содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Обогащение глинистых материалов в производстве керамических изделий - часть 1

 Каолины и светложгущиеся глины, введенные в тонкокерамические массы, улучшают их формовочные и литьевые свойства, повышают механическую прочность изделий в воздушносухом состоянии, прочность, термическую и химическую стойкость и белизну после обжига. Эти свойства глинистых материалов наиболее проявляются при высокой однородности химического, минералогического и гранулометрического составов, что достигается их обогащением.

Обычно первичные каолины используют в производстве только после обогащения (исключая каолин Дубровского месторождения, который используется в производстве фарфоровых изделий в сыром виде). Это объясняется тем, что в первичных необогащенных каолинах каолинита не более 45%, а глинозема в массах для тонкокерамических изделий должно быть не менее 35% при минимальном содержании красящих веществ Fe2О3+TiО2 до 2,5%. В обогащенном каолине в основном преобладает каолинит, примеси песка колеблются в пределах 0,3— 1,3% остатка на сите № 0056 (10085 отв/см2), а содержание красящих веществ снижается более чем в два раза.

Обогащение глинистого сырья также способствует стабилизации состава и технологических свойств масс, повышает качество изделий и производительность оборудования, снижает транспортные расходы, улучшает технико-экономические показатели производства.

Способы обогащения основаны на различии физических и химических свойств компонентов минерального сырья — плотности, твердости, растворимости, электропроводности и магнитной восприимчивости, смачиваемости отдельными жидкостями и т. д. Выбор способа обогащения определяется химико-минералогическими свойствами сырья, условиями добычи, объемом производства, требованиями к обогащенному сырью и другими условиями.


Механические способы — рассеивание на ситах и воздушная сепарация широко используются непосредственно на производстве, являясь составной частью технологического процесса. Рассеивание позволяет не только отделить примеси от полезного компонента, но и разделить последний на фракции (зерна) определенного размера. Воздушная сепарация основана на различной скорости падения частиц в воздушном потоке в зависимости от их плотности. Осуществляется она в воздушных классификаторах, сепараторах, циклонах и фильтрах.


Электрические способы обогащения основаны на электрической и магнитной восприимчивости компонентов сырья. Наиболее распространены электромагнитные способы, используемые для разделения магнитно-восприимчивых минералов и отделения железистых включений. В соответствии с поведением в магнитном поле минералы разделяются на ферромагнитные (сильномагнитные), пармагнитные и диамагнитные.

Отделение ферромагнитных материалов возможно в слабомагнитном поле напряженностью до 80 кА/м, парамагнитных — с напряженностью поля до 1,85 мА/м. Основные типы сепараторов с сильным магнитным полем — индукционные вальцевые, барабанные е крестовидным магнитом и дисковые. В производстве чисто используют вальцовые сепараторы. В этих сепараторах на минеральную смесь действуют силы магнитного притяжения, силы тяжести и центробежные силы (вальцовые сепараторы).


Гидравлические способы обогащения широко используются как на предприятиях тонкой керамики, так и на горно-обогатительных предприятиях, непосредственно добывающих минеральное сырье. Мокрогравитационное обогащение как один из способов основано на различной скорости падения частиц в потоке жидкости (воды). Есть много способов мокрогравитационного обогащения от отмучивания до обогащения в гидроциклонах и центрифугах. В их основе лежит классификация частиц по плотности и крупности, а также различной смачиваемости зерен отдельных минералов водой (флотация). Скорость флотации регулируют вводом в водную суспензию флотационных реагентов (сосновое масло, древесный деготь и др.). Пену с частицами полезного минерала удаляют на сгущение (разрушение пены), фильтрование и сушку осадка. Полученный концентрат поступает потребителю. Осевшие частицы удаляются как отходы. Расход флотационных реагентов 100 г/т породы. Кроме этого, существуют способы ультразвукового и химического, а также комбинированные способы обогащения глинистого сырья.

Каолин обогащают мокрогравитационным (электролитным) и воздушно-гравитационным (сухим) способами с целью удаления не только красящих веществ, но и кварца, слюды и других минеральных примесей. Мокрогравитационный способ применяют на Просяновском, Глуховецком и Кыштымском каолиновых комбинатах. Последовательность основных процессов обогащения каолина приведена на рис. 4. Расход жидкого стекла 15— 20 кг/т обогащенного каолина.

Добавление электролита интенсифицирует процесс обогащения, способствует повышению плотности каолиновой суспензии до (1,15—1,25) • 1000 кг/м3 при одновре-

менном снижении расхода воды в 4—5 раз, улучшает условия отделения частиц от примесей. 'Содержание каолина в промывном песке (отходах) не должно превышать 2%.

Обезвоживание суспензии производится в камерных фильтр-прессах при давлении 1 МПа и времени фильтрации 50 мин. Сушка фильтр-прессных коржей, предварительно измельченных, осуществляется в сушильных барабанах. Температура теплоносителя на входе 800— 900° С, на выходе 100—150° С. Далее каолин тарируется в мешки и поступает на склад готовой продукции.

Основной недостаток этого способа при использовании в качестве коагулянта известкового молока — трудность получения каолина со стабильными свойствами, из-за чего может произойти ухудшение литейных свойств шликера и формовочных свойств масс. Выдерживание каолина на складе в течение 2—3 мес способствует переходу гидрата оксида кальция Са(ОН)2 в карбонат СаСО3,

что положительно влияет на свойства каолина.

Рис. 4. Электролитное обогащение каолина

При использовании в качестве коагулянтов 10%-ного раствора уксусной кислоты, 0,05%-ного раствора полиакриламида, калиево-алюминиевых квасцов, соляной кислоты этот недостаток в значительной мере устраняется, хотя эти добавки за исключением полиакриламида по эффективности слабее известкового молока. При безэлектролитном обогащении каолинов, особенно содержащих в значительных количествах песок фракции <5 мкм, наиболее целесообразно использование аппаратов, работа которых основана на центробежной силе: гидроциклонов и центрифуг. Обезвоживают каолиновую суспензию на фильтр-прессах или в распылительных сушилках при централизованном приготовлении массы. Преимущества гидроциклонов перед центрифугами в том, что они не имеют вращающихся частей, просты по устройству и высокопроизводительны.

Суспензия каолииа после предварительной очистки от крупнозернистого песка поступает в гидроциклон (рис. 5) тангенциально через подводящий патрубок под давлением 0,2—0,4 МПа, отчего она приобретает вращательное движение. Содержащиеся в суспензии тяжелые частицы песка, прижимаясь к внутренней стенке цилиндрической части (диаметр гидроциклона 50—350 мм), опускаются и удаляются через выводное отверстие конуса. Тонкие частицы каолинита остаются во взвешенном состоянии и выносятся со сливом через верхнюю (торцовую) стенку гидроциклона. Потери каолина с песком не, превышают 5—10%. Влажность осветленной суспензии после выхода из гидроциклона 70—75%. Производительность гидроциклона до 900 кг/ч. Гидроциклоны, изготовленные из чугуна или стали, должны футероваться внутри твердой резиной. В промышленных установках предусматривается каскадная, ступенчатая установка гидроциклонов для многократного пропуска суспензии.

При установке гидроциклонов на фарфоровых заводах обогащенная глинистая или бентонитовая суспензия заливается в шаровые мельницы или мешалки, что учитывается при расчете количества воды для роспуска каолина.

На каолиновых комбинатах после очистки каолиновый концентрат перемешивают в чанах с флокулянтом (коагулянтом) —полиакриламидом (25 г/м3 суспензии) и обезвоживают на фильтр-прессах с последующей сушкой в сушильных барабанах или ленточных сушилках. Возможно обезвоживание суспензии в распылительных сушилках. Гидродиклоны позволяют получать каолин с остатком на сите № 0056 в пределах 0,03—0,15%, что невозможно достигнуть другими методами обогащения. Недостатком гидроциклонного обогащения является то,

что сильно разбавленная каолиновая суспензия требует значительных затрат на ее обезвоживание.

Рис. 5. Общий вид гидроциклона диаметром 150 мм
1 — вкладыш подводящего патрубка;
2 — отверстие подводящего патрубка; 3 — песковая насадка; 4 — коническая часть; 6 — сливной патрубок
 

Рис. 6. Сухое обогащение каолина

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..