Экспресс-метод определения оптимальной влажности тонкозернистых материалов перед окомкованием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ИЗВЕСТИЯ

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

Том 215 1974

ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕД ОКОМКОВАНИЕМ

В. М. ВИТЮГИН, В. А. ТРОФИМОВ (Представлена научным семинаром кафедры ОХТ)

В практике окомкования дисперсных материалов большой интерес представляет определение оптимальной (рабочей) влажности. В настоящее время для широкого круга материалов, подвергаемых оком-кованию (железорудные концентраты, стекольные шихты, цементные сырьевые смеси и др.)» эту влажность устанавливают длительным и трудоемким экспериментальным путем при окомковании материалов в лабораторных условиях с соответствующими поправками в процессе производства. В данной работе предлагается методика определения оптимальной влажности тонкозернистых материалов, отличающаяся моделированием процесса окомкования. Из опыта применения вибрационных воздействий в строительстве, формировании порошков, уплотнения грунтов известно [1, 2], что при этом достигается наиболее плотная упаковка частиц, приближающаяся к теоретически возможной. Предварительными исследованиями установлено, что пористость брикетов, сформированных виброуплотнением влажных дисперсных материалов, идентична или несколько ниже пористости окатышей. Данные таблицы подтверждают возможность моделирования процесса окомкования методом вибрационного уплотнения влажных дисперсных материалов. Из практики окомкования тонкозернистых материалов известно [3], что максимальная прочность окатыша достигается при полном заполнении пор водой, т. е. когда коэффициент заполнения пор (Ксо) по формуле, известной из грунтоведения [4], равен 1.

К (1)

s • fD

где К^ — относительное содержание воды в объеме пор, дол. ед., W —весовая влажность материала, дол. ед.,

Y — удельный вес материала, г/сж3, ^ .

yb —удельный вес воды, г/ш3, е —приведенная пористость материала, дол. ед. ¡B качестве объектов исследования были выбраны пробы различных по своим физико-химическим свойствам материалов: железорудный концентрат Сокол овско-Сарбайского горнообогатительного комбината, естественный пылевидный кварц (маршалит) Балашовского месторождения, измельченный известняк Соколовско-Сарбайского комбината, ташлинский кварцевый песок, ильменитовый концентрат одного из месторождений.

Исследования проводились пи электромагнитном вибраторе реак-

тинного типа мощностью 100 вт на частоте 100 гц .п<р;и амплитуде 0,6 мм, в специальном цилиндрическом стакане из органического стекла с вертикальной (градуировкой высоты. Навеска сухого материала увлажнялась до ка'пиллярного состояния и .помещалась в стакан вибратора слоем около )30 мм. Перед загрузкой пробы па дно стакана помещали 30 листов фильтровальной бумаги. На верх слоя пробы накладывали еще 30 листов бумаги. Сверху в стакан вставляли легкий плавающий поршень (л р игр уз) для лучшего контакта бумаги с материалом. Производили ©иброуплотнеиие в течение 2 минут. После уплотнения определяли 'приведенную пористость (е) и влажность из середины слоя материала (\^сл). Определенную та'кпм образом влажность образцов сравнивали с фактической влажностью акомкавамия, полученную в лабораторных и производственных условиях. Результаты определений представлены в таблице.

Таблица 1

Сравнительные данные по влажности виброуплотненного слоя материалов и окатышей, приведенная пористость виброуплотненных образцов и коэффициент заполнения

Материалы

Средняя Средняя К'сл,

ъ пористость пористость г VV OK,

г \c.\fi виброуплот. окатышем, -, п„ О' /0 %

образцов, %

К is)i дол. ед.

1 Железорудный к-т 4,4 284-29 304-31 41 9,4 9,5 1,02

2 Ильменитовый к-т 3,3 294-30 314-33 42 ■12,8 12,9 0,98

3 Ташлинский песок 2,65 30 32 42 15,3 15,6 0,97

4 Маршалит 2,54 26-5-27 274-29 36 14,05 14,2 1,09

5 Известняк 2,53 264-27 27 -=-'29 36 il 4,15 14,2 1,08

Как видно из таблицы, влажность уплотненного слоя, сформированного путем'■вйброобра'ботки, практически равна оптимальной влажности окомкования. Если принять в формуле (1), что уЬ = 1, и (как оптимальное условие), то после несложных преобразований формулы ¡получаем расчетное уравнение для определения оптимальной влажности окомкования тонкозернистых материалов

—, (2) 7

где И^опт — оптимальная влажность, %;

е —приведенная пористость виброуплотненного слоя, % ; у —удельный вес материала, г/ш3.

'Следовательно, для целей практического определения оптимальной влажности тонкозернистых материалов перед окомкованием достаточно знать лишь величину 'приведенной пористости, до которой может быть уплотнен материал свободной укладкой частиц (например, виб-роуплотнением слоя материала) и его удельный вес.

ЛИТЕРАТУРА

1. И. Г. Шаталова, Н. С. Горбунов, В. И. JÏ и х т м а н. Физико-химические -основы 'вибрационного уплотнения порошковых материалов. :«Наука>>, 1965.

2. Мс. Geary R. К. I. Amer. Ceram Soc, № 10, Abstrs, 49, "19(51.

3. В. H. Коротич. Теоретические основы окомкования железорудных материалов. «Металлургия», 1966.

4. В. А. П р и к л о н с к и й. Общее грунтоведение, Л., 1943.