Пути интенсификации процесса гранулирования щелочесодержащих стекольных шихт

ИЗВЕСТИЯ

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

Том 254 Ш75

пути интенсификации процесса гранулирования

щелочесодержащих стекольных шихт

В. М. ВИТЮГИН, Л. Г. ЛОТОВА, В. А. ТРОФИМОВ

Интенсификация процесса гранулообразования щелочесодержащих стекольных шихт с получением гранул удовлетворительного качества возможна за счет повышения комкующей способности шихты и в первую очередь за счет увеличения пластичности. Наиболее целесообразно повышение пластичности шихты путем нагрева ее до температуры дегидратации соды и сульфата натрия (>35°С). Основанная на этом принципе технология термогранулирования щелочесодержащих стекольных шихт [1] позволила снизить рабочую влагу комкуемого материала по сравнению с обычным «холодным» способом при одновременном повышении качества гранулята и увеличении скорости процесса гранулообразования.

Эффект термогранулирования в основном является следствием предварительной тепловой пластификации шихты при температуре 50—55° С. Это подтвердили прямые эксперименты по гранулированию шихты и исследованию структурного состояния системы по параметру пластической прочности [2]. Установлено, что температурная выдержка увлажненной содовой шихты способствует первичному образованию в системе мелкодисперсного, хорошо растворимого моногидрата карбоната натрия, увеличивающего пластичность шихты. Однако при непрерывном способе гранулирования время тепловой пластификации, а следовательно, и количество образующегося моногидрата ограничено. Резервом дальнейшей интенсификации процесса гранулообразования и повышения качества гранул является замена кальцинированной соды на моногидрат карбоната натрия.

В настоящей работе показаны результаты исследований по применению моногидрата соды при гранулировании шихты оконного стекла. Моногидрат получали из десятиводных соединений соды методом вывет-

7 Заказ 9774

97

Результаты гранулирования шихты» в которой сода частично или полностью заменена на моногидрат

Таблица 3

№ п/п. Количество моногидрата, ВВОДИМОГО в шихту вместо соды (%) Исходная влажность шихты, 96 Время гранулооб-разования, мин Температура шихты при гранулировании, °С Влажность гранул, % Плотность гранул, г ¡см?> Примечание

1 100* 14 — — — — Шихта не гранулируется из-за избытка влаги

2 100* 12 1,5 29 10,5 2,14—2,17 Гранулы хорошо закатаны, сравнительно прочные

3 100 11 1,5-2 27 9,9 2,17—2,24 Преобладают гранулы диаметром 3—10 мм

4 50 12 2,5 27 10,6 1,99-2,11 Образуется много мелочи в виде слабо сгранулированных зародышей около 50%

5 50* 13 2,0 31 11,4 1,89—1,96 Шихта гранулируется хорошо, преобладают гранулы диаметром 5 мл

6 20 13 2,5 32 11,6 1,82—1,86 Много несгранулир. шихты, около 50 %

* Приведены результаты гранулирования шихты при исходной температуре ее 50—53° С, в остальных случаях температура шихты не превышала 31—32° С.

Таблица I

Сравнительная гранулометрия соды и ее моногидрата

ривания. При интенсивном обдуве воздухом декагидрата соды (декагид-рат получен по стандартной методике [3]) образуется тонкодисперсный (табл. 1), хорошо растворимый порошок моногидрата карбоната натрия с удельной поверхностью* от 4080 до 6000 см2)е (для сравнения удельная поверхность соды 2800—3000 см2¡г).

Сравнительная оценка структурного состояния шихт с моногидратом и обычной содой (табл. 2) показала, что при прочих равных условиях пластическая прочность экспериментальной (моногидратноп) шихты ниже, чем обычной. Ранее было установлено [2], что рабочее состояние гранулирования щелочесодержащей стекольной шихты характеризуется значениями пластической прочности 10—13 н/см2. Следовательно, влажность гранулооб-разования, соответствующая рабочему состоянию, для моногидратной шихты ниже, чем для обычной, и составляет около 104-11%.

Лабораторные испытания по гранулированию проводили на тарельча-

Фракция Кальцинированная сода Моногидрат карбоната натрия

+30 39,20 22,20

25—30 6,95 4 00

20-25 9,56 4,00

15-20 17,40 4,80

10—15 9,15 25,50

10 17,74 39,50

Примечание. При проведении дисперсного анализа в качестве жидкой среды использовали этиловый спирт.

Таблица 2

Результаты определения пластической прочности стекольных шихт при различных влажностях и температурах

Влажность шихты.

Значения пластической прочности (Рт, н/см'2) для шихт, соцержащих:

100% Na.jCO3-H.jO 100% ИаХОз

27°С 33° С 40°С 50°С 27 33 40 50

10 12 14 22

124,6

99.1 75 0

56.2 12

40 18,2 70 4.6

32,5 15,1 6.1

26,4 12,4 5.6

71.2 68,0

67.3 66,5 16.0

61,5

57.3 53,8

39.4 6,2

49 35,0 27,6 17,3 5.4

43.2 16,9

12.3 10.8

том грануляторе, диаметр тарели 0,3 м, скорость вращения — 32 об/мин. При составлении шихты часть либо всю соду заменяли моногидратом. Результаты гранулирования приведены в табл. 3.

Анализ полученных результатов показывает, что применение вместо кальцинированной соды ее моногидрата приводит к снижению рабочей влаги гранулирования примерно на 20—25%. При замене соды на моногидрат отпадает необходимость в предварительной тепловой пластификации шихты. Процесс гранулирования осуществляется при более низких температурах и с повышенной скоростью. Гранулы получаются более плотными и однородными по крупности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Авторское свидетельство № 357155 С 03с 1/00 опубл. 31.10.72.

2. Л. Г. Л о т о в а, В. А. Трофимов, В. М. В и т ю г и н. Влияние температуры на структурно-механические свойства увлажненных щелочесодержащих стекольных шихт. Изв. ТПИ, т. 257, Томск, 1973.

3. Е. В. Л е с н о в а. Практикум по неорганическому синтезу. М., «Высшая школа», 1969, 65—66.

Удельную поверхность определяли на «приборе ПСХ-4.