книги из ГПНТБ / Технология электрокерамики

Т а б л и ц а 2-13

Химический состав цирконийсодержащего сырья

2-7. ЦИРКОНИЙСОДЕРЖАЩИЕ СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Иногда в нем обнаруживают флюорит CaF2 , который вызывает по­

материала и условий нагрева. Из-за специфических условий зале­ гания, обусловливающих необходимость обогащения, циркон доро­ же других распространенных видов сырья, применяемых в изоля­ торном производстве (глины, каолины, тальки и др.). Поэтому при­ менение цнрконовой керамики целесообразно в тех случаях, когда использование более доступных, но менее стойких материалов тех­

рей

48

Гранулометрический состав измельченного концентрата харак­ теризуется остатком на спте № 0063 не более 3,0%. В результате проведенных работ установлено, что из обезжелезненного циркоиового концентрата марки КД-1 или КЦ-2 могут быть изготовлены на глинистой связке высококачественные термодугостойкие детали.

2-8. ВОЛЛАСТОНИТ

Волластонит является сравнительно новым видом нерудного сырья, еще мало используемого в СССР. В последние годы в ли­ тературе довольно часто встречаются данные о широком примене­ нии волластонитового сырья в самых различных областях промыш­ ленности, в том числе электрокерамической {Л. 2-36, 2-37].

Волластонит, названный так по имени исследовавшего его английского химика Волластона, представляет собой природный

в СССР и за рубежом, открыто, разведано н изучено значительное

мых к типу скарнов п скарноидов, в ксонотлитах известняков среди изверженных пород и в известково-силикатных роговиках. Наибо­ лее известным за рубежом месторождением волластонита является Уилсборо, штат Ныо-Р1орк в США: разведанные запасы этого месторождения исчисляются примерно в 4 млн. г, геологические за­ пасы около 15 млн. т. Второе место в мире по промышленному освоению волластонита после США занимает Япония, где имеется незначительное количество чисто волластонитовых месторождений,, но много совместно с другими полезными ископаемыми, из которых

В Таджикистане, в районе рудника «Западный Джангалык», на­ ходится крупное месторождение волластонита'. В Узбекистане обна­ ружен ряд крупных месторождений волластонита: Лянгар, Койташ,

Разработана технологическая схема обогащения волластонитовых пород с получением концентрата, содержащего 97—98% волластонпта. В табл. 2-16 приведен минералогический состав обога­

а-волластонпт пли иараволластоннт моноклинной спигоинн, псевдоволластонит гексагональный. Первые две модификации встречаются в природе, последняя получена искусственно. Превращение волллстонпта в исевдоволластонпт происходит в интервале температур

решетки, так как ТКЛР волластонпта в интервале температур от 20 до

жащих волластоннт, рекомендуется проводить при температурах, не превышающих 1 '200—1 250 °С.

В состав волластонитовых масс вводят 40—80% волластонпта, 20—60% глинистых компонентов (для обеспечения необходимой пла­ стичности). Для снижения диэлектрических потерь вводят добавки карбоната бария, цнрконо-бариевого силиката, фосфата бора и др. Однако волластонптовые массы отличаются небольшим интервалом спекшегося состояния, что затрудняет их обжиг в промышленных печах. В последние годы наметились перспективы улучшения техно­

ризуется высоким пределом прочности при статическом изгибе, вели­

1

2-9. ДВУОКИСЬ ТИТАНА

Свойства двуокиси титана различных модификаций

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ОСНОВЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС

Одной из основных стадий керамической технологии является приготовление керамической массы, представ­ ляющей собой однородную тонкодисперсную смесь сырь­ евых компонентов. Такая смесь может быть получена следующими различными способами: 1) смешением тонкодисперсных сырьевых'компонентов; 2) одновремен­ ным тонким измельчением и смешением исходных компо­ нентов в мельницах периодического действия; 3) одно­ временным тонким измельчением и смешением исходных компонентов в мельницах непрерывного действия; 4) химическими методами (Л. 3-1, 3-2, 3-5].

3-1. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Исходные природные сырьевые материалы, синте­ зированные химические соединения, а иногда и готовый, полностью спеченный керамический материал поступают на переработку в виде кусков разных размеров с раз­ личными физическими свойствами. В зависимости от размера кусков перерабатываемый материал условно делят: на крупный более 250 мм в поперечнике, средний от 50 до 250 мм, мелкий от 50 до 20 мм и тонкий —менее 3 мм.

Исходные сырьевые материалы подвергают механи­ ческой обработке до получения продукта необходимого

6 — дезннтеграторные; 7—шаровые; 8 — центробежные; 9 — вибрационные.

гранулометрического состава [Л. 3-1—3-8]. Дробление и помол осуществляют в машинах грубого и среднего дроб­ ления и тонкого помола. Принцип действия основного дробильно-помольного оборудования представлен на рис. 3-1.

Для грубого дробления материала применяют щеко­ вые дробилки; для среднего и мелкого дробления — бе­ гуны, валковые и конусные дробилки. Основным видом дробильного оборудования для подготовки сырья при изготовлении фарфора и установочных электротехни- 1 ческих материалов являются бегуны с гранитными кат­ ками. Намол некоторого количества гранита не вреден, так как состав продукта помола близок к составу основ-

52

ных -компонентов этих материалов. Надо отметить, что бегуны с гранитными катками громоздки, малопроизво­ дительны и неэкономичны. Кроме того, бегуны практи­ чески не позволяют регулировать в необходимых преде­ лах дисперсность измельченных материалов.

Для получения сырьевых материалов повышенной дисперсности при грубом помоле успешно используют

Рис. 3-2. Технологическая схема грубого помола сырьевых материа­ лов с применением конических мельниц.

проходные конические шаровые мельницы, получившие распространение в обогатительной промышленности (рис. 3-2) [Л. 3-9, 3-10]. Форма конической мельницы соответ­ ствует оптимальным условиям измельчения, так как в ней автоматически достигается рациональное распределение мелющих тел. При работе мельницы более крупные ша­ ры сосредоточиваются в ее цилиндрической части, мел­ кие вытесняются в коническую часть к разгрузочной цапфе. Поэтому крупные частицы материала, поступаю­ щие в цилиндрическую часть мельницы, измельчаются более крупными шарами, производящими сильное удар­ ное действие.

Измельчение мелких частиц происходит в конической части мельницы, главным образом за счет истирания материала при небольшой высоте подъема шаров. Энер­ гия падения шаров у загрузочной цапфы мельницы в 20 раз и более превосходит энергию падения малых шаров вблизи разгрузочной цапфы. Удельная поверхность ша-

53

ров, напротив, возрастает к разгрузачной части мельни­ цы примерно в 4 раза.

Для достижения максимальной производительности конической мельницы и качественного помола в ней большое значение имеет правильность загрузки ее мелю­ щими телами, при .которой исключается взаимное столк­ новение шаров, движущихся по различным траекториям (т. е. величина и ассортимент загрузки), равномерность и непрерывность питания мельницы (при выбранной ве­ личине кусков измельчаемого материала), а также бес­ препятственный отвод готового продукта. Общая масса загрузки конической мельницы мелющими телами опре­ деляется по формуле

где V — внутренний объем мельницы; ср—коэффициент

Для рационального режима помола в конической ша­ ровой мельнице, кроме общей массы загрузки мелющи­ ми телами, большое значение' имеет размер шаров. При этом минимальный размер шара находится в определен­ ной зависимости от размеров кусков измельченного ма­ териала и от его физических свойств. Величина его опре­ деляется по формуле

з

где а М 1 Ш — минимальный размер шаров; а Ы а кс — макси­ мальныйразмер кусков материала; ас >к — предел проч­ ности материала при сжатии; Е — модуль упругости ма­ териала; р — плотность мелющих тел; D — приведенный внутренний диаметр мельницы.

В связи с тем, что материал, проходя через кониче­ скую мельницу, подвергается последовательному измель­ чению, размер мелющих тел должен быть различным (2-го или 3-го сорта). Оптимальное соотношение между размером и количеством крупных и мелких шаров

Окруппых - (Хмелкпх — '^крупных • '^мелких— 1 • 1,5.

После измельчения в конической мельнице произво­ дят рассев измельченного продукта на сите-бурат (с раз­ мером отверстий 4 мм). Материал, прошедший через

54

сито-бурат, подвергают последующему измельчению в шаровой мельнице, а непрошедший через него снова направляют на помол в коническую мельницу. При заме­ не предварительного измельчения сырьевых материалов на бегунах помолом их в конической мельнице значи­ тельно повышается не только дисперсность керамических масс, но и производительность измельчения, что позво­ ляет считать конические мельницы весьма перспектив­ ным помольным агрегатом.

3-2. ПОМОЛ В ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ

Рациональный выбор оборудования и способа •из­ мельчения зависит от размера и свойств измельчаемого материала и требуемого гранулометрического состава готового продукта [Л. 3-11—3-14]. Режим измельчения определяется представлениями о структуре, прочности и деформации твердых тел. Согласно обобщенному закону измельчения Ребиндера зависимость между энергией, затраченной «а измельчение, и гранулометрическим со­ ставом полученного продукта определяется уравнением

в электроизоляторной промышленности в основном про­ изводится по мокрому способу в шаровых мельницах периодического действия, которые характеризуются низ­ ким к. п. д. Теоретически расход энергии при тонком по­ моле должен быть в 3-—4 раза больше, чем при крупном, среднем и мелком, а фактически он больше в 15—20раз. К числу основных технологических факторов, в наиболь­ шей мере влияющих на эффективность тонкого помола, относятся:

а) индивидуальные свойства материалов, характе­ ризующие их сопротивление измельчению;

б) соотношение между измельчаемым материалом и мелющими телами, что косвенно связывается с коэффи-

55