книги из ГПНТБ / Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей

30 Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

ций щебня с пониженной прочностью. Для получения гравия или щебня с кондиционными показателями их свойств заполнитель обогащают.

ВНИИСТРОМ предложил производить разделение пористых заполнителей исходя из материального балан­ са потребления легких бетонов различного назначения. Например, для изготовления наружных стеновых конст­ рукций жилых зданий потребность в легком бетоне со­ ставляет 30—40% общего объема конструкций дома. Другие виды легких бетонов применяют для изготовле-' ния несущих конструкций. В этом случае при разделении заполнителей на две марки по объемной насыпной мас­ се важно выделить наиболее легкую марку в объеме 40%. Так, при разделении шлаковой пемзы Ждановско­ го металлургического завода было получено 40% заполнителя с объемной насыпной массой 530 кг/м3 и 60% относительно тяжелого с объемной насыпной мас­ сой 760 кг/м3 (при насыпной массе исходного материа­ ла 700 кг/м3), а при разделении керамзита с исходной насыпной массой 400 кг/м3 было получено 35% материа­ ла с объемной насыпной массой 230 кг/м3 и относитель­ но тяжелая фракция с объемной насыпной массой

430 кг/м3.

Разделение по объемной массе позволяет значитель­ но улучшить качество пористых заполнителей, исполь­ зовать их в бетонах различного назначения, снижает об­ щую стоимость строительных работ вследствие сокра­ щения расхода заполнителя (из-за уменьшения толщины наружных стен) и цемента (из-за увеличения прочности заполнителя, идущего для изготовления несущих конст­ рукций), уменьшает транспортные и монтажные расхо­ ды, так как сокращается общая масса конструкций.

Исследования ВНИИСТРОМ показали, что из-за трудной обогатимости пористых заполнителей их разде­ ление по объемной массе возможно при применении ме­ тодов, подобных методам, применяемым для разделения в тяжелых средах. Фракционировать заполнители необ­ ходимо в сухом состоянии, так как наличие открытых микро- и макропор, заполняемых водой при мокрых спо­ собах обогащения, затрудняет разделение.

Наиболее рационально обогащать пористые заполни­ тели новым методом, разработанным ВНИИСТРОМ и

основанным на использовании кипящего слоя. Этот метод позволяет выделить заполнитель гарантированной проч­ ности и соответственно определенной постоянной насып­ ной массы; удалить из заполнителя наиболее легкую, слабую разность и тяжелую, невспученную или недоста­ точно вспученную фракцию; разделить заполнитель на две и более марки с необходимой объемной насыпной массой.

Не меньшее значение для регулирования свойств лег­ кого бетона имеет фракционирование пористых песков. Известно, что метод фракционирования песков на грохо­ тах обладает рядом недостатков: очень низкая произво­ дительность грохотов, недостаточная точность разделе­ ния, значительный износ сит.

ВНИИСТРОМ использовал метод кипящего слоя для бесснтового разделения пористых песков. Классифи­ катор работает по принципу разделения песка по разме­ ру в период перехода его из состояния покоя в состояние псевдоожижения и при продувании с определенной ско­ ростью воздуха через слой разделяемого песка. Класси­ фикатор при необходимости обеспечивает и обеспыли­ вание песка (выделение фракции менее 0,15 мм) и выда­ чу заданных по размерам фракций с точностью 80—90%.

Теория и технология сепарирования пористых заполнителей

Наиболее прогрессивным и точным методом разделе­ ния различных крупнозернистых материалов по объем­ ной массе является метод их разделения в гидросуспен­ зиях. При этом вода в смеси с тонкодисперным порош­ ком минерала приобретает свойства тяжелой жидкости с плотностью, зависящей от количества и плотности по­ рошка, называемого в дальнейшем утяжелителем. Тело, погруженное в гидросуспензию, всплывает или тонет в соответствии с законом Архимеда. За последние годы этот метод находит широкое применение для обогаще­ ния угля и других полезных ископаемых. Применение гидросуспензии для разделения по объемной массе пори­ стых заполнителей практически не может быть осущест­ влено по двум причинам:

1) жидкость после погружения заполнителя в гидро-

34 Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

но должен быть подготовлен утяжелитель узкой фрак­ ции для того, чтобы обеспечить равномерность взвеши­ вания по всей глубине ванны, а следовательно, и постоян­ ство плотности по глубине. Практикой установлено, что этот размер зерен составляет 0,15—0,3 мм с допуском менее 0,15 мм до 20% и более 0,3 мм — до 5%.

Так как подобрать утяжелитель с заданной плотно­ стью затруднительно, то практически рекомендуется подбирать утяжелитель с плотностью, большей задан­ ной. По мере работы сепаратора аэросуспензия засоря­ ется мелкой фракцией обогащаемого материала. Размер зерен мелкой фракции более размера утяжелителя на величину dQ (мм), пропорциональную отношению плот­ ностей утяжелителя и обогащаемого материала, т. е.

где rfy, ру — средний размер, мм, и плотность утяжелителя, г/см3; d0, Ро — средний размер, мм, и плотность мелочи обогащаемого матери­ ала, г/см3.

Эта фракция является равнокипящей (равнопадаю­ щей). Плотность аэросуспензии из утяжелителя и равнокипящих зерен обогащаемого материала определяют по формуле

ется пу и плотность аэросуспеизии будет уменьшаться. Процесс засорения аэросуспензии во время обогаще­ ния заполнителя непрерывен. Поэтому одновременно из ванны необходимо удалять часть утяжелителя, пропу­ скать через грохот с ситом с размером ячеек, равным размеру зерен утяжелителя, где он очищается от засоря­ ющей мелочи размером больше утяжелителя в той сте­ пени, которая необходима для поддержания постоянной

плотности аэросуспензии.

Практически установлены следующие требования для конструирования сепараторов. Обогащаемый мате­ риал следует подавать на поверхность аэросуспензии с небольшой высоты. Сепаратор должен иметь неглубо­

кую ванну. Это требование определяется необходимо­ стью уменьшить влияние воздушных пузырей на точ­ ность и время разделения. В сепараторе поддерживает­ ся одинаковый расход воздуха, обеспечивающий по­ стоянный режим псевдоожижения.

По техническому заданию ВНИИСТРОМ институтом Киевгипростроммашина спроектирован сепаратор СКС-20

Исходный материал

(рис. 1). Исходный обогащаемый материал через теч­ ку 3 поступает в ванну 8 с аэросуспензией. Ванна, запол­ ненная утяжелителем, продувается через пористую пли­ ту (фетр или стеклоткань) 11 воздухом из воздухорас­ пределительной коробки 9. Плавающие зерна снимаются верхним скребковым конвейером 4, а утонувшие — ниж­ ним конвейером с сеткой 7. На желобе / и в выходном отверстии 6 продукты разделения вибрируются, чтобы освободиться от случайно захваченных частиц утяжели­ теля, которые возвращаются в ванну. Сепаратор закрыт съемным кожухом 5, из-под которого воздух отсасыва­ ется через патрубок 2. Часть утяжелителя при работе машины собирается в воронке 10 и возвращается в ванну.

Институт Киевгипростроммашина запроектировал сепаратор той же конструкции производительностью 50 м3/ч. Для регенерации утяжелителя предусматрива­ ется элеватор подачи части утяжелителя на грохот, где из обогащаемого материала удаляются (по мере пони­ жения плотности аэросуспензии) мелкие зерна крупнее

3*

36' Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

утяжелителя. Производительность элеватора подбирает­ ся таким образом, чтобы за 1 ч утяжелитель из ванны проходил 3—5-кратную перечистку.

Эффективность применения однородного по свойст­ вам керамзита можно иллюстрировать следующим при­ мером. Керамзит Лианозовского завода (Москва), ис­ пользуемый для получения конструктивно-теплоизоля­

из партии керамзита было выделено 25% самых легких зерен. На основе этих фракций однородного керамзита был получен легкий бетон «слитного» строения объем­ ной массой 450—550 кг/м3 и прочностью от 2,5 до

3,5 МПа.

Помимо кипящего слоя рекомендуются и другие ме­ тоды обогащения пористых заполнителей. К ним отно­ сятся пневматический метод отсадки — отсадка в воз­ душной среде (рис. 2), обогащение в воздушном потоке (рис. 3), а также сепарация однофракционных заполни­ телей в процессе их пневматического транспортирования

(рис. 4).

Кроме того, для улучшения формы зерен и поверхно­ сти некоторых щебнеподобных искусственных и природ­ ных пористых заполнителей их обкатывают во вращаю­ щемся барабане. В результате остроугольные выступы

Запыленный

Воздух

Рис. 4. Сепарация заполнителя в процессе пневматического транспортирования

/ — однофракциониые зерна, от­ личающиеся объемной массой (в куске); 2 — легкие зерна; 3 — тяже­ лые зерна

округляются, коэффициент формы зерен снижается, а получаемые при этом частицы песка отсевают и ис­ пользуют по назначению.

Бесситовый рассев пористых песков

При продувании слоя пористого песка воздухом каж­ дому размеру частиц соответствует своя скорость воз­ духа, при которой они взвешиваются, и, оставаясь в слое,

4. ОБЩЕПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Оборудование промышленности искусственных пори­ стых заполнителей можно разделить на две основные группы: общепроизводственное, применяемое для изго­ товления большинства видов пористых заполнителей, и технологическое, присущее лишь производству данного вида заполнителя. Общепроизводственное оборудование выпускается машиностроительными заводами СССР для промышленности строительных материалов и для заво­ дов других смежных отраслей производства. Здесь мы укажем области применения этого оборудования в тех­ нологии пористых заполнителей, а также его типы, мар­ ки и ГОСТы. Технологическое же оборудование, приме­ няемое-лишь для изготовления того или иного заполни­ теля, будет описано в соответствующих главах, рассмат­ ривающих производство отдельных видов искусственных заполнителей.

К общепроизводственному относится оборудование, применяемое для внутрицехового транспорта, погрузоч­ ных и разгрузочных работ, дозирования, складирования, дробления, сортировки, перемешивания, формования и других операций, а также для обеспыливания.