Исследование вяжущих свойств отходов, полученных при обжиге магнезита




При производстве магнезитового огнеупорного порошка, так называемого «намертво» обожженного магнезита, применяемого в металлургической промышленности, образуется большое количество отходов в виде пыли, которая уносится из печей и осаждается в пыльных камерах на мультициклонах.

С целью изучения возможности не пользования магнезитовой пыли в качестве вяжущего материала нами исследовались отходы Саткинского завода «Магнезит». По внешнему виду и дисперсности выявлены три вила пылевидных отходов, характеристика которых приведена в табл I

В процессе исследований выявлено, что отходы второй разновидности (химический состав в %: нерастворимый остаток — 2,74 MgO — 83,55, СаО — 2,20, R203—3,20; С02 -1,7 п.пп —1,1) по удельному весу, срокам схватывания равномерности изменения объема и прочности при сжатии соответствуют требованиям ГОСТа 1216-41 на каустический магнезит. Не отвечает этот материал только установленным требованиям по крупности помола. ПОЭТОМУ для использования в качестве вяжущего он должен быть подвергнут дополнительному помолу.

Пыль красно желтого цвета как видно из таблицы, вяжущими свойствами не обладает, поэтому дальнейшие исследования по этой разновидности отходов не производились.

Опытные образцы (7.07X7,07X7,07 си) были изготовлены из смеси отходов с песком (в соотношении 1 :3 по весу), затворенной раствором, предварительно очищенным от примесей путем перекристаллизации из концентрированного раствора 28—30, а также чистой водой В этих случаях количество затворителя составляло 5% от веса вяжущего.

Все образцы после 28-суточного твердения выдержали 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. При этом прочность образцов солевого затворения снизилась на 30—40%, а водного затворения — на 10% Гигроскопичность первых колеблется в пределах 0,7— 1.5%; у вторых явления гигроскопичности не наблюдалось.

Необходимо отметить значительный объемный вес образцов па песчаном заполнителе. достигающий при ручном перемешивании 1 800 кг/и3, а зли обработке на бегунах — 2 000—2 100 кг/м3.

В качестве заполнителя использовались также древесные опилки при соотношении вяжущего и опилок 1 : 2. Последние предварительно просеивались через сито с отверстиями 10 мм.

Затворенне массы производилось растворами карналлита и хлористого магния уд веса 1,18, а также чистой водой. Количество затворителя воды во всех случаях составляло 1,25 к весу вяжущего. Результаты испытаний образцов, изготовленных с использованием древесных опилок (табл 4), показывают. то высаливание на поверхности по изделиям.



Прочность изделии, полученных при затворении хлористым магнием, в 1,5 ра за выше, чем карналлитом Образцы вод ного затворення при ручном перечешивании массы не прочны к шести месяцам прочность их достигает лишь 6 кг/см2 Карбонизированные образцы при ручном перемешивании массы облазали через 28 суток прочностью до 21 кг/см. Обработка массы водного за- творения на бегунах способствовала дальнейшему повышению прочности причем для изделий воздушного вызревания она составила 45 кг/см2, а карбовизированных — 76 кг/см2. Все образцы из масс солевого затворення выдержали испытания на морозостойкость и водостойкость.

Данные химического анализа и тонко сти помола исходных проб отходов магнезита показывают, что они имеют по вышенные потери при прокаливании (до 10—11%) и являются более грубыми по дисперсности продуктами в сравнении с каустическим магнезитом (по ГОСТу 1216 41) Содержащиеся в материале углекислый магний и гидрат окиси магния образуют как-бы пленку на поверхности частиц окиси магния и препятствуют взаимодействию ее с солевыми раствора ми и водой при приготовлении растворов. Удаление этих пленок при обработке массы на бегунах, как показали исследования, повышает вяжущие свойств отходов

В этой связи было исследовано влияние дополнительного помола а также обжига отходов при температуре 450— 500° с целью удаления гидратиой воды. Сравнительные показатели физико-механическнх свойств образцов на исходных, домолотых и обожженных отходах при ведены в табл. 5.

Оказалось, что дополнительный помол обжиг оказывают благоприятное влияние на вяжущие свойства магнезитовых отходов Прочность образцов из домолотых отходов через 28 суток увеличивается с 70 до 141 кг/см2, а из обожженных и домолотых — до 215 кгсм2, т. е. в 3 раза против прочности образцов на исходном материале.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы. Порошкообразные отходы вращающихся печей при получении «намертво» обожженного магнезита светло-желтой окраски могут быть использованы в качестве вяжущего, затворенного на карналлите для приготовления растворов (с песчаным и древесно-опилочным заполнителем) прочностью 70—100 кг/с»2 после 28 суточного твердения

При применении растворов хлористого магния прочность увеличивается в 1.5 раза в сравнении с изделиями. затворенной на растворе карналлита.

Растворы из тех же масс, затворенных на воде, обладают при обычных условиях переработки и твердения незначительной прочностью и не могут быть рекомендованы для применения. Обработка массы на бегунах в течение 15 мин., а также карбонизация изделий значительно повышают их прочность и позволяют применять водное затвореиие массы.

Домол отходов до остатка в 20% на сите 4 900см2 позволяет повысить прочность изделий в 2 раза, а обжиг домолотых отходов при температуре 400—500° — в 3 раза в сравнении с прочностью изделий на исходном.