Скорость газового потока
Отдельные установки отличаются друг от друга лишь типами и количеством циклонов. Обычно применяют две ступени осаждения, а для улавливания тонкодисперсных фракций используют водяную очистку газов. Перлитовый щебень, получаемый во вращающихся печах, рассеивают барабанными грохотами на фракции 5-10, 10 — 20 и менее 5 мм или по требованию потребителя — на фракции, близкие к указанным.
Вращающиеся печи для обжига
На производительность вращающихся печей влияет не только скорость вращения, угол наклона печи и ее аэродинамический режим, но и конструкция форсунок, система подачи и сжигания топлива в печи.
Применение разработанной в НИИСМИ короткопламенной газовой горелки, дающей острый веерообразный факел, направленный на стенки вращающейся печи, и обеспечившей создание высокотемпературной зоны обжига, позволило снизить объемную массу перлитового щебня от 420-480 до 300-400 кг/м3, а песка — в два раза.
С целью интенсификации процесса вспучивания разработан способ и циклонно-вихревая напорная газовая горелка для обжига перлита во вращающейся печи в вихревом потоке, что обеспечило быстрый прогрев материала до температуры вспучивания и вывод его из зоны высоких температур до оплавления. Применение этого устройства во вращающейся печи Киевского экспериментально-исследовательского завода и в цехе ДСК-3 (Киев) позволило увеличить выпуск готовой продукции от 0,8 до 3,0 м3/ч. Для сжигания мазута, используемого в качестве топлива во вращающихся печах, во ВНИИТеплопроекте разработано несколько типов топок, обеспечивающих стабильную работу тепловых агрегатов. Читать далее
Вспучивание перлита
При этом значительно повышается производительность печи и облегчается труд обслуживающего персонала.
Опыт эксплуатации шахтной печи с применением средств автоматизации показал, что объемно-насыпная масса вспученного перлитового песка при автоматическом регулировании режима обжига (сырье Арагацкого месторождения) колеблется в пределах 50 — 70 кг/м3, а при ручном регулировании — 60-100 кг/м3.
Перевод печей для вспучивания перлита на автоматическое регулирование не требует значительных капитальных затрат, а существенно повышает качество вспученного перлита и увеличивает производительность печей.
Вращающиеся печи для обжига широко распространены в восточных районах страны, где они используются для производства вспученного щебня и песка. На установках такого типа, построенных в Иркутской области и Забайкалье, используют в качестве сырья перлитовые породы Мухор-Талинского месторождения Бурятской АССР, обеспечивающие стабильное получение высококачественного щебня с насыпным весом 250-400 кг/м3 и песка с насыпной массой 100-200 кг/м3. Существенным вкладом в разработку технологии, проектирование и организацию производства вспученного перлита во вращающихся печах, построенных в Шелехове,
Братске, Улан-Удэ, Чите, являются исследования, проведенные во ВНИИСтроме (А. И. Полинковская, Н. И. Сергеев, О. А. Чернова), ВНИИПИТеплопроекте (В. Е. Артемов, Л. В. Капустин), НИИХиммаше (Иркутское отделение) и тресте Иркутскалюминстрой.
Существенный недостаток современных шахтных перлитообжигательных печей
Измерялась температура печи в верхней ее части, т. е. выше зоны обжига (шестая секция). Измерение температуры непосредственно в зоне обжига связано со значительными искажениями из-за налипания расплавленных частиц на термопару и отбором тепла вспучивающейся породой. Поэтому в расчет принималась температура с учетом разности в зоне обжига и в месте установки термопары. В данной печи эта разность определена опытным путем и составляет 250° С.
При проведении исследований пробы вспученного перлита отбирались через каждые 5 мин, а сырья — через 10 мин, и определялась их объемно-насыпная масса.
Значительное увеличение скорости процесса обжига
На последних конструкциях печей типа ПУ-10М достигнута производительность вспученного перлитового песка до 12 м3/ч.
Дальнейшее усовершенствование конструктивных и эксплуатационных характеристик шахтной печи ПУ-10М позволило создать установки мощностью 30 тыс. м3 вспученного перлита в год, построенные в Мытищах (Московская область) и Одессе. Высокая производительность может быть достигнута при строгом фракционировании сырья и обжиге мелких зерен перлита. С увеличением крупности зерен возрастает продолжительность нагрева, что несколько снижает производительность печей.
Существенный недостаток современных шахтных перлитообжигательных печей — отсутствие надежных автоматических устройств регулирования режима их работы. Читать далее
Вспученный перлитовый песок
Для увеличения скорости газовоздушного потока эта часть печи имеет профиль трубы Вентури. Перлит вспучивается вблизи факела горения, приобретает парусность и уносится вверх в систему классификации по фракциям.
При работе шахтных печей, оборудованных газовыми горелками, наблюдается неравномерное распределение факела пламени по поперечному сечению печи, что снижает ее производительность. Читать далее
Компоновка печей
Для этого печь термоподготовки устанавливают выше отметки загрузочного устройства печи обжига. Благодаря этому частично используется физическое тепло перлитового сырья, приобретенное им в процессе предварительной термической подготовки.
Применение предварительной термической обработки перлитовых пород перед обжигом позволяет получить вспученный перлитовый песок и щебень с пониженным количеством пылевидных фракций, повышенной механической прочностью и меньшим водопоглощением по сравнению со вспученным перлитом, полученным без применения предварительной термической обработки. Читать далее
Термическая обработка перлита
Количество этой воды в большинстве случаев составляет 1,0-3,5%. Режим предварительной термической обработки водосодержащих вулканических стекол устанавливается в зависимости от их состава, минералографических особенностей и физического состояния.
Температура термоподготовки обычно находится в пределах 250-450° С, а иногда достигает 600° С (отдельные разновидности перлита Мухор-Талинского месторождения). Продолжительность термоподготовки 10-30 мин.
В результате термоподготовки снижается содержание воды в перлитовом зерне. Благодаря этому пар выделяется при обжиге в меньшем количестве, чем в случае сырой породы, и не вызывает трещинообразования, а равномерно вспучивает размягченную массу. Читать далее
Механизированный карьер с дробильно-сортировочным комплексом
Внутризаводское транспортирование измельченной перлитовой породы осуществляется ленточными транспортерами, элеваторами и другими видами транспортных средств.
Основа технологического процесса производства вспученного перлита тепловая обработка породы, которая предопределяет все основные качественные и количественные характеристики вспученного материала. Термин тепловая обработка включает в себя понятия температуры и продолжительности нагревания материала во время вспучивания, а в отдельных случаях также доведение до оптимального содержания количества летучих компонентов в породе перед вспучиванием предварительной термической подготовкой сырья.
Сложность тепловой обработки перлита в том, что содержащееся в породе значительное количество воды при медленном нагреве испаряется до достижения материалом пиропластического состояния, т. е. без эффекта вспучивания, а при чрезмерно интенсивном нагреве вызывает растрескивание и разрыхление породы. Читать далее
Дробильно-сортировочный комплекс
Породу, добытую в забое экскаватором, в виде кусков размером до 20 см доставляют на автомашинах на дробильно-сортировочный комплекс, где роторной дробилкой и системой виброгрохотов разделяют на фракции 10-40 и менее 10 мм и отправляют потребителю по железной дороге в крытых вагонах. Куски размером более 40 мм поступают в конустю дробилку на повторное дробление. Механизированный карьер с дробильно-сортировочным комплексом, запроектированным на Береговском месторождении, отличается тем, что порода после грохочения первичного дробления сушится в сушильном барабане в виде фракции 0-70 мм, а затем подвергается повторному дроблению и рассеву. Проектом предусмотрено фракционирование сырья в пределах 0-1; 1-3; 3-5 и 5-10 мм. Вагоны с фракционированным перлитовым сырьем разгружают в склад цеха вспучивания механическим погрузчиком, производительностью 40 — 60 т/ч. Условия доставки и хранения перлитовой породы должны исключить ее увлажнение, так как это в ряде случаев препятствует рассеву сырья на фракции. Читать далее
Добыча перлитовых пород
Принцип использования однородного сырья осуществляется уже при разработке карьера, а также в процессе дробления и сортировки перлита. Иногда в карьерах практикуется отсортировка крупных кусков закристаллизованной или монтмориллонитизированной породы, или других примесей, которые хорошо отличаются по цвету, структуре и другим признакам. В большинстве случаев водосодержащие стекла залегают в виде нескольких разновидностей, слагающих слои различной мощности, или линзы, например Мухор-Талинское, Береговское месторождения. Читать далее