ОБОГАЩЕНИЕ ИЗВЕСТНЯКОВОГО ЩЕБНЯ В АЭРОСУСПЕНЗНЯХ —
Исследования по образованию аэросуспензии — «псевдожидкости» для обогащения легких заполнителей, а также методика их проведения были освещены в нашем журнале (.№ 4 1961 г. и в 1962 г.) канд. техн. наук В. Пржецлавским. ВНИИСТРОМом разработана инструкция, где описаны методика подбора утяжелителя для образования аэросуспензии разною удельною веса и способ обработки результатов испытаний. Головной образец сепаратора СКС-20 для обогащения строительных материалов в аэросуспензии (проект Киевгипросгропиндустрии) уже прошел промышленные испытания. Безусловно, обогащение заполнителей с использованием аэросуспензий найдет широкое применение в промышленности строительных материалов.
Ниже мы публикуем статью инж. С. Савкина о лабораторных исследованиях по обогащению известнякового щебня в аэросуспензии.
На приборе возможно проведение испытаний образцов с любой поверхностью. В табл 2 приведены результаты испытаний некоторых образцов
Опыты с каждым образцом проводились десятикратно и дали высокую повторяемость результатов. Точность измерений объясняется в основном тем, что на ее величину не влияет толщина образца.
Все описанные приборы предназначены для оснащения заводских лабораторий.
В отличие от гидросуспензий, аэросуспензии являются псевдожидкостями, получаемыми в специальных аппаратах (рис. 1). В наших опытах это была ванна, горизонтально разделенная в нижней части перфорированной перегородкой из керамики или технического войлока. Нижняя часть, представляющая собой ресивер -ванны, имеет патрубок для подсоединения к воздуходувке с расходомером.
Давление, возникающее в ресивере, замеряется U-образным манометром, а дтя измерений плотности аэросуспензии опускается датчик, подсоединенный к манометру пьезометрического типа На пористую перегородку ванны насыпают порошок утяжелителя, например, магнетитовой руды крупностью 100—30 мк. высотой 100- -200 мм. Затем включают воздуходувку и направляют воздушный поток с плавно нарастающей скоростью в ресивер аппарата.
Когда скорость воздушного потока достигает критического значения, настает процесс псевдосжижения. Система из неподвижного состояния превращает я во взвешенное, подвижное, «кипящее с той или иной степенью и величины воздушных пузырей, в общем случае зависящем воздушного потока, гранулометрического состава утяжечителя. высоты его слоя, качества пористой перегородки.
Дисперсные среды для аэросуспензий с плотностью 1.6—2,1 г/см могут быть приготовлены из тонкомолотых порошков магнетитовой или гематитовой руды удельного веса 4.2—5.0 г/см3, крупностью I00-300 мк Дня более тяжелых аэросуспеизий (2,3—2,4 и 2,5—2,6 г/см3) к порошку магнетита или гематита прибавляют компонент более высокого- удельного веса, например порошок ферросилиция.
Для приготовления однородной суспензии плотностью 2,32 г/см3, смешивается порошок гематита указанной крупности с порошком ферросилиция крупностью 50—200 мк в соотношении 1:2. а для аэросуспензии плотностью 2,53 г,см3 соответственно 1:9. Такие тяжелые аэросуспензии на основе двух компонентой получены и исследованы нами во ВНИИ- Железобегоне в 1957—1958 гг и установлены основные физико-механические параметры этих сред.
Также могут быть приготовленны дисперсные среды для образования легких аэросуспензионных сред с плотностями 0,4—1,3 г/см3 на основе тонкомолотых порошков керамзита и шлака для разделения легких заполнителей.
На 2 приведены типичные гранулометрические составы дисперсных сред для образования различных по плотности аэросуспензий.
При процессе разделения в псевдожидкостях известнякового щебня поры легкого щебня не заполняются водой и осадок не будет загрязняться слабыми разностями. Разделение материала по объемному весу в аэросуспензиях при оптимальной дисперсной среде и правильной организации процесса псевдосжижения будет происходить с большей точностью, чем в гидросуспензиях.
Частицы каменного материала, погруженные в аэросуспензию, испытывают действие различных сил: тяжести, выталкивающей, аэродинамической и сопротивления движению частицам, обусловленного вязкостью суспензии.
Кроме того в аэросуспензии возможно выпадение небольшого количества утяжелителя на поверхность частиц разделяемого материалао.
Настоящие исследования ставили своей задачей изучить процесс раздедения щебня из известняка как наиболее распространенные породы. Для определения качества аэросуспензии и установления эффективности разделительного процесса были приготовлены десятикилограммовые смеси известнякового щебня с определимыми объемными 3 сами. Для фракции 20—40 мм смеси мз щебня с объемными весами 2,55 и 1.76, 2.37 и 1.76: 2.37 и 2.03; 2.55 и 2.37; 1я фракции 10—20 л.и — соответственно. 2.53 и 1.84; 2,36 и 1,84.
Содержание более слабого компонента з опытах составляло от 10 до 50%. Учитывая, что даже у щебня из однородной породы полученные значения средних объемных весов не всегда раскрывают их истинные гравитационные составы, средние навески известнякового щебня с различными объемными весами для сопоставления были испытаны в жидкости Туле (раствор йодистого калия с двуводистой ртутью). На основе данных испытаний и расчета были построены кривые, которые дали возможность заранее определить характер обогатимости исследуемых смесей по данной границе разделения, а полученные теоретические выходы при гравитационном разделении в аэросуспензиях проверить практически. Гравитационное разделение производилось на лабораторной установке (рис. 3) по обычной схеме исследования обогащения в аппаратах периодического действия с разборкой продуктов разделения и контролем в жидкости Туле. Точность разделения рассчитывалась по формуле Землянского. Результаты опытов по разделению смесей из щебня с разными объемными весами (в случае трудной обогатимости, характеризующейся степенью однородности материала по объемному весу, по отношению границы его раздедения в аэросуспензии с т0 = 2,33 г/см2 представлены в табл. 1.