2.7 Термогравиметрический метод определения температурной

области действия добавок в керамической шихте (на примере

действия добавок-отходов металлургии)

Предлагаемый метод относится к способам исследования шихт с корректирующими добавками, с целью подбора эффективных добавок и определения оптимальных шихт. Может быть использован для производства обжиговых строительных материалов, с целью определения температурного интервала действия добавочного вещества.

Известен способ определения фракционного состава веществ методом возгонки на легкие и тяжелые фракции. Однако он очень сложен и применим только для жидких нефтепродуктов [19, 22]. Известен так же способ количественного содержания минералов методом дифференциально-термического анализа, но он сложен и трудоемок [23].

Предлагаемый способ позволяет определить температурную область влияния добавочного вещества в шихте и позволяет определить температурную область действия добавки [20]. Для определения температурной области и активности действия добавки производят термогравиметрическую съемку на дериватографе отдельно пробы без добавки и с исследуемой добавкой. Снимают кривые ДТГ. Затем, совмещая начало и конец полученных кривых, получают область между ними. Данная область позволяет судить о физико-химической активности добавки в данной шихте. По точкам пересечения двух кривых точно определяется температурная область добавки.

Например, при исследовании влияния добавки в керамзитовой шихте, с целью подбора наиболее эффективной, необходимо было подобрать такую, чтобы она имела широкий температурный интервал действия, а именно работала при температуре близкой к пиропластическому состоянию глины. Были исследованы несколько видов добавок (опилки, графит, СДБ). Испытания проводились следующим образом: готовились керамические пробы из суглинистого сырья без добавок и с добавками методом измельчения и просеивания через сито 4900 отв/см². Порошки подвергались термогравиметрическому анализу на дериватографе МF ОД 102…568/С. Навеска пробы во всех случаях составляла 950 мг, анализ проб осуществлялся в одном режиме, в области температур 20…950 ºС. Полученные кривые ДТГ шихт по очереди совмещались с началом и концом кривой ДТГ шихты без добавок. В результате вырисовывалась площадь между этими кривыми, точки пересечения которых определили температурный интервал влияния добавки.

Установлено, что при добавке опилок эта область составляет 300…500ºС (рисунок 2.8). Для добавки графита – 700…900 ºС. Оба вещества имеют локальное действие, чем и объясняется их меньшее влияние на поризацию по сравнению с третьим видом добавок – ПАВ, для которых

1. ДТГ суглинка; ДТГ суглинка с добавками; 2. опилки (20 % по объему); 3. графит (1 % по массе); 4. СДБ (1 %); 5. ВНГ (0,5 %); 6. хвосты обогащения железной руды (5 %)+ СДБ (1 %); 7. металломасляная окалина (5%)

Рисунок 2.8 – Температурный интервал действия добавок по дифференциальным кривым потери массы (ДТГ)

область влияния составила 200…650 ºС. Шихта с добавкой ПАВ + железорудная составляющая имела широкий интервал влияния 200…800⁰С. Керамзит, полученный из последней шихты был в 1,5 раза легче, что объяснимо наибольшим эффектом действия на поризацию комплексной добавки. Используя предложенный метод, получены данные по области влияния добавки в керамзитовой шихте и выборе наиболее эффективного вещества. Предлагаемый способ позволяет быстро и точно определить температурный интервал влияния добавки, выбрать из нескольких исследуемых веществ наиболее эффективную или создать синтезированную добавку с широким интервалом влияния.