вещества, не менее

34

44

Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3, %, не более

3,4

3,4

Марка по ГОСТ 2817789

М3Т3А

С2Т2А

Технология производства бентопорошка по классической схеме (I) предусматривает введение соли натрия на стадии размола высушенной глины – образование щелочного ионообменного комплекса происходит в процессе приготовления формовочной смеси. Технология включает стадии: подготовки (резка, измельчение бентонита с влажностью до 28 %), сушки в барабанной сушилке (до остаточной влажности 810 %), дозирования карбоната натрия и помола в шаровых мельницах (до частиц размером не более 160 мкм), затаривания.

Использование сушильного барабана с внешним обогревом (кондуктивная сушка) и четырехзонной системой обогрева (количество тепла, подаваемого по зонам печи, создается четырьмя независимыми топками с газовыми горелками) обеспечивает необходимые температурные параметры материала, не допуская его перегрева. Расчет статики и кинетики процесса сушки позволил обосновать расходные коэффициенты по природному газу, первичному, вторичному воздуху на горение и сушильному агенту. Расчетная производительность по высушенному материалу составила 2 т/ч. Однако размеры сушильного барабана не являются оптимальными, так как технология была адаптирована к существующему на АО «ЭМПИЛС» оборудованию. Переход на конвективный режим сушки позволит сократить расход энергоносителя на 2030 %.

Реализация технологии подтвердила правильность выполненных расчетов. За период производственной эксплуатации технологии получения связующих было наработано 600 т бентопорошка. Качество продукции подтверждено АО «Ростсельмаш».

Разработанная технология (II) предполагает модифицирование в процессе получения бентопорошка путем введения соли натрия в водную суспензию глины до стадии сушки. Технология обеспечивает получение порошка заданного гранулометрического состава без размола высушенного материала. Одновременно производится частичное обогащение бентонита – примеси крупнозернистых включений отделяются на сетках перед подачей суспензии в распылительную сушку.

Технология включает стадии: подготовки (резка, измельчение бентонита с влажностью до 28 %), размола в шаровых мельницах мокрого помола с получением водной суспензии концентрацией 5055 % и модифицирования – введения карбоната или пирофосфата натрия, фильтрации – отделения крупнозернистых включений, хранения в промежуточной емкости с постоянным перемешиванием, фильтрации, сушки в распылительной сушилке с получением гранулированного порошка, затаривания.

Использование распылительной сушилки значительно ускоряет процесс за счет создания развитой поверхности массо- и теплообмена между сушильным агентом и бентонитом. Образующиеся сферические частицы бентопорошка обладают повышенной пористостью – кажущийся удельный вес снижается на 1417 %.

Таким образом, технология обеспечивает химическое, макроструктурное модифицирование и одновременное обогащение бентопорошка, позволяет интенсифицировать процессы, протекающие при приготовлении формовочных смесей, повысить качество готовой продукции. По прочностным показателям бентопорошок превосходит образцы, произведенные с использованием кондуктивного режима сушки, на 23 %.

За период производственной эксплуатации технологии получения связующих было наработано 50 т бентопорошка. Качество продукции подтверждено АО «Ростсель-маш». Глина формовочная бентонитовая соответствует марке С2Т2А ГОСТ 2817789.

Полученный бентопорошок использован на ряде машиностроительных предприятий: АО «Ростсельмаш» (г. Ростов-на-Дону), судомеханический завод (г. Цимлянск), завод кузнечно-прессового оборудования (г. Азов).

ВЫВОДЫ

1. Исследованы химико-минералогический состав и состав ионообменного комплекса бентонита Тарасовского месторождения. Основными минералами бентонита являются монтмориллонит, кварц, каолинит, гидрослюда. Ионообменный комплекс бентонита относится к щелочноземельному типу.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»