Разработка технологии активации бентонитового сырья для связующих, страница 6

Известно [ ], что катионный состав обменного комплекса формовочных бентонитов формирует дисперсность связующего в гидратированном состоянии. При этом щелочные катионы Na⁺ и K⁺ способны связывать гораздо большее (» в 2,5 раза) количество воды, чем щелочноземельные Mg²⁺и Ca²⁺. Появление больших гидратных оболочек в межпакетном пространстве бентонита при его гидратации приводит к возникновению расклинивающих усилий, увеличению сил межплоскостного расстояния с 9,3 10^-10м до 21,4 10^-10 м, и возникновению ионной пептизации что является причиной диспергирования [  ]. Поэтому в Na⁺ форме бентонит является высокодисперсным материалом, но имеет более низкую прочность единичных контактов F, поскольку он слабее связывает воду, а в Са—форме бентонит имеет более высокую прочность единичных контактов, но в большей степени подвержен агрегации и поэтому менее дисперстен. Опытным путем установлено оптимальное (рис.2) содержание Na⁺ и Са²⁺ катионов в мицеле бентонита, которое обеспечивает наиболее рациональное состояние, дисперсность и прочность единичных контактов частиц минерала. Соотношения Na⁺ к Са²⁺ катионов в этом случае должно находиться в пределах 50-60%_/40-50% соответственно.

Таким образом качество формовочных глин и связующих материалов на их основе, применяемых при получении чугунного литья на АФЛ с формовкой по сырому, зависит от классификационных признаков структуры основного породообразующего, формирующих показатели F и П прочности коагуляционно-дисперсных и конденсационных структур вяжущей композиции. В этом отношении состав и структура монтмориллонита обеспечивает сравнительно более высокую связующую способность бентонитовых формовочных материалов за счет показателя n. Его повышенное значение формируется благодаря потенциально большим возможностям структуры минерала к образованию Н-связей, связанным с повышенным содержанием кислородных позиций на бозальных поверхностях (рис.__) и высокой дисперсностью частиц в гидратированном состоянии.

1.2.Анализ существующих методов и способов активации формовочных бентонитов.

Как правило качество природных бентонитов не удовлетворяет современному уровню требований (табл.1) к глинистым связующим для сырых ПГС применяемых на АФЛ. Исключения составляют лишь высокогидрофильные щелочные бентониты, запасы которых весьма ограничены [__]. Поэтому большинство литейных предприятий широко используют в производстве предварительно улучшенные бентониты, полученные на основе щелочноземельного сырья.

Технологии повышения эксплуатационных свойств природных бентонитов используются не только в литейном производстве но и в нефтехимии [__], бурении [__], в керамической промышленности [__], строительстве [__]. В каждой из областей активационная обработка направлена, на достижение различных целей и по этой причине процессы активации представляются в них разными классификационными системами. В ряде случаев сопоставление материалов публикации в различных областях [  ] даже указывает на отсутствие четкого разграничения таких понятий, как: метод активации, способ активации, метод диспергирования, условия активации и т.д. что вызывает определенные противоречия. Однако тот факт, что большинство активационных технологий во всех обозначенных областях производства представляют в конечном счете процесс регулирования химико-минералогических и физико-химических характеристик минерала с целью обеспечения заданных структурно-механических свойств коагуляционно-дисперсных систем (каллоидно-химических свойств), вызывает необходимость представления общей классификации активационных процессов для обобщения научного и производственного опыта активации глинистых минералов.