8.Аглопорит: сырье, основы технологии, способы получения, свойства, применение.

Вспучивающееся глинистое сырье, пригодное для производства керамзита, не часто встречается. Более распространены малопластичные, тощие, запесоченные глинистые породы, суглинки, которые при обжиге не вспучиваются. Эти породы можно использовать для получения другого искусственного пористого заполнителя – аглопорита. Основным сырьем для производства аглопорита на действующих предприятиях являются глинистые породы. Пригодные для агломерации глинистые породы (суглинки, супеси, лёсс и т.д.) имеются почти повсеместно, поэтому производство аглопорита из местного сырья можно организовать в различных районах, где требуется этот строительный материал. Однако глинистыми породами сырьевая база производства аглопорита не исчерпывается. Очень широко в качестве сырья могут быть использованы различные отходы промышленности, особенно топливосодержащие. Использование таких отходов выгодно и перспективно. Топлива, содержащегося в них, как правило, достаточно для ведения процесса агломерации. Важно только усреднить сырье по содержанию топлива и затем, если его не хватает, добавить при подготовке шихты, а если содержится больше, чем требуется для процесса агломерации (что более вероятно), добавить к топливосодержащим отходам глинистое сырье. Для расширения сырьевой базы производства аглопорита являются отходы углеобогащения. Угля в них содержится в среднем до 20%. За счет использования этого топлива себестоимость аглопорита можно снизить примерно на 30%. Аглопорит получают спеканием (агломерацией) сырья.

Производительность агломерационной машины зависит от ско­рости спекания сырья

, где h — высота слоя спекаемой шихты, мм; — продолжительность спекания, т. е. время, необходимое для перемещения зоны горения от поверхности слоя до колосниковой решетки, мин.

Для различных видов сырья и составов шихты вертикальная скорость спекания составляет 5... 10 мм/мин и более. Например, слой шихты 200 мм спекается за 20... 40 мин.

В промышленных условиях при производстве аглопорита из гли­нистых пород шихту готовят следующим образом. Глинистое сырье, дробленный каменный уголь (крупность не более 5 мм), а также добавки смешивают в определен­ной пропорции. Массовая доля угля составляет, как правило, 7... 12%. Если глинистое сырье сухое, то в глиномешалку подается вода. Перемешанная шихта должна иметь рыхлую комковатую структуру. В специальных машинах — грануляторах, шихта гранулируется.

Подготовленная шихта спекается на агломерационной машине (рис. 8.16), которая представляет собой непрерывно движущийся конвейер из тележек-палет, имеющих в основании колосниковую решетку из жаропрочной стали и борта с обеих сторон. Верхняя ветвь конвейера движется по рельсам над вакуум-камерами. Шихта загружается на колосниковую решетку слоем 200... 300 мм и зажигается, проходя под горном, где за счет горения подаваемого туда жидкого или газообразного топлива создается температура примерно 1000° С. Далее, продвигаясь над вакуум-ка­мерами, шихта благодаря прососу воздуха спекается. С машины сходит спекшийся корж. Корж, как правило, неоднороден: внутри спекание полное, корж в изломе темного цвета, а на поверхности образуется как называемый недожог буро-красноватого цвета с пониженными прочностью и стойкостью. Поэтому первой операцией после спекания шихты на агломераци­онной решетке является отделение недожога. Корж разламывается на куски специальным устройством — коржеломателем, куски падают на решетку, слабоспекшиеся частицы при этом осыпаются и возвращаются в технологический процесс как добавка к сырью, улучшающая газопроницаемость и спекание шихты.

В качестве добавок, способствующих повышению скорости спе­кания глинистого сырья и, следовательно, повышению производи­тельности агломерационных машин, а также улучшению качества аглопорита, используют древесные опилки, лигнин (отход гидроли­за древесины), золу и другие отходы промышленности.

После отделения недожога (возврата) аглопорит охлаждают до температуры 80... 120°С, дробят и сортируют на щебень и песок.

Помимо описанной технологии производства аглопоритового щебня и песка разработана (М. П. Элинзон, С. Г. Васильков и др.) и освоена промышленно­стью технология, позволяющая получать аглопорит в виде гравия.

Основным сырьем для получения такого аглопорита служат золы тепловых электростанций, содержащие 4... 15% остатков топ­лива. В отличие от описанной выше технологии в данном случае стре­мятся получить шихту в виде отдельных шариков преимуществен­но одной фракции (10...20 мм), для чего используют тарельчатые грануляторы (рис. 8.19 ). Состав шихты: 85 ...90% золы и 10... 15% глинистой породы. Глинистая порода вводится в золу в виде водной суспензии—шликера. Она обеспечивает связность шихты, облегчает грануляцию и повышает прочность сырцовых гра­нул (чтобы они не разрушились при транспортировке и укладке до спекания).

На колосниковую решетку агломерационной машины укладыва­ют сначала слой готового аглопоритового гравия — постель (для предохранения металла машины от действия высоких температур), затем сырцовые гранулы слоем 200... 250 мм. В секционном горне большей протяженности, чем в машинах для спекания шихты на щебень и песок, сжигают газообразное топливо. При прососе горя­чих газов сверху вниз сырцовые гранулы высушиваются, зажига­ются и спекаются. Крупнозернистая шихта отличается большой газопроницаемостью, поэтому даже при малом разрежении в ваку­ум-камерах объем просасываемых сквозь шихту газов значителен. При этом внутри спекаемых гранул создается восстановительная среда, способствующая оплавлению и образованию спекшейся мел­копористой массы, а омываемая воздухом поверхность гранул из-за наличия окислительной среды не оплавляется, поэтому гранулы между собой спекаются непрочно. На агломерационной машине образуется не сплошной корж, как обычно, а сравнительно рыхлый слой, рассыпающийся при дроблении на отдельные весьма прочные пористые гранулы округлой формы, напоминающие керамзит.

Насыпная плотность аглопоритового гравия — 550 ...800 кг/м³, предел прочности при сдавливании в цилиндре—1,2 ...4,5 МПа.

Применение. Если керамзит, который, как правило, полу­чается более пористым и легким, чем аглопорит, используется пре­имущественной для стеновых панелей, то для аглопорита главной областью применения являются конструкционные легкие бетоны. Аглопоритобетон с пределом прочности 20... 30, а в отдельных слу­чаях и до 50 МПа, идет на изготовление предварительно напряжен­ных железобетонных конструкций перекрытий и покрытий, больше­пролетных балок и ферм, мостовых пролетных строений и т. д. За­мена в этих конструкциях тяжелого бетона легким аглопоритобетоном значительно повышает их эффективность.

Кроме того, аглопоритобетон применяют как конструкционно-теплоизоляционный материал. Из аглопоритобетона выпускают объемные блок-комнаты и др. конструкции.

Гидравлическая классификация заполнителей, типы классификаторов и принцип их работы, преимущества и недостатки. Влияние структурно-текстурных свойств породы на качество заполнителей.

Гидравлическая классификация используется при фракционировании природных и искусственных песков при обогащении их с целью удаления илистых и пылевидных включений, а также для разделения гравийно - песчаных смесей. Способ гидроклассификации основан на закономерностях, определяющих различную скорость осаждения зерен разной плотности и крупности в водной среде.

Существуют различные гидравлические классификаторы: гравитационные (разделение зерен происходит за счет различия сил тяжести) и центробежные (интенсивность разделения усиливается центробежным ускорением за счет вращения потока).

Рис. 1 - Схема гидравлического классификатора.

а - с подачей пульпы снизу (тина ГКД)

б- с подачей пульпы сверху (типа ГКХ)

Схемы гидравлических классификаторов, нашедших применение на ряде гидромеханизированных карьеров, показаны на рис.1. Гидравлические классификаторы могут работать с подачей гидросмеси (пульпы) снизу или сверху. В первом случае (рис. 1а) гидросмесь от землесосного снаряда поступает в трубу 1, откуда через диффузор 8 попадает в классификационную камеру 4. Мелкий песок восходящим потоком чистой воды увлекается из камеры вверх и выходит через трубу 5, крупная фракция оседает в воронку 12 и выдается через патрубок 2. Во 2 случае (рис. 1б) гидросмесь, подаваемая, сверху через трубу 1. разделяется в приемно-разгрузочной камере 14, причем, мелкие зерна песка, скорость падения которых в воде меньше скорости восходящего потока чистой воды, увлекаются ею через диффузор 8 в трубу 3, а более крупные зерна, скорость падения которых в воде больше, не увлекаются потокам восходящей воды, попадают через классификационную трубу 16 в воронку 12 и отводятся через трубу 2. Регулируя скорость восходящего патока чистой воды можно добиться требуемого разделения песка по заданному граничному размеру зерен.

Ч астичное обезвоживание мелкого песка (сгущения) может производиться в центробежном классификаторе гидроциклоне (рис. 2): 1-входной патрубок; 2-сливной патрубок; 3-стальной корпус, футерованный изнутри износостойким материалом; 4 - разгручочное отверстие для песка; 5 – футеровка.

Гидросмесь направляется в циклон тангенциально и вращается вдоль стенок. При этом песчинки выделяются из потока и, удерживаемые стенками, уходят вниз, вода же с пылевидными и глинистыми частицами выпускаете через верхний патрубок.

Преимущества гидроциклона: простота конструкции, надежность в работе.

Недостаток : деление только на две фракции.

Для дальнейшего обезвоживания песка используется дренаж на складе, а при необходимости и вибролотки и другие устройства.

Для разделения песка на несколько фракций используют многокамерные классификаторы.

Производительность до 50 м3/ч

Преимущества:

1.Деление на любое заданное количество фракций

2.Высокая точность разделения материала

3.Высокое количество готовой продукции, так как одновременно с классификацией производит промывка материала.

Недостатки:

1. Работа только при положительной температуре

2. высокий расход воды

3. необходимость устройства пульпоотстойников.