Технологический комплекс для переработки вермикулитовых концентратов и конгломератов

Abstract

Актуальность. Вермикулит и материалы на его основе нашли широкое применения во многих сферах жизнедеятельности: промышленность, природообустройтво, обеспечение пожаробезопасности и т. д. В связи с этим актуально решение задач, связанных с усовершенствованием технологических процессов обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов, особенно в аспекте получения высококачественного вспученного вермикулита. В основе обеспечения ресурсоэффективности технологических процессов получения вспученного вермикулита лежат электрические модульно-спусковые печи. Поэтому рассмотрение вопросов разработки новых конструкций электрических модульно-спусковые печей и технологических комплексов на их основе актуально. Цель исследования: разработка технологического комплекса для переработки вермикулита, изучение указанных технологических процессов и оценка их эффективности. Методы: анализ источников информации в области исследования, синтез конструктивных и технологических решений, параметрическое и функциональное описание, проведение экспериментальных работ. Результаты. Разработан технологический комплекс для переработки вермикулитовых концентратов и конгломератов с учетом требований экономии электроэнергии, повышения качества вспученного вермикулита и вторичных целевых продуктов. В ходе работы усовершенствована модульно-спусковая печь, позволяющая экономить до 15 % электроэнергии при той же производительности. Доказано, что предложенная система охлаждения обеспечивает повышение прочности вспученных зерен на 19,1 %, увеличение почти до 90 % выделения вторичных целевых продуктов. Значительно повышается главный показатель качества - снижение насыпной плотности основного целевого продукта за счет выведения вторичных продуктов и инертного материала. Сделан прогноз развития работ в аспекте разработки новой электрической печи с подвижной подовой платформой, обладающей удельной энергоемкостью обжига вермикулита около 81,6 мДж/м3 .

Relevance. Vermiculite and vermiculite-based materials have found wide application in many spheres of life: industry, environmental management, fire safety, etc. That's why, the solution of problems related to the improvement of technological processes for heat treating of vermiculite concentrates and conglomerates, especially in the aspect of obtaining high-quality expanded vermiculite, is relevant. The electric modular-trigger furnaces are the foundation for assurance of the resource efficiency of technological processes for expanded vermiculite production. Therefore, the consideration of issues of developing new electric modular-trigger furnaces designs and technological complexes based on them are relevant. The aim of the research is to develop the technological complex for vermiculite processing, study of specified technological processes and evaluation of their effectiveness. The research methods are based on the analysis of information sources in the field of research, the synthesis of constructive and technological solutions, parametric and functional description, experimental studies. Results. The authors have developed a technological complex for processing vermiculite concentrates and conglomerates, taking into account the requirements of energy saving, improving the quality of expanded vermiculite and secondary target products. The modular-trigger furnace was improved. The furnace allows saving up to 15 % of electric power at the same capacity. It was proved that the proposed cooling system provides an increase of the strength of the expanded grains by 19,1 %, an increase to almost 90 % of the release of secondary target products. The main quality indicator - decrease in the poured density of the main target product due to removal of secondary products and inert material - is significantly increased. The authors forecast further works in the aspect of developing a new electric furnace with a movable bottom platform, which has a specific energy capacity for vermiculite heat treating of about 81,6 mJ/m3 .