О формировании поровых суспензий в сырых железорудных гранулах Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ.С.М.КИРОВА

~ Том 257 ' ' 1973

О ФОРМИРОВАНИИ ПОРОВЫХ СУСПЕНЗИЙ В СЫРЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ГРАНУЛАХ В.М.Витюгин, Э.Н.Чулкова, Н.И.Бирюкова

(Представлена научным семинаром кафедры общей химической:технологии)

Сырые железорудные гранулы представляют собой типичные капиллярно-пористые тела с небольшой степенью коллоидизации. Каркас этих гранул сложен из сравнительно грубодисперсных частиц, а в поровом пространстве концентрируется суспензия, включающая твердые частицы полуколлоидных размеров. В производственных условиях окомкование железорудных концентратов проводят с небольшими добавками бентонита (0,5 - 2%). Бентонит практически полностью переходит в поровую суспензию, способствуя образованию в ней коа-гуляционной структуры [ 1-б] . В эту структуру вовлекается иловая фракция концентрата. Количество этой фракции и ее влияние на свойства поровой суспензии имеют большое значение как в теоретическом, так и в практическом отношении.

Для исследования использовали розовый бентонит Таганского месторождения и иловую фракцию магнетитового концентрата ССГОКа. Характеристика этих материалов приведена в табл. 1,2,3.

Т а б л и ц а I

Дисперсный состав иловой фракции магнетитового концентрата

Содержание фракций в %, щ

+30 30-25 25-20 20-15 15-10 10-5 5-1 1-0,5 0,5-0

3,70 3,10 5,10 4,60 10,10 18,70 28,90 5,80 20,00

Таблица 2 Гранулометрический состав розового бентонита

Содержание фракций в %9 мм

0,5 1,0-0,25 0,25-0,10 0,10-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 0,001

- 0,1 од 0,2 М- 0,9 8,5 88,9

Таблица 3 Химический состав розового бентонита

Содержание на абсолютно сухое вещество в %

ьо2 Шз я а &0 МпО СаО Щд КгО 50> пял

58,75 25,03 001 0,00 0,04 0,91 3,58 0,00 1,78 1,78 Ц6 8,41

Определение долевого участия иловой фракции в поровой суспензии проводилось по следующей методике. Предварительно готовили суспензии бентонита, концентрация которых близка к концентрациям бентонита в поровых суспензиях в условиях окомкования. Суспензию выдерживали 30 минут и затем отделяли от осевших частиц заструкту-рировавшуюся массу. В последнюю добавляли илы и после тщательного перемешивания также выдерживали полчаса. По разнице в концентрации суспензии до и после 30-минутного отстаивания определяли содержание иловых частиц, участвующих в создании структурированной поровой суспензии.

Результаты исследования приведены в табл. 4.

Таблица 4

Изменение концентраций суспензий бентонита и суспензий бентонита с. илом после выдержки

Концентрация бентонита, исходная С^ Концентрация бентонита после выдержки с" > 1 Концентрация бентонита + ил, средняя С' % % Концентрация бентонита ; ил после и выдержки С % % аС* С'.,

4 2,45 9,90 9,53 3,74 *

8 7,52 20,50 19,90 2,85

12 11,32 29,90 29,40 1,67

16 15,44 37,60 37,20 1,06

20 20,00 47,20 47,20 0,00

Как видно из данных табл. 4, в суспензиях бентонита при концентрациях 4-16$ в течение получаса происходит осаждение незначительной части бентонита, 2С$-ная суспензия образует устойчивую однородную коагуляционную структуру. Таким образом, чем меньше количество бентонита, тем труднее достичь однородности, а, следовательно, и повышенной пластичности комкуемой массы. Бентонитовые суспензии при концентрациях более 20% удерживают иловую фракцию. По результатам исследований получена зависимость содержания илов в поровой суспензии от концентрации бентонита, выражаемая уравнением

95,25 + 0,25 х.

Первый коэффициент в уравнении прямой равен 95,25, т.е. концентрациях бентонита более в поровой суспензии структурируется не менее 95% илов.

В ы во д ы

1. При формировании гранул из железорудных концентратов иловая фракция последних (0- 20 мк) практически полностью переходит в поровую суспензию и участвует в создании коагуляционной структуры.

2. Получено уравнение, позволяющее в первом приближении рассчитать содержание иловой фракции в поровой суспензии при различном количестве бентонита в комкуемой шихте.

Литература

1. П.А.Ребиндер. Сборник, посвященный памяти П.П.Лазарева. Изд. АН СССР, стр. II3-I3I, 1959.

2. А.М.Васильев. Основы современной методики и техники лабораторных определений физических свойств грунтов. M., 1953.

3. А.Ф.Лебедев. Почвенные и грунтовые воды. Изд.АН СССР, 1936. 4ж H.J.Iiiig. Probleme der Herstellung, Trocknung und Schmelze

von Glasgemengegranulaten. "Silikattechnik", 1971,22,N7,7-12.

5e 3»Kirchhof. Granulieren des Glasgemenges. "Silikattechnik",N9» *

1962, 325-329.

6. В.М.Витюгин, И.Н.Ланцман, С.И.Белгородская. Исследование реологических свойств бентонитов Таганского месторождения.Материалы Ш обл.конференции общества "Знание" им. Д.И.Менделеева.посвященной 75-летию химико-технологического факультета ТЛИ, изд. Т1У, 1971.