Использование лигносульфонатов в производстве керамзита —
Сухой способ производства пористых заполнителей применяется при использовании слабоувлажненных камнеподобных глинистых пород типа глинистых сланцев, аргиллитов, сухарных лип, шунгита. Он имеет ряд преимуществ нести перед другими способами, так сак подготовка сырья к вспучиванию лишь две основные — дробление и сортировку. Однако около трети добываемых вспучивающихся пород не находят применения. Это объясняется тем, что при дроблении пород образуется мелкая фракция (менее 5 мм), которая не используется в технологии керамзита по сухому способу.
Применение мелких фракций глинистых сланцев и аргиллитов в технологии керамзита но мокрому способу с использованием пластического формования гранул полуфабриката экономически невыгодно, так как в сырьевую смесь необходимо добавлять высоко- пластичные глины, которых, как правило, недостаточно.
Первый способ заключается в смачивании кусков сланцевой породы раствором лигносульфоиатов и последующем обволакивании полуфабриката мелкодисперсным порошком карбидного ила — отхода производства ацетилена, состоящего на 98% из гашеной извести.
Дериваюграфнчсскис исследования кароидпого пла показали наличие двух эндотермических процессов при бОбС — дегидратации и перехода гидроксида кальция в оксид и при 860°С — удаления диоксида у глсрода из карбоната кальция. Последний процесс оказывает эффективное действие, создавая дополнительно восстановительную среду в период керамзитообразования.
При попадании обработанного сырья по вращающуюся печь происходит закрепление частичек тугоплавкого карбидного ила иа поверхности кусков сланцевой породы, за счет чего предотвращается слипание образующихся керамзитовых гранул. Присутствие лигносульфонатной пленки на поверхности керамзитовых гранул способствует ускоренному протеканию реакции восстановления пероксида до оксида железа и образованию тугоплавкой корочки, создавая благоприятные условия для формирования равномерной внутризериовой структуры керамзита.
В таблице приведены свойства керамзита, полученного из глинистых сланцев Замчаловского месторождения по разработанному способу.
Как видно из данных таблицы, керамзит. полученный из глинистых сланцев, карбидным илом и закрепленным на поверхности кусков с помощью лигносульфоиатов, характеризуется увеличением коэффициента вспучивания и снижением объемной плотности.
Наиболее существенный эффект создает использование лигносульфатов при получении керамзита из отходов нефракционированного сырья и мелкой просыпи.
Исследования пластичности глинистых сланцев Замчаловского месторождения показали, что число пластичности для них составляет 3,9; 4,2 и 4,7 для сырья крупностью менее (J.63 мм, менее 6,310 мм и менее и,Ю мм соответственно. Ни шо1 эЮУ—/о такие материалы классифицируются как малопластичные приготовить сырцовые гранулы методом пластического формования из мало- пластичного сырья весьма затруднительно, так как формовочная смесь обладает суглинков или глин не используется.
Получение сырцовых гранул полуфабриката из малопластичного сырья осуществляли, используя тарельчатый транслятор установлено, что с увеличеннем влажности гранулируемости материала с 10 до 2 выход фракции —20+10 мм увеличивается с 36 до 72%. Порошок влажностью более 20% не гранулируется, а слипается в крупные комья. Прн влажности менее 16% смесь также не гранулируется, оставаясь в виде порошка с включением уплотненных частиц размером от 2 до о мм. Полное время грануляции, необходимое для формирования гранулы и ее упрочнения, составляет 5—б мин.
Изменяя влажность порошка в указанном диапазоне, представляется возможным регулировать гранулометрический состав сырцов сырцовых гранул в Желаемом направлении. Прн грануляции смеси на нижнем пределе влажности получают гранулы размером от 3 до 10 мм, которые после обжига обеспечивают получение керамзита фракций от 5 до 10, 16 мм.
Прочность гранул полуфабриката, полученных с использованием лигносульфонатов и термообработанных прн 200— 250”С, в 3—о раз выше по сравнению с гранулами, полученными с использованием в качестве связующего суглинка. Термообработка при указанных температурах придает гранулам, содержащим лигиосульфонат, водостойкость, онн не размокают в течение 1 сут в воде, тогда как гранулы с суглинком размокают в течение 10—15 мин.
Высокая прочность сырцовых гранул, полученных с лигносульфонатами, предотвращает их разрушение и истирание во вращающейся печи, а водостойкость способствует сохранению гранул при случайном увлажнении во время их хранения или транспортирования.
Керамзит, полученный из сырцовых гранул, сформованных на тарельчатом грануляторе и подвергнутых тепловой обработке при 200—250°С, соответствует по всем показателям ГОСТу 9759—76.