close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Просмотреть страницу

код для вставкиСкачать
А.С. Макбузов
ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОБОЖЖЕННОЙ ВЕРМИКУЛИТОВОЙ
ПОРОДЫ КАРАТАС – АЛТЫНТАССКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(АКТЮБИНСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Крупным и перспективным месторождением в странах СНГ является Каратас –
Алтынтасское, вермикулит которого был объектом исследований. Месторождение состоит из двух
участков – Каратас и Алтынтас, и расположено в Мугоджарском районе Актюбинской области.
Каратасский вермикулит относится к смешаннослойному типу – высокогидративной слюде. Его
образование связано с корой выветривания на площадях развития щелочно-ультраосновных и
щелочно-габброидных пород. Минеральный состав пород Каратасского массива: вермикулит,
флогопит, биотит, второстепенные – шпинель, пироксен, амфибол, роговая обманка.
По гранулометрическому составу это – среднезернистая порода, относится к классу – 3мм.
Естественная влажность – 5,5-20,74%. Запасы вермикулита при среднем содержании сырца 20,9%
составляют по категориям С1 + С2 – 799 тыс.т., прогнозные запасы – 1500 тыс.т. Порода
Алтынтасского массива – мелкозернистая, выветренная, естественная влажность – 3-6%;
гранулометрия породы: фракция менее 0,6мм – 48-80%, фракция 0,6-5мм – 20-42%. Минеральный
состав породы, %: вермикулит – 10,5; кварц – 2; плагиоклаз – 41; роговая обманка – 33; пироксен –
1; биотит – 1; апатит – 0,5; рутал – 0,2; хлорит – 0,1; сульфид – 0,2; глинистые минералы – 10.
Анализ литературных данных, ознакомление с заводской технологией вспученного
вермикулита на существующих производствах показали, что экономически целесообразно
использовать «сухую» схему с комплексной системой обогащение вермикулита, включая
отделение значимой части пустой породы магнитной сепарацией и в процессе обжига.
При освоении Каратас-Алтынтасского месторождения была поставлена задача получения
вспученного вермикулита с насыпной плотностью ρн = 100 - 200 кг/м3, обожженной
вермикулитовой породы с насыпной плотностью ρ н= 300–600 кг/м3 с последующим применением
ее в качестве пористого заполнителя в аэрированных легких бетонах.
Первоначально Каратасская порода фракции 5 мм обжигалась в комбайне
УралНИИстромпроект – ВНПИИ Теплопроект (г.Колпино), оборудованном воздушным
сепаратором. Обожженный продукт имел насыпную плотность 350-430 кг/м3 при содержании
вермикулита 35-41%. В дальнейшем порода перед обжигом была разделена на две фракции –
более 0,6 мм и менее 0,6 мм. Крупная фракция подвергалась обжигу и воздушной сепарации.
Воздушный сепаратор был настроен на скорость движения воздуха 30 м/сек. В результате получен
обожженный продукт с насыпной плотностью 120-180 кг/м3, отвечающий требованиям ГОСТ
12865 «Вермикулит вспученный». Опыты проводились на малых пробах, богатых вермикулитом,
и не являлись представительными.
На экспериментальной базе объединения «Актюбнефтегазстрой» для вспучивания
необогащенных вермикулитовых пород с большим содержанием пустой породы (до 50-60%) была
разработана и изготовлена модернизированная установка с наклонной печью, позволяющая
получать обожженную вермикулитовую породу. [1,2]
В установке предусмотрено обогащение вспучивания вермикулита при обжиге.
Отличительной особенностью ее работы является наклонное расположение канала печи,
обеспечивающее свободное выпадение пустой породы прямотоком из потока вспученного
вермикулита рис.1
Рис.1. Принципиальная схема вспучивания вермикулита и получения
обожженной вермикулитовой породы
Вермикулитовое сырье из бункера 1 с решеткой по ленточному транспортеру 2, подается в
приемный бункер 3. Вермикулитовая порода вентилятором 4 поступает снова на скребковый
транспортер 5, затем в канал печи 6. Снизу, в канал печи, подается сжатый воздух 7 и факел
горения 8, где происходит вспучивание вермикулита и обжиг вермикулитовой породы. При этом
крупные частицы вермикулита в соответствии с их массой получают большую кинетическую
энергию, проходя с большой скоростью сквозь поток раскаленных газов, эффективно
вспучиваются и как вспученные мелкие частицы выносятся потоком газов в осадительную камеру
9. Обожженная вермикулитовая порода выпадает из потока вдоль всей длины канала печи и
скатывается в отдельный бункер 10. Тепло отходящих газов просушивает вермикулитовое сырье
на скребковом транспортере.
Установка рис.2 с сечением канала печи 300х300 мм и высотой его 2,5м, работающая на
дизельном топливе, производительностью 6 м3/ч вспученного вермикулита была принята
технической комиссией с хорошей оценкой.
Техническая характеристика установки представлена в табл. 1
На этой установке был получен вспученный вермикулит при различных режимах обжига.
Далее были исследованы его физико-механические свойства (табл. 2)
Рис. 2. Установка для вспучивания вермикулита и получения обожженной
вермикулитовой породы
Таблица 1. Техническая характеристика установки
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Характеристика
Производительность по вспученному вермикулиту в зависимости от влажности
и качества сырья
Допустимая влажность сырья
Фракционный состав сырья
Расход дизельного топлива
Давление топлива
Расход сжатого воздуха при 6 атм
Установленная мощность, включая привод топливного насоса, компрессора и
вытяжного вентилятора
Температура нагрева канала печи
Объем отходящих газов
Температура отходящих газов
Габариты
Вес установки
Параметры
4-6м3/ч
3-5%
0-10 мм
40 кг/ч
до 6 атм
3 м3/мин
35 кВт
до 10000С
1200 м3/ч
3000С
6,5х4,0х2,5м
4,2 тн
В таблице 2 показана качественная характеристика вспученного вермикулита, полученного
при разных способах обогащения.
Обжиг в муфельной печи вермикулитосодержащей породы дал продукт с насыпной
плотностью 430 кг/м3. Вследствие содержания значительного количества пустой породы такой
заполнитель
Таблица 2. Характеристика Алтынтасского вермикулита
№
1.
2.
3.
4.
Показатели
Средняя плотность вспученного
вермикулита, кг/м3
Содержание пустой породы с учетом уноса
при обжиге – 2%
Гранулометрический состав, %
0,63 – 5 мм
0,0 – 0,63 мм
в т.ч. 0 – 0,15 мм
Средняя плотность, кг/м3 по фракциям:
0,63 – 5,0 мм
0,0 – 0,63 мм
№ проб, схема обогащения
Мокрая схема (КфАН
Комбинированная
СССР)
схема
1 проба
2 проба
3п – 4п
200
225
190
17,3
17,9
19,9
18,7
81,3
11,7
12,2
87,8
18,0
20,7
79,3
5,2
130
200
7,5
1,0
3,0
0,5
Продолжение таблицы 2
1
5.
1.
2.
3.
4.
2
3
4
5
Деформативность, %
Е – полн.фракция 0,63 – 5,0 мм
6,5
7,5
3,0
Е – упруг.фракции 0,63 – 5,0 мм
1,0
1,0
0,5
Вспученный вермикулит, полученный после дообогащения в процессе обжига
Средняя плотность, кг/м3 (200)*
Гранулометрический состав по классам
ГОСТ 12865-67
0,63 – 5 мм
0,0 – 0,63 мм
Теплопроводность в Вт/(м.0К), при
температуре 25 ± 50С
Влажность в % по массе
160
184
160
18,7
81,3
12,2
87,8
20,7
75,3
0,06
3
0,06
3-5
0,06
3-7
может применяться без обогащения только для производства легких бетонов со средней
плотностью 1000 – 1500 кг/м3.
Для получения конструктивно-теплоизоляционных материалов из Каратасского вермикулита
необходимо проведение обогащения породы. Положительные результаты получены при использовании
так называемой «сухой» схемы обогащения, которая может быть применена при освоении Каратасского
месторождения. Она предусматривает обжиг частиц размером 5 – 1,25 мм в печи обжига, оборудованной
воздушным сепаратором пустой породы. Частицы 1,25 – 0,14 мм следует пропускать через магнитный
сепаратор типа 229-СЭ конструкции института «Механобр». До 50% вермикулитосодержащих участков
на месторождении содержат вмещающую породу, состоящую в основном из полевых шпатовплагиоклазов, которые полностью отделяются от вермикулита в процессе магнитной сепарации.
На рис.3 представлена технологическая схема обогащения и обжига вермикулитовой
породы Каратас – Алтынтасского месторождения. [2]
Рис.3. Технологическая схема обогащения и обжига
вермикулитовой породы Каратас – Алтынтасского
месторождения
В результате электромагнитной сепарации достигнуто высокое извлечение вермикулита –
сырца для фракции 0,6 – 0,16 мм. Для мелких фракций получен отрицательный результат, они
должны идти в отвал.
Производственные испытания показали (табл.3, рис.4), что в процессе обжига часть пустой
породы (в основном фракции 0 – 0,6 мм) остается в обожженном продукте. Если содержание в нем
вспученного вермикулита превышает 30%, насыпная плотность обожженной вермикулитовой
породы ρн = 300 - 600 кг/м3, что дает легкий заполнитель для производства аэрированного легкого
бетона (АЛБ).
Таблица 3. Насыпная плотность и содержание вермикулита в различный фракциях
обожженный породы (Каратасский массив)
Номера
проб
1.
2.
3.
4.
Насыпная плотность обожженной
породы, кг/м3
Содержание вермикулита, %
Насыпная плотность обожженной
породы, кг/м3
Содержание вермикулита, %
Насыпная плотность обожженной
породы, кг/м3
Содержание вермикулита, %
Насыпная плотность обожженной
породы, кг/м3
Содержание вермикулита, %
Размер зерен, мм
0,6-1,25
1,25-2,5
< 0,3
0,3-0,6
2,5-5
685
535
495
520
645
27,0
624
39,0
498
47
466
41,0
538
31
667
29,5
845
42,6
805
17,9
601
40,5
670
28,1
640
26,5
742
25,0
740
28,0
685
38,1
540
30,1
685
20,6
25,0
18,5
29,5
25,4
Рис. 4. Изменение коэффициента вспучивания Каратасской вермикулитовой породы
в зависимости от температуры и продолжительности обжига в муфельной печи.
Время обжига: 1-3 мин, 2-4 мин, 3-5 мин
Оптимальная температура обжига – 9000С. Обжиг вермикулитовой породы производился
при температурах 300 – 9000С. Продолжительность воздействия соответствующих температур 2, 4
и 6 мин. Начальная температура обжига (3000С) была выбрана потому, что, согласно
предварительным опытным данным, с этой температуры начинается визуально наблюдаемое
вспучивание минерала.
Данные по теплопроводности обожженной вермикулитовой породы с ρн = 450 кг/м3 (в
зависимости от размера зерен) приведены ниже:
Теплопроводность, Вт/(м.к.) – (200С)
0,0735
0,0665
0,0720
0,0823
0,0900
Размер зерен, мм
2,5 – 5,0
1,25 – 2,5
0,63 – 1,25
0,315 – 0,63
0,14 – 0,315
Высокая пористость обожженной вермикулитовой породы обуславливает достаточно
высокие теплофизические качества этого материала. Это относится и к продуктам с ρн < 300 кг/м3
и свидетельствуют о том, что и из некондиционного материала можно получать изделия с
хорошими теплоизоляционными качествами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макбузов А.С., Тихонов Ю.М., Коломиец И.В. Производство вермикулита Каратас – Алтынтасского
месторождения (Западный Казахстан) в легких бетонах / В сб.докл. 65-й науч.конф. – СПб.: СПбГАСУ,
2008. – с.136-140.
2.Тихонов Ю.М., Коломиец И.В., Макбузов А.С. Вермикулит Каратас – Алтынтасского месторождения
и технология получения обожженной породы на его основе.-М.: Строительные материалы, №10.2007.с.1012.
Резюме
Мақалада вермикулитқұрамды текті өндірістік күйдіру мен байыту қорытындылары: фракция
бойынша топтау, электромагнитті сепарация, сонымен қатар күйдірілген вермикулитті текті құрамның
зерттеулері көрсетілген. Осындай бос текті толықтырғышты байытылмаған күйінде тек қана 1000-1500
кг/м орташа қысымдылықтағы жеңіл бетондар шығаруда қоланылуға болады.
Summary
In this article ave given the results of enrichment and industrial Kilning of rock consisting vermiculite:
classification by Fractions, electromagnetic separation, and researching the properties of a burnt vermiculite rock.
In conseguence of containing great amount of empty rock such afiller can be used without enrichment only
for production of light concrete with average density 1000-1500 kg/m3.
Key words: inclined kiln, enrichment of vermiculite rock, kilning of vermiculite consisting rock,
electromagnetic separation, properties of burnt vermiculite rock, light aerating concrete.
Документ
Категория
Техническая литература
Просмотров
51
Размер файла
256 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа