Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Аналитическая часть 8
1.1. Некоторые аспекты окуекования шихт 9
1.1.1. Сущность и значение окуекования шихт 9
1.1.2. Теоретические основы окуекования II
1.2. Современное состояние вопроса окуекования в стекольной промышленности 18
1.3. Выводы по аналитической части 29
ГЛАВА 2. Экспериментальные методы исследования 31
ГЛАВА 3. Исследование возможности использования хвостов обогащения мещнопиритовой руды в шихтовых смесях тарного стекла 39
3.1. Характеристика сырьевых материалов 39
3.1.1. Хвосты обогащения 39
3.1.2. Сырьевые материалы, используемые при составлении шихт 44
3.2. Исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойств стекол на основе хвостов обогащения 45
3.2.1. Процессы стеклообразования в содосульфатных шихтах промышленного состава 46
3.2.2. Некоторые физико-химические свойства стекол 60
3.3. Выбор оптимального способа приготовления шихты и варка стекол в полупромышленных условиях 65
3.4. Обсуждение результатов исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойствстекол на основе хвостов обогащения 68
ГЛАВА 4. Исслвдование возможности окускования стекольной шихты на основе хвостов обогащения 74
4.1. Исследование процесса гранулирования 74
4.2. Исследование процесса брикетирования 81
4.3. Промышленные испытания по окускованию стекольной шихты 85
4.3.1. Гранулирование стекольной шихты 86
4.3.2. Брикетирование стекольной шихты 89
4.4. Основные выводы по изучению возможности окускования стекольной шихты на основе хвостов обогащения 91
ГЛАВА 5. Влияние окускования шихты на варочные свойства стекла 95
5.1. Исследование процессов, протекающих при нагревании гранулированной шихты 95
5.2. Варка стекол из окускованных шихт в полупромышленных условиях 105
ГЛАВА 6. Экономическая эффективность использования хвостов обогащения маднеульского гок в производстве темн03елен0й стеклотары 106
Общие выводы по работе 111
Список цитированной литератуты 114
Приложения 125
- Современное состояние вопроса окуекования в стекольной промышленности
- Исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойств стекол на основе хвостов обогащения
- Обсуждение результатов исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойствстекол на основе хвостов обогащения
- Промышленные испытания по окускованию стекольной шихты
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года предусмотрено: "...Широко использовать комплексную переработку сырья, ресурсосберегающую технику, малоотходную и безотходную технологию, всемерно вовлекать в оборот местные виды сырья и материалов, утилизировать вторичные ресурсы", а также"...Улучшить охрану природы, усилить работу по сохранности сельскохозяйственных угодий, борьбу с их эрозией, повысить темпы работ по рекультивации земель, обеспечить их защиту от селей, оползней, обвалов, засоления, заболачивания, подтопления и иссушения. ...Более комплексно осваивать месторождения полезных ископаемых не допуская их потерь при добыче и переработке" /I/.
Ежегодно в отвалы поступает огромное количество различных пород вскрыши и отходов обогащения, металлургических шлаков и угольной золы, улавливаемой пыли и печных уносов, что приводит к большим загрязнениям окружающей среды. Данная проблема приоо^-ретает все большую значимость в силу непрерывного возрастания количества различных отходов, для хранения которых отчуждаются значительные земельные утодья; при этом загрязняется природная среда, увеличиваются непроизводительные затраты на содержание отвалов.
В настоящее время ведутся большие работы по решению проблем утилизации, переработки и обезвреживания промышленных отходов. При разработке и внедрении новых составов стекол и строительных материалов массового применения, в связи с непрерывным ростом потребления сырьевых материалов в условиях острой ограниченности территорий, предусмотренных для сельскохозяйственных культур и посевов, а также с целью снижения себестоимости про-
дукции, важное значение имеет поиск путей максимального использования различных отходов и попутных продуктов промышленности. Одновременно, промышленные отходы, в своем большинстве, содержат ценные компоненты, которые могут быть резервом дальнейшего расширения сырьевой базы промышленности.
Комплексное использование сырья и промышленных отходов, наряду с экономической эффективностью, должно способствовать соблюдению 18-ой статьи Конституции СССР: "В интересах настоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, растительного и животного мира, сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды".
При разработке различных месторождений добываются миллионы тонн сырья, в котором полезное ископаемое, непосредственно используемое для определенного вида продукции, составляет всего от I до 10$ горной массы, а сопутствующие породы - "хвосты" - 90-99$. Между тем хвосты с успехом могут применяться в производстве цемента, стекла, силикатных изделий, керамзита и т.д.
На территории Грузинской ССР учтено около 1,5 тысяч больших и малых источников минеральных вод, разнообразных по своему химическому составу и лечебным свойствам. Огромные ресурсы минеральных вод, при наличии неограниченного спроса на них в стране, используются совершенно неудовлетворительно из-за острой нехватки стеклотары темнозеленого цвета.
Одной из основных причин, тормозящих развитие стеклотар-ной промышленности в ГССР, является отсутствие местной сырьевой базы кондиционных кварцевых песков. В настоящее время вое стеклотарные заводы республики работают на дальнепривозном кварцевом песке, стоимость которого составляет в среднем 6,5
рублей за I тонну. В связи с вышеизложенным для Грузинской ССР особое значение приобретает вопрос изыскания качественных заменителей кварцевого песка.
В 1975 г. в Грузинской ССР вступил в строй Маднеульекий горнообогатительный комбинат, продукцию которого составляют медный и пиритный концентраты. При обогащении меднопиритовой руды остается огромное количество - 1,3 млн т/год отходов, так называемых хвостов обогащения. Использование этих отходов даст возможность, наряду с достижением безотходности производства, а также улучшением экологического состояния окружающей горнообогатительный комбинат среды, создать мощную сырьевую базу стекольной промышленности республики.
Целью настоящей работы являлось изучение возможности использования хвостов обогащения меднопиритовой руды Маднеульско-го месторождения в качестве заменителя природного кварцевого песка в шихтах для темнозеленого тарного стекла, разработка рецептуры шихты и исследование влияния такой замены на свойства стекла, а также выявление возможности окускования шихты данного состава и определение эффективности от ее применения.
Работа проводилась в соответствии с Программой исследований по заданию I2I-7 "Разработать и усовершенствовать способы использования отходов при переработке минерального сырья", включенной в Пятилетний проблемный план НИР Министерства геологии СССР на 1976-80 г.г. и Постановления Совета Министров Грузинской ССР от 30 июня 1976 г. №466 "Об использовании отходов горнодобывающей промышленности республики для производства строительных материалов и в других отраслях народного хозяйства".
Проведенной работой доказана полная возможность, технологическая эффективность и экономическая целесообразность использования хвостов обогащения меднопиритовой руды Маднеульского
месторождения в производстве темнозеленой стеклотары. Высокая дисперсность хвостов дает возможность несколько ускорить процессы стекловарения и, тем самым, повысить производительность стекловаренных печей. Однако, ввиду высокой дисперсности, хвосты обогащения могут создать определенные трудности на производстве - вызывая расслаивание и пиление шихты, загрязнение атмосферы и регенераторов печей и т.д. Для предотвращения указанных недостатков рекомендовано предварительное окускование (гранулирование или брикетирование) стекольной шихты.
Несмотря на высокую эффективность окускованнои шихты, в нашей стране этот способ еще не нашел широкого применения, так как он связан с дополнительными затратами из-за необходимости предварительного тонкого помола кварцевого песка. Что же касается хвостов обогащения, то они заведомо являются тонкодисперсным материалом и не нуждаются в дополнительном измельчении.
Лабораторно-технологические исследования и полупромышленные испытания по замене кварцевого леска хвостами обогащения в производстве стеклянной тары темнозеленого цвета проведены в Кавказском институте минерального сырья и в Гусевском филиале Государственного института стекла, а разработка технологии окус-кования стекольной шихты - в Кавказском институте минерального сырья и на Зестафонском заводе ферросплавов.
Современное состояние вопроса окуекования в стекольной промышленности
В 30-х годах нашего столетия на крупнейших американских стекольных заводах начали применять брикетированную шихту. Приготовление шихты заключается в следующем. Компоненты шихты взвешиваются на автоматических весах, а затем ленточным конвейером подаются в смеситель (расположенный над брикетирующей машиной), где перемешивается в течение трех минут. Затем к шихте добавляются силикат натрия и вода, и перемешивание возобновляется еще на одну минуту, после чего шихта выгружается в брикетирующую машину. Процесс брикетирования заключается в пропускании шихты через стальные валики, имеющие выемки. Размер брикетов 63,5 х х 63,5 х 38 мм, вес - около 90 г. Свежеотформовашше брикеты подвергаются сушке в туннельной установке /38/.
Брикетирование было принято с целью устранения пыли; однако, в процессе работы выяснилось, что эти мероприятия повышают производительность печи, улучшают качество стекла и увеличивают срок службы верхнего строения печи. Несмотря на его очевидное преимущество, брикетирование не получило широкого промышленного применения, что объясняется неудачным выбором способа изготовления брикетов. Связывание полусухой шихты прессованием давало недостаточно прочные брикеты, легко рассыпающиеся при транспортировке. Применение же жидкого стекла в качестве связующего вызывало комкование, не обеспечивая однородности шихты и усложняя ее смешивание.
B.C. Якобсон /39/ в 1936 г. на Гусевском хрустальном заводе применил новый способ брикетирования стекольной шихты при помощи пушонки из доломитизированной извести. В 1938 г. появилось сообщение об успешном применении этого способа за рубежом. Для приготовления шихты используется шнековый смеситель типа ленточного пресса, обеспечивающий не только перемешивание, но и уплотнение смеси. Из мундштука пресса, имеющего круглые отверстия, выдавливаются жгуты диаметром 30 мм, которые разрезаются на брикеты размером 50-80 мм. После сушки брикеты приобретают высокую прочность - 100 кго/сиг.
По данным С.Я. Рафа и Н.А. Миляевой существенным фактором в вопросе интенсификации варки стекла является применение мелкодисперсной шихты. Однако, как отмечают авторы, преимущества тонкого измельчения компонентов шихты могут быть полностью реализованы в случае их брикетирования под достаточно высоким давлением. Установлено, что брикетирование шихты вне зависимости от гранулометрического состава компонентов, ускоряет стек-лообразование и осветление /40/.
М.Ф. Гурьяновой /41/ предложено гранулирование стекольной шихты с применением измельченного в вибромельнице кварцевого песка до величины зерен 60 мкм. Шихта засыпается в бункер, внутри которого вмонтирована мешалка, предотвращающая уплотнение и комкование шихты. Из бункера шихта тарельчатым питателем ссыпается в шнековый транспортер, которым подается на тарель гранулятора, установленную под углом 45 к горизонтали. Тарель вращается с скоростью 20-30 об/мин. При этом увлажненная шихта окатывается в шарики. После высушивания гранулы приобретают достаточную прочность. По мнению автора, вода как связующая жидкость, вступая в химическую реакцию с шихтой, расслабляет кристаллические решетки веществ, что активизирует перемещение молекул и приводит к изменению структуры шихты.
Гранулированная шихта при высыхании имеет влажность порядка 0,2-0,5$. Это значительно меньше, чем в обычных шихтах ( 4$); однако, разница между гранулированной и сыпучей шихтой в том, что в гранулированной шихте юда сыграла свою роль - вступила в химические реакции и изменила структуру шихты, а избыток дегидратированной воды удалился.
Механизм взаимодействия воды с шихтой М.Ф. Гурьянова представляет следующим образом. При увлажнении шихты карбонат натрия гидратируется до декагидрата (экзотермическая реакция). При перемешивании и нагревании шихты до 40-50С гидраты разлагаются, карбонат растворяется в своей кристаллизационной воде и при дальнейшем обезвоживании осаждается тонким слоем на поверхности зерен кварца. Этим достигается тесный контакт реагирующих компонентов.
При добавке 15% воды шихта вначале затвердевает и с трудом поддается перемешиванию. При дальнейшем вращении гранулятора она от трения нагревается до 35-40С, снова самопроизвольно увлажняется избытком воды, выделившейся при дегидратации и становится жидкой и пластичной. Такая масса легко поддается формовке и хорошо окатывается в шарики.
Благодаря применению тонкоизмельченного песка и особой технологии приготовления гранул шихты, обеспечивается наиболее тесный контакт реагирующих компонентов, в результате чего ускоряется процесс силикатообразования, сокращается цикл варки, увеличивается производительность печи и улучшается качество стекла.
В дальнейших исследованиях /42/, с целью выяснения возможности гранулирования стекольной шихты с использованием крупнозернистого кварцевого песка (0,2-0,5 мм) в качестве пластификатора в состав ее вводили каолин. Связущим служила вода или жидкое стекло. Все промышленные пески с диаметром зерен до 0,5 мм оказались способными гранулироваться при наличии в шихте карбонатов и пластичных материалов.
С. Кирхгоф /43/ гранулирование стекольной шихты осуществил на тарельчатом грануляторе (диаметр - 0,85, наклон - 35-55, частота вращения - 9-35 тш х). Вода подавалась на верхнюю часть движущегося слоя путем распыления. Количество воды - 10--15$ от массы сухой шихты. Минимальное время нахождения гранул на тарели при достижении достаточной прочности составляло 5-Ю мин в зависимости от количества загружаемой шихты. Производительность установки составляла 200-400 кг/час на I кг площади поверхности тарели. Высушенные гранулы имели прочность порядка 2 МПа, т.е. достаточную для транспортирования шихты до ванной печи и хранения в больших бункерах. Расслоение шихты в процессе гранулирования не происходило.
По мнению И. Пооле /44/ склонностью к гранулированию обладают не все шихты. Успех гранулирования зависит от ряда факторов: состава шихты и ее гранулометрии, смачиваемости компонентов шихты водой, поверхностного натяжения жидкости, характеристик гранулятора и т.д. Автор исследовал гранулируемость стекольных шихт на тарельчатом грануляторе диаметром 1,5 м. Выяснилось, что некоторые шихты приобретают способность окатываться только после тонкого помола (нецелесообразного экономически), или после введения в шихту некоторого количества гашеной извести. Однако, при этом прочные гранулы (015-20 мм) получаются
Исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойств стекол на основе хвостов обогащения
Процессы стеклообразования в системе Май0-CaO-/1 3- » представляющей основу многих промышленных стекол, в том числе и бутылочного, тщательно изучены многими исследователями /101/. Ряд положений, выдвигаемых ими, можно считать классическими, не нуждающимися в пересмотре, однако, в ряде случаев наблюдается несоответствие во взглядах по вопросам реакций в твердом состоянии, что осложняет возможность понять сущность процессов, протекающих при нагревании шихт на основе хвостов, путем сравнения результатов исследования с известными данными по содосуль-фатным промышленным шихтам. Это обстоятельство привело к необ ходимости вновь рассмотреть процессы стеклообразования в промышленных шихтах бутылочного стекла. С другой стороны, известно влияние малейших изменений условий варки стекол на последовательность протекания реакций в шихтовых смесях /102/. Одновременная варка экспериментальных и известных стекол в одинаковых условиях могла исключить это влияние.
Цель лабораторных исследований состояла в установлении возможности использования хвостов обогащения меднопиритовой руды в качестве кремнеземсодержащего компонента шихты тарного стекла темнозеленого цвета и определении оптимального количества угля, как восстановителя сульфата натрия. Последнее было обусловлено тем, что в хвостах обогащения содержится пирит - е$2, обладающий при повышенных температурах восстановительными свойствами /103/.
Комплексному фазовому исследованию подверглись 8 содосуль-фатных шихт, рассчитанных на получение стекол одного и того же химического состава (мае.%): 69,2 ІОД , 4,5j№.2Pa» 2,ОРе20з» 9,8 R0 , 14,5 Rg,0. Из них 7 шихт серии "X" готовились с использованием хвостов обогащения и различались между собой по содержанию восстановителя - угля (от 0 до Q%), а шихта "К" готовилась на основе кварцевого песка со стандартным количеством угля - &%. В табл. 3.3 приведена рецептура опытных шихт.
Термограммы шихт (рис. 3.5) указывают на подобие тепловых эффектов реакций. Количество областей термических превращений и их температурные интервалы в целом соответствуют схеме Тамма-на и Ольсена /104/, дополненной и уточненной в работах последую щих исследователей /105 г 106/. Согласно этим исследованиям, в содосульфатных шихтах возможен следующий ряд термических превращений (табл. 3.4).
Согласно работам А. Репа и Е. Данильченко Д07/, температуры начала реакций сюшкатообразованйя и их скорость могут быть несколько сдвинуты в присутствии влаги за счет образования едкого натра:плавления едкого натра (328С) и его большой "щелочной резерв" способствуют образованию силикатов натрия.
Термограммы шихт "X-I" - "Х-7" выявляют восемь экстремальных значений тепловых эффектов. Реакции протекают преимущественно с поглощением тепла, что согласуется с термограммами Там-мана и Ольсена, установившими такое же количество интервалов замедления процесса и один интервал ускорения в температурной области образования силиката кальция.
Эндотермические эффекты в области 140-150С соответствуют удалению гигроскопической воды. При 250-260С наблюдается полиморфное превращение тенардита в метатенардит. В этом же интервале гидрат окиси алюминия вследствие дегидратации образует моногидратную форму Д ООН, и дальше при 300-330С, теряя всю воду, переходит в гамма-глинозем.
Поглощение тепла в области 410-450С является специфическим для используемого сырья и должно быть отнесено к процессам, протекающим за счет термических преобразований некоторых компо нентов хвостов обогащения - в частности пирита /103/. Б этом интервале температур происходит частичная диссоциация пирита с образованием низшего сульфида - FeS :Fe a-b02 = Fe$-H$02 С повышением температуры до 600С происходит окисление с образованием огарка, насыщенного &О2:интервале должна начинаться, согласно приведенной схеме, реакция угля с сульфатом.
В области температур около 500С наблюдается некоторое замедление процессов, характеризующихся затратами тепловой энергии. Видимо, этот температурный интервал связан с наличием не вполне выясненных физических явлений, препятствующих протеканию твердофазовых реакций. Возможно здесь играет роль образование спекшихся корок, обволакивание зерен продуктами реакций, создание насыщенных слоев и затруднение взаимной диффузии компонентов в гетерогенных областях. При достижении температур, соответствующих энергичному разложению карбонатов Д05/, давление выделяющегося углекислого газа становится достаточным для разрушения корок и пленок, что способствует активации всех реакционных процессов и находит отражение на перегибе ДТА.
Высокотемпературное плечо термограмм, начиная от 550-570С выявляет последовательный ряд термических эффектов, связанных с реакциями восстановления сульфата и образованием эвтектик. Наиболее четко прослеживаются перегибы при 560-600С - область восстановления сульфатов по реакциям леблановского процесса, при 700-790С - область образования эвтектик, при 800-850С -- область наиболее интенсивного силикатообразования и при 850--900С - область плавления эвтектики сульфат натрия - метасили
Обсуждение результатов исследования физико-химических взаимодействии в шихтах и свойствстекол на основе хвостов обогащения
В технологии производства стекла нередко делается, на наш взгляд, некорректное заключение о том, что качественный состав шихты оказывает малое внимание на свойства стекол. При этом, однако, не обращается внимание на то обстоятельство, что готовое стекло является следствием физико-химических взаимодейст вий, составляющих шихту компонентов. В этом отношении нагляден пример влияния газов, содержащихся в шихтовых смесях, и малых добавок на процессы стеклообразования. Воду следует причислять к стекольному сырью, т.к. она ускоряет физико-химические реакции стеклообразования, понижает температуру их возникновения и протекания в связи с тем, что уменьшает вязкость стекломассы и облегчает смачиваемость расплавом твердых частиц /119/. Такое воздействие воды не может не оказать влияния и на некоторые физико-химические свойства стекол, т.к. под воздействием воды формируется структура, отличающаяся от таковой, не содержащей ОН иона. Этим было вызвано, в частности, изучение влияния увлажнения шихты на технологические свойства бутылочного стекла на основе хвостов обогащения.
Не могло пройти "незаметным" и использование в качестве сырьевого компонента хвостов обогащения взамен природного квар цевого песка.
Рассмотрим некоторые аспекты воздействия хвостов обогащения на процессы стеклообразования и свойства стекол.
В процессе стеклообразования хвосты обогащения вносят изменения, содействующие протеканию тех: или иных шихтовых реакций. В области температур 410-600С установлено протекание двухступенчатой реакции разложения Fej c образованием оксида железа и выделения значительных количеств $02. Однако, при промышленной варке стекол засыпка шихты производится при температурах 1300-1350С и, следовательно, указанная реакция идет чрезвычайно интенсивно. Выделение в атмосферу печи . приводит к наибольшей растворимости серного ангидрида (в содосуль-фатных шихтах). По данным М.А. Безбородова /120/ растворимость серного ангидрида в атмосфере $0 в 3,5 раза выше, чем в атмосфере воздуха. Помимо этого, на растворимость 0з немалое влияние оказывает и наличие угля в шихте. Следовательно, введением хвостов обогащения создаются условия растворения SOs в стеклах. Это ранее отмечалось также и рядом исследователей /121/.
Следует рассмотреть и иной аспект влияния содержащихся в шихте сернистых соединений. Повидимому, большое содержание их в шихте на основе хвостов обогащения облегчает образование NaOH (в присутствии воды), легко вступающего в реакцию с кремнеземом, что объясняется низкой температурой плавления едкого натра (328С) Д07/. Тогда процесс образования стекла в содосуль-фатной шихте должен протекать в двух стадиях.- в стадии образования эвтектик в области температур 400--Ю00С - за счет сернистых соединений определенной части кварцсодержащегося сырья и иных составляющих шихту компонентов;- в стадии постепенного растворения зерен кристаллического кремнезема в расплаве.
Если в первой стадии немалое значение имеет содержание сернистых соединений, то во второй стадии решающую роль приобретает еще одно специфическое отличие хвостов обогащения от иных кремнеземсодержащих сырьевых материалов - тонкодисперс-ность составляющих зерен, так как скорость реакций между МаОН и piU2 мало зависит от размера зерен кремнезема вплоть до температуры плавления Na2.Si 05(8V5C)/I22/.
Факт ускорения процесса стеклообразования с уменьшением размера зерен кремнеземсодержащего сырьевого компонента хорошо известен /I09-II3/. Благоприятная роль тонкозернистого сырья заключается в сокращении времени варки, улучшении гомогенности расплава, ускорении процессов взаимодействия реагирующих компонентов и очистке стекла. Все эти параметры воспроизводятся и в случае использования хвостов обогащения. Однако, обнаруживается еще один, на наш взгляд, немаловажный момент, который не следует упускать из виду.
Рентгенофазовый анализ обнаруживает, что в случае использования хвостов обогащения интенсивность полиморфного превращения кварца в кристобалит гораздо выше, чем в иных шихтах. Это явление несомненно положительно воздействует на растворение SdO B расплаве, что ранее было установлено А. Абу-Эль--Азмом (см. гл. 3.2.1.).
Следовательно, если рассматривать стекло как продукт переохлаждения расплава, где фиксируется структура последнего ввиду "замораживания", следует говорить о разном строении стекол, получаемых на основе качественно различных по составу шихт. Кварц, расплавляясь в стекломассе, повидимому, дает несколько иную ориентацию [$iuJ тетраэдров, чем кристобалит.
Промышленные испытания по окускованию стекольной шихты
Экспериментальные данные лабораторных исследований по окускованию стекольной шихты (гранулирование и брикетирование) были проверены и уточнены в промышленных условиях - на Зеста-фонском заводе ферросплавов - в цехе подготовки шихт к плавке /124, 125/. Упомянутый цех оснащен комплексом оборудования, необходимым для помола, смешивания и окускования различных порошкообразных масс (в цехе установлены стержневая мельница 01,5x3 м, смеситель периодического действия "Анод-4", гранулятор, брикетпресс, приемные и расходные бункера для сырьевых материалов и окускованных шихт).
Для проведения промышленных испытаний на завод были доставлены все необходимые сырьевые компоненты стекольной шихты: хвосты обогащения (из Маднеульского горнообогатительного комбината), сода, мраморная мука, нефелиновый концентрат, сульфат натрия и утоль (из Сурамского стекольного завода) общей массой до 25 тонн.
Стекольная шихта имела следующий состав (мае.%): Рис. 4.5 Заводской грануляторГранулятор Брянского завода "Строймашина" (рис. 4.5) имеет тарель диаметром 3,0 м с постоянной частотой вращения и регулируемым углом наклона (12 мин"1 и 40-70, ооответотвенно). Над гранулятором установлен расходный бункер, оборудованный скребковым питателем и механическим вариатором для регулирования количества подаваемой шихты от 4,0 до 6,0 т/час.
Шихту массой І т загружали в смеситель "Анод-4" и перемешивали до получения однородной смеси. Предварительно, экспериментальным путем были установлены оптимальные величины продолжительности перемешивания (15 мин), влажности шихты (12%) и угла наклона тарели (45).
Гомогенизированная шихта саморазгружающимся контейнером подавалась в расходный бункер гранулятора. После накопления на тарели около 200 кг шихты включался гранулятор. Одновременно через распылитель производилась подача воды на тарель (из расчета 12% то массы сухой шихты). Место подачи воды подбиралось таким образом, чтобы увлажнению подвергалось около 60% зародышей окатышей и до 40% неокатанной шихты. По мере наполнения тарели гранулятора, при непрерывной подаче шихты и воды, начиналась самопроизвольная выгрузка готовых окатышей с борта тарели. Таким образом была получена партия окатышей массой до 10 т. При этом производительность гранулятора составила около 5т/час.
На рис. 4.6 представлена гранулированная стекольная шихта, полученная на промышленной установке.Гранулированную шихту высушивали на воздухе внутри помещения (при средней температуре 20С). После суточного вылеживания влажность шихты не превышала 3%.
Ниже приведены показатели, характеризующие гранулированную шихту: Более высокие физико-механические показатели окатышей, полученных в промышленных условиях, по сравнению с окатышами, полученными на лабораторном грануляторе, можно объяснить большим диаметром тарели гранулятора. Указанное обусловливает увеличение силы ударов столкновений при гранулировании вследствие повышения высоты скатывания, в результате чего повышается плотность и, соответственно прочность окатышей.
Промышленные испытания по брикетированию изучаемой нами стекольной шихты производилось на брикетной установке, принципиальная схема которого представлена на рис. 4.7. получаемых брикетов "подушкообразная" с размерами 55x55x45 мм.
При подготовке шихты для брикетирования предварительно увлажнялись только хвосты (8$ воды от массы сухой шихты), к которым затем добавляли остальные компоненты. После 15 минутного перемешивания в смесителе "Анод-4" шихту выгружали в приемный бункер и тарельчатым питателем подавали в брикетпресс. Опрессованные брикеты вибрационным грохотом разгружались в приемный контейнер.
Всего через брикетпресс было пропущено 15 т стекольной шихты. Производительность брикетной установки составила в среднем 10 т/час.
Проведенные опыты показали, что стекольная шихта хорошо поддается брикетированию и полученные при этом брикеты имеют весьма высокую прочность. После суточной сушки на воздухе наблюдается 8-10-кратное увеличение последней.
