Способ получения вяжущих суспензий

Способ получения вяжущих суспензий

Реферат

 

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при получении вяжущих суспензий для изготовления огнеупорных керамобетонов, а также растворов, покрытий и обмазок. Целью изобретения является повышение производительности и снижение энергозатрат. Способ получения вяжущих суспензий включает циклическую загрузку кремнеземистого или алюмосиликатного огнеупорного сырья, мокрое измельчение в щелочной среде при 40 - 80°С, выгрузку после измельчения 20 - 40% суспензии и повторение цикла. Причем после каждого цикла производят догрузку исходного сырья и воды в количествах, соответствующих выводимым с суспензией, с последующей стабилизацией суспензии. Способ обеспечивает для кварцевого стекла, кварцевого песка или шамота соответственно: время помола 1,4 - 3,2, 1,3 - 3,5 или 1,3 - 3 ч, производительность 10 - 16, 9,4 - 14,1 или 10,7 - 14,1 т/ч, расход электроэнергии 0,13 - 0,28, 0,14 - 0,35 или 0,14 - 0,27 кВт ч/кг. 4 табл.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при получении вяжущих суспензий для изготовления огнеупорных керамобетонов, а также растворов, покрытий и обмазок. Целью изобретения является повышение производительности и снижение энергозатрат. Способ осуществляют следующим образом. Формирование вяжущих свойств у керамических суспензий на основе кремнеземистого и алюмосиликатного сырья происходит в результате проведения мокрого помола этих материалов в условиях высокой концентрации твердой фазы (влажность 12-16%), щелочной среды измельчения и температуры 40-80^оС. При этом, с одной стороны, имеет место "нарабатывание" коллоидного компонента фракции менее 0,5-0,2 мкм собственно вяжущей фазы системы, а с другой получение активированного микрозаполнителя фракции 0,1-100 мкм. Однако проведение помола с самого начала при требуемой концентрации твердой фазы практически трудно осуществимо. Поэтому на начальной стадии процесс ведут при повышенной влажности, а затем концентрируют суспензию догрузками сырья без добавки воды после помола предыдущей загрузки. Такая технология получения вяжущих суспензий сопряжена с большими затратами, обусловливающими низкую производительность процесса. Потребляемая мощность агрегата при работе в рассмотренном выше режиме на начальной стадии имеет максимальные значения, а затем снижается при выходе на рабочий режим с оптимальными параметрами. Наибольший расход электроэнергии приходится на так называемый "инкубационный период", совпадающий по времени с измельчением первой загрузки сырья и частично второй, когда измельчение идет очень медленно из-за высокой вязкости суспензии. "Инкубационный период" включает саморазогрев мельницы за счет мелющих тел и футеровки, поглощение дисперсионной среды зернами вводимого сырьевого материала и последующее ее выделение при размоле, смачивание образующихся новых повеpхностей твердой фазы, переход диспергируемых твердых частиц во взвешенное состояние и формирование суспензии, образование в объеме дисперсной системы коллоидного компонента. В этот период реологическое поведение суспензии и увеличение потребляемой мощности определяется неравновесным характером протекания указанных выше процессов. Выгрузка после окончания предыдущего помола готовой вяжущей суспензии в пределах 20-40% с последующей загрузкой в один прием такого же количества исходных сырьевых компонентов позволяет вести очередной цикл помола при оптимальных параметрах с практически полным исключением "инкубационного периода". Это имеет особое значение в условиях постоянно действующего производства керамического вяжущего. При этом уменьшение общей массы выхода готового продукта за один помол компенсируется сокращением затрат энергии и времени на получение единицы готового продукта для серии проведенных помолов. Выгрузка более 40% готовой вяжущей суспензии и загрузка эквивалентных количеств исходного сырья при последующих циклах мокрого измельчения приводит к созданию режима помола аналогичного таковому для известного способа. Последнее обстоятельство обусловливает увеличение времени и возрастание потребляемой мощности на получение вяжущей суспензии. При выгрузке менее 20% готового вяжущего и загрузке такого же количества сырья производительность уменьшается, а энергозатраты существенно увеличиваются вследствие очень низкого выхода готового продукта. В этом случае помольный агрегат большей частью работает "вхолостую". В качестве исходного сырья берут дробленое кварцевое стекло фракции 3-0 мм или алюмосиликатный шамот фракции 2,5-0 мм, или кварцевый песок природной зернистости. Помол производят в шаровой мельнице с рабочим объемом 200 л. Соотношение жидкое: твердое на начальной стадии помола равняется 1:5. Измельчение производят в щелочной среде (добавка жидкого натриевого стекла) при pH 8,0-9,5. Помол ведут до полного прохода твердой фазы через сито 0,063 мм. Для прототипа по окончании первой стадии помола с догрузкой в 50% делают догрузку еще 25 мас. материала и продолжают измельчение до остатка на сите 0,063 мм 7,0-7,5% Затем производят окончательную третью догрузку 25 мас. материала и проводят помол до остатка на сите 0,063 мм 10-12% Критерием готовности вяжущей суспензии служат водостойкость и величина предела прочности при изгибе отливок, отлитых из суспензии, равная 4-5 МПа. Эта прочность определяется требуемыми дисперсностью и плотностью вяжущей суспензии после измельчения третьей догрузки материала и при дальнейшем увеличении времени помола практически не изменяется. Полученную вяжущую суспензию подвергают стабилизации путем механического перемешивания в барабане мелющих тел в течение 12 ч. По описанному выше способу проводят пять помолов, после чего получение вяжущих суспензий производят по предлагаемому способу. Для этого по окончании предыдущего помола сливают часть готовой суспензии, загружают эквивалентные количества кварцевого стекла и воды и проводят следующий цикл помола до тех пор, пока суспензия не приобретает характеристики, соответствующие критерию ее готовности. При указанном количестве выгружаемых и загружаемых компонентов также проводят пять помолов. Средние значения показателей свойств вяжущих суспензий и характеристик мокрого измельчения каждой проведенной серии из пяти помолов по известному способу и предлагаемому приведены в табл.1-3. В табл.4 приведены контрольные примеры.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩИХ СУСПЕНЗИЙ, включающий циклическую загрузку кремнеземистого или алюмосиликатного огнеупорного сырья, мокрое измельчение в щелочной среде при 40 80^oС, перемешивание и выгрузку после измельчения части суспензии и повторение цикла, причем после каждого цикла производят догрузку исходного сухого сырья в количестве, соответствующем выгруженному, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергозатрат, после каждого цикла выгружают 20 40% суспензии, а при догрузке дополнительно вводят воду в количестве, соответствующем выведенному с суспензией.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5