Воденнікова О.С., Воденнікова Л.В., Горобець В.В.

ВПЛИВ ВИТРАТИ МАТЕРІАЛУ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МІЦНОСТІ БРИКЕТІВ З НІКЕЛЬВМІСНОГО ПИЛУ

Запорізька державна інженерна академія

На сьогоднішній день гостро стоїть проблема розробки високоефективної технології комплексної переробки нікельвмісних відходів феросплавного виробництва. Однією з проблем виробництва нікелю є втрата цінного елементу у вигляді шламів сухого пилу газоочищення, що утворюються від переділу випалення окисленої нікелевої руди в трубчастих печах [1,2].

Виготовлення брикетів з нікельвмісного пилу за умов ТОВ «Побужський феронікелевий комбінат» виконували шляхом холодного вібропресування. Як в’яжучий матеріал використовували лігносульфанат технічний (ЛСТ) щільністю 1,15-1,20 г/см3, рідке скло щільністю 1,40-1,43 г/см3, цемент марки «400», отверджувач скла. Міцність сирих брикетів оцінювали опором роздавлюванню (σ, кг/см2), удару - кількість падінь з висоти 0,5 м на сталеву плиту з визначенням кількості фракції менше 5,0 мм. Режим сушки брикетів вивчали у нагрівальній шафі з рециркуляцією нагрітого повітря за швидкості фільтрації 0,2-0,8 н×м3/(м2.∙с) та температури 150-220 ºС.

Дослідження технології пресування показали, що задовільну міцність сирих брикетів було досягнуто під час використання водного розчину ЛСТ (3,0-3,5 % за сухим порошком) та загальної вологості шихти 18-19 %. Якість сирих брикетів значно поліпшується під час використання заздалегідь підготовленого в'яжучого матеріалу – водного розчину ЛСТ, причому щільність розчину не повинна бути нижче ніж 1,12 г/см3.

Результати експериментальних досліджень з вивчення впливу вмісту ЛСТ та рідкого скла на міцність брикету подано на рис. 1-3. Встановлено, що оптимальний тиск пресування знаходиться у межах 400-600 кгс/см2, оптимальна вологість складає 9-10 %; найбільшої міцності досягають брикети із в’яжучим компонентом у вигляді рідкого скла.

                                       а                                                                                    б

1 - ЛСТ;  2 - рідке скло

Рис. 1 - Залежність міцності сирих брикетів від тиску пресування (а) та вологості (б)

                    

1 - ЛСТ (W = 15%); 2 - рідке скло (W = 15%); 3 - рідке скло (W = 10%)

Рис. 2 - Залежність міцності брикетів від часу сушки (Т = 1800 °С)

1 - ЛСТ (8%);  2 - ЛСТ (5%); 3 - ЛСТ (2%).

Рис. 3. Залежність міцності брикету від тривалості випалу

Аналіз експериментальних даних (табл. 1 та 2) показує, що міцність сирих брикетів досягають свого максимального значення за концентрації 4…5%; після випалу спостерігають значне збільшення міцності брикетів.

Оптимальна витрата в’яжучих матеріалів складає для ЛСТ - 4% (за твердим) за вологості шихти 10% (σсир = 14-18 кг/см2); для рідкого скла - 5% за вологості шихти 8…10% (σсир = 17-19 кг/см2). Єдиний негативний фактор застосування ЛСТ є наявність у нім сірки. Тому доцільніше застосовувати рідке скло.

Таблиця 1  - Вплив кількості речовини, що пов'язує, на міцність сирих брикетів (за тиску пресування 400 кгс/см2  і вологості 10%)

Речовина,

що пов’язує

Кількість речовини, що пов’язує, %

2

4

6

8

ЛСТ

18,0

23,5

20,0

16,0

Рідке скло

15,9

21,2

16,0

14,0

 

Таблиця 2 - Міцність брикетів після випалення

 

Речовина,

що пов’язує

Зусилля роздавлювання,σ, кг/см2

Кількість речовини, що пов’язує, %

2

5

8

ЛСТ

40

46,2

46,2

Рідке скло

27

38

37

 

Висновки. На підставі аналізу та узагальнення одержаних експериментальних даних визначено оптимальні технологічні параметри виробництва брикетів з нікельвмісного пилу. Показано, що характеристики міцності брикетів із в’яжучим матеріалом на основі рідкого скла на 10-30% вище ніж під час використання ЛСТ для всіх технологічних параметрів.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Бессонов В.С. О влиянии технологических параметров прессования на прочностные характеристики брикетов из никельсодержашей пыли / В.С. Бессонов // Современные направления теоретических и прикладних исследований : междунар. науч.-практ. конф., 15-28.03.2011 : тезисы докл. - Одесса,  2011. - С. 77-78.