Современные высокие требования к качеству песчано-глинистых смесей и существенная зависимость его технологических характеристик от свойств связующих материалов предопределяют необходимость обеспечения литейного производства высококачественными глинистыми связующими. Вследствие ограниченности запасов и дефицита природных высоковяжущих щелочных бентонитов это условие выдвигает проблему активации низкосортного бентонитового сырья.
Наиболее распространенным и эффективным методом решения указанной проблемы является метод направленного регулирования колоидно-химических свойств глинистого минерала в ходе механохимических воздействий на его частицы. На практике он реализуется множеством способов, одним из которых является обработка суспензий минерала.
Такой способ активации с точки зрения технологичности, экономичности и возможности его реализации на литейных предприятиях имеет неоспоримые преимущества по сравнению с другими, однако он не нашел широкого применения поскольку считается [1,2] что механо-химическая активация бентонита в процессе перемешивания суспензии с реагентом, в ходе ее приготовления, имеет умеренный эффект по причине невозможности создания высокой плотности энергии механического воздействия на частицы минерала. В связи с этим целью работы явилось изучение влияния режимов приготовления связующей суспензии на ее эксплутационные качества и технологические параметры песчано-глинистой смеси.
Предпосылкой к проведению данных исследований послужил анализ литературных источников по теории механо-химической активации дисперсных систем. Из которых известно, [3] что глубина и характер протекания механоактивационных и химических процессов при механическом воздействии на глинистый минерал зависят от степени диспергирования частиц в результате механического воздействия, и в конечном счете определяются энергонапряженностью аппарата в котором происходит диспергирование.
Поскольку качество глинистого связующего определяется степенью дисперсности а так же прочностью связи частиц глинистого минерала в гидротированном состоянии, их изменение входе активационных процессов безусловно скажется на процессе коагуляционного структурообразования и найдет отражение в реологии системы. [3]. Таким образом изменение связующей способности бентонитовой глины в ходе механо-химической активации можно проследить по изменению реологических параметров суспензии и проверить по стандартной методике на песчано-глинистой смеси ГОСТ 28177-89.
Механическое диспергирование глинистого минерала в ходе механической активации суспензии происходит за счет аккумулирования кинетической энергии, при этом КПД механоактивации определяется отношением
h = (E- k ´ E0 ) / E
где Е, Е0 — кинетическая энергия твердого тела воздействующего на обрабатываемый материал, и энергия обработанных частиц соответственно,
k — коэффициент, зависящий от физических и химических свойств обрабатываемой композиции и характеристик активационного агрегата.
Логично предположить, что увеличения кинетической энергетики воздействия на глинистую суспензию при ее перемешивании можно добиться за счет увеличения кинетики отдельного удара (профилирование лопастей) и за счет уменьшения промежутка времени между ударами (увеличение частоты обработки, использование многолопастных активаторов, изменение концентрации дисперсной фазы).
В связи с этим были исследованы режимы приготовления водо-глинистой суспензии дашуковского бентонита с концентрацией дисперсной фазы 30% и такие же суспензии модифицированные синтетическими водорасворимым полимером (СВП) «Лигнопол». Режимы механического воздействия задавались с помощью варьирования временем обработки и энергонапряженности механического воздействия. Реагент вводился в суспензию в растворенном состоянии во время ее затворения в количестве 3% от массы бентонита. Количество реагента было выбрано по результатам предварительных поисковых экспериментов, где в качестве уровней факторов и интервалов варьирования был выбран вид и концентрация реагента. Обработка суспензии проводилась в высокоскоростном лопастном активаторе с максимальной частотой вращения 13 тыс. об/мин. В качестве варьируемых параметров были приняты: время обработки и частота вращения вала активатора (задавалась регулированием напряжения на приводе активатора).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
