Строительніе статьи 1996

Аэродинамическая очистка, дезинтеграция и сепарация кварцевых песков и подобных сыпучих материалов

Возрастающие потребности стро­ительства, стекольных заводов, ли­тейных и других производств России и стран СНГ в высококачественном и дешевом кварцевом песке удов­летворяются не полностью в резуль­тате истощения многих месторож­дений. Поэтому поиск новых источ­ников кварцевого песка и освоение вы с окоэфф сктивных Технологий

Обогащения кварцевых песков в настоящее время актуальны и)

Для возведения зданий и соору­жений требуется применение бето - нов и растворов высокого качества, обеспечение которого связано прежде всего С применением ВЫСО - кокачественных заполнителей — пе­ска и щебня.

Как показывает практика, на стройки заполнители поступают с недопустимыми отклонениями от действующих ГОСТов [2—4] по гра­нулометрическому составу, прочно­сти, однородности и содержанию различных примесей. Среднестати­стические данные по качеству песка, щебня, гравийно-песчаной смеси, используемых на пятидесяти бетон­ных и растворных заводах приведе­ны в табл. I.

Основными причинами сложив­шегося неблагополучного положе­ния являются:

— несовершенство технологии раз­

Работки и переработки заполни­телей на карьерах и дробильно­сортировочных заводах;

— недопустимые нарушения при складировании, транспортирова­нии и перегрузке по всей техно­логической цепочке от карьеров до заводов;

— ■ отсутствие надежных установок и

Узлов Комплексного обогащения заполнителей на карьерах и не­посредственно на заводах-изго- товителях.

В результате снижаются проч­ность, морозостойкость и долговеч­ность бетонов и растворов, перерас­ход цемента составляет 10—15 %, увеличиваются трудовые и энерге­тические затраты, ломается техно­логическое оборудование на заво­дах. Кроме того, отсутствие сухих, чистых и фракционированных за­полнителей не позволяет автомати­зировать технологические процессы на бетонорастворных заводах, домо­строительных комбинатах, заводах железобетонных изделий и строй­ках.

По существу, из-за низкого каче­ства бетонов и растворов затрудне­но применение новой техники и технологии при изготовлении, транспортировании и укладке бето­норастворных смесей на стройках. Таким образом, низкое качество заполнителей для бетонов и раство­ров превратилось в один из барье­ров, стоящих на пути научно-техни­ческого прогресса в строительстве.

В сложившихся обстоятельствах формовочные пески для литейных производств в соответствии с тре­бованиями новых действующих нор­мативов в настоящее время не Выпускаются, поэтому заводы, име­ющие в составе литейное производ­ство, вынуждены брать имеющиеся кварцевые пески и доводить их до требуемого качества непосредствен­но в заводских условиях, что услож­няет технологию и повышает себе­стоимость продукции.

Потребности стекольной про­мышленности в высококачествен­ном сырье также непрерывно воз­растают. Особенно остро ощущается дефицит гранулированного кварца в производстве специальных стекол и высококачественного хрусталя. В то же время такие крупные месторож­дения как Раменское, Ташлинское, Новоселовское (Украина) истоща­ются. Поэтому повышение техниче­ского уровня стекольного производ­ства неразрывно связано с изыска­нием и получением качественного сырья, что может быть достигнуто только на основе создания принци­пиально новых и высокоэффектив­ных технологий обогащения кварце­вого песка.

В 1995 г. в Обнинском институте атомной энергетики и ГНЦ ОНПП «Технология» с участием специали­стов Михайловского горно-обогати­тельного комбината проведены ком­плексные исследования по аэроди­намическому обогащению кварце­вых песков вскрышных слоев Ми­хайловского месторождения с целью их применения в литейных, стекольных, строительных и других производствах.

Для проведения эксперименталь­ных исследований осуществляли моделирование технологических процессов как наиболее достовер­ный и точный метод исследований

7

Па физических моделях с примет1 нием теории подобия мри постанов­ке и обработке результатов экспе­риментов.

Разработка, изготовление и испы­тания физических моделей аэроди­намического обогащения кварцевых песков были основаны на следую­щих основных предпосылках:

— использование накопленного отечественного и зарубежного практического, научного опыта и принципиально новых техниче­ских решений;

— эмпирическая проверка исход­ных данных;

— поэлементный контроль изготов­ления моделей:

— проверка работоспособности мо­делей;

— комплексное испытание моде­лей;

—

Тщательное сравнение входных и выходных данных при эксплуата­ции моделей:

— тщательный анализ результатов полученных экспериментальных данных (5, 6].

Перечень основных моделей, оборудования и приборов, исполь­зованных при исследованиях аэро­динамического обогащения кварце­вых песков Михайловского место­рождения приведен в табл. 2.

Наименование моделей, ооорудона - _ Пия, приборов

Аэродинамические модели Вибрационный грохот

Атомно-абсорбционный спектрофотометр 180-70 Рентгенофлуоресцентный спектрометр VRA-30 Микроскоп биологический тина «Биолам Р-15»

Весы лабораторные марки ЕЛКТ-500М Весы лабораторные марки ВАР-200 Масловлагоотделитель чипа П-Б1631-УХЛ-4

Компрессор типа СО-45А и промышленная система Предприятия по сжатому

3 а в од-и з гото в итель

ОИАТЭ (Обнинск)

Фирма

»VHB Metall Wchrell NeuStadi/erUi»

DDR

Фирма «Хитачи» (Япония)

Фирма «Карл Цейс Иена» (ФРГ)

Фирма «ЛОМО»

(Сан кт-11 етербург)

Фирма «ГОСМЕТР»

Санкт - Петербург)

Фирма «ГОСМЕТР» (Санкт-Петербург)

ТУ--2-053-163—83

ОНПП «Технология»

Резулы а гы аэродинамической дезинтеграции и сепарации кварце­вого песка по диаметру среднего зерна и его однородности приведе­ны в табл. 3.

Результаты аэродинамической очистки кварцевого песка приведе­ны в табл. 4,

Среднестатистические данные по аэродинамической дезинтеграции кварцевого песка по гранулометри­ческому составу приведены в табл. 5.

Экспериментальные исследова­ния но аэродинамической очистке, дезинтеграции и сепарации кварце­вого песка проводились при непре­рывных и циклических режимах,

15экспериментальных исследова­ниях принимали участие сотрудники ГПЦ О F11III «Технология» II. М. Май - стренко I:. Д. Серегина, К. Б. Шам - шетлнпои. В. II. Казанцев.

Предварительная аэродинамическая сепарация

Обогащенный кварцевый песок—концентрат

Различных давлениях п расходах воздуха в строгом соответствии с требованиями новых ГОСТов (7, 8]. Основные результаты исследований приведены в табл. .4—5.

На основе проведенных экспери­ментальных исследовании разрабо­тано тактике-техническое задание па создание принципиально новой технологии (см. рисунок) и много­целевой установки аэродинамиче­ской очистки, дезинтеграции и сепа рации кварцевых песков и подобных изменяет его свойства, в частности повышает светопропускаемость, что представляет практический интерес для стекольной промышленности.

Таким образом, аэродинамиче­ская очистка, дезинтеграция и сепа­рация позволяют получать кварце­вые пески необходимого качества.

Преимуществами повой техноло­гии и установки ее реализации по сравнению с известными являются:

— новизна — технология и установ­ка защищены патентами РФ, име­ются ноу-хау;

— гибкость — быстрая перестройка технологии на заданный режим:

— надежность в эксплуатации эле­ментов, узлов и установки в целом;

— блочность и модульность — вы­полнение установки из унифици­рованных блоков и модулей;

— мобильность — быстровозводн - мость, разбираемость и транс­портабельность;

— экономичность — экономия за счет снижения энергозатрат, ма­териалоемкости и исключения применения воды;

— высокое качество — получение чистых и особочистых песков и подобных сыпучих материалов:

— многоцелевое и межведомствен­ное применение в различных отраслях народного хозяйства;

— конкурентоспособность и перс-- пективность.

В настоящее время на Михайлов­ском горно-обогатительном комби­нате ведутся подготовительные ра­боты по созданию опытно-промыш­ленной установки для аэродинами­ческой очистки, дезинтеграции і: сепарации кварцевых песков :г. я Литейных и стекольных произ­водств, строительства.

1. .

При рассмотрении экономиче­ской эффективности выполненной реконструкции систем аспирации принимаем, что эффективность пы - леосаждения в цементном силосе сравнима со степенью очистки це­ментной пульпы в циклоне-разгру­зителе, то есть равна 97,5 %.

Годовой объем переработки це­мента на ЧЗЖБШ составляет около

21 600 т. Следовательно, потери цемента при выходе отработанного сжатого воздуха с остаточной запы­ленностью в атмосферу для старого варианта составят:

21600 (1 - 0,975) = 540 т в год.

У систем с цепными фильтрами для расчета потерь принимаем, что один вагон разгружается ориенти­ровочно в течение 1 ч, емкость вагона 60 т, усредненная замеренная концентрация на входе в фильтры

— 25 г/м3, среднеэксплуатационная степень очистки — 95 %, производи­тельность по воздуху — 2700 м /ч. Тогда потери цемента равны:

25 (1 - 0,95) 2700 (21600/60) х

Х 10'6 = 1,21 т в год.

Следовательно, годовая экономия за счет снижения потерь цемента при выбросе в атмосферу составит (стоимость 1 т цемента на конец ноября 1995 г. равна 250 000 р/т)

0,25 (540 - 1,21) = 134,7 млн. р

Кроме того, значительно улучши­лась экологическая обстановка на заводе. При этом завод получил возможность снизить плату за вы­брос вредных веществ в атмосферу.

Таким образом, реконструкция систем аспирации накопительных силосов на заводе ЧЗЖБШ окупа­ется практически за один год, по­скольку стоимость четырех цепных фильтров вместе с монтажом, на­ладкой систем аспирации составила 130 млн. р.

Результаты испытаний систем ас­пирации с цепными фильтрами в производственных условиях позво­ляют сделать следующие выводы.

' Цепные фильтры могут успешно применяться для улавливания це­ментной ныли, они эффективно работают как в отапливаемых кор­пусах, так и в неотапливаемых производственных помещениях и на открытом воздухе, эксплуатируются в автоматическом режиме и не Требуют постоянного контроля при Работе.

Использование цепных фильтров на пневмотранспорте цемента дает высокую экономическую эффектив­ность за счет значительного сниже­ния потерь цемента и улучшения экологической обстановки, при этом срок окупаемости затрат по аспирации пневмотранспорта около одного года.

В настоящее время в Челябин­ском филиале «Росоргтехстром» разработано несколько вариантов цепных фильтров и разрабатывают­ся новые фильтры, отличающиеся особенностями конструктивного ис­полнения, производительностью по очищаемому газу, приводом систе­мы регенерации (на сжатом воздухе или с электродвигателем).