Обогащение вермикулитовых руд Караузякского месторождения республики Каракалпакистан

Processing of vermiculite ore of the Karauzyak deposit of the Republic of Karakalpakistan
Цитировать:
Обогащение вермикулитовых руд Караузякского месторождения республики Каракалпакистан // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Арипов А.Р. [и др.]. 2021. 3(84). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11447 (дата обращения: 19.09.2021).
Прочитать статью:

 

DOI: 10.32743/UniTech.2021.84.3-1.78-81

 

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы эффективного обогащения вермикулитовых руд Караузякского месторождения, целью которого является получение сырья для теплоизоляционного и облицовочного плитка.

ABSTRACT

The article deals with the issues of effective enrichment of vermiculite ores of the Karauzyaksky deposit, the purpose of which is to obtain raw materials for heat-insulating and facing tiles.

 

Ключевые слова: вермикулит, дробление, грохочение, обжиг, воздушная сепарация, вспучивание, теплоизоляция.

Keywords: vermiculite, crushing, screening, roasting, air separation, swelling, thermal insulation.

 

К вермикулитам относят группу слоистых магнезиально-алюминиевых и магнезиально-железистых алюмосиликатов, имеющих в своей кристаллической структуре слой молекул воды. Основному свойству природного вермикулита, определяющего его промышленную ценность, является способность вспучиваться при обжиге в интервале температур 600-1200°С с увеличением его объема в 8-12 раз (иногда в 30 раз). Вспученный вермикулит является сыпучим, легким высокопористым материалом и представляет собой чешуйчатые частицы серебристого или золотистого цвета. Он обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, нетоксичен, без запаха. Плотность вспученного вермикулита при крупности зерен 5-15мм составляет 90-160 кг/м3, для более мелких зерен – до 200 кг/м3.

Как показывает мировая практика, вермикулит является простым и эффективным теплоизоляционным материалом. Он успешно может применяться в качестве несгораемого насыпного утеплителя для теплоизоляции наружных стен, чердачных перекрытий, полов. Важным преимуществом вспученного вермикулита является то, что он обладает текучестью, которая делает возможным заполнение пустот неправильной формы. Его добавляют в строительные растворы и бетоны, что делает их более легкими.

Наиболее перспективными месторождениями вермикулита в Узбекистане является Караузякское месторождение. Минералы пустой породы в преобладающем количестве представлены оливином, пироксеном, кальцитом, магнетитом, апатитом, гидроксидами железа и др. Среднее содержание вермикулита в рудах 30-35 %. Химический состав вермикулитовой руды Караузякского месторождения приведено в табл. 1

Важнейшей целью технологического процесса обогащения вермикулитовой руды является увеличение содержания кристаллов за счет уменьшения содержания пустой породы и посторонних примесей. При этом кристаллы руды в процессе обработки не должны разрушаться.

Таблица 1.

Химический состав вермикулитовой руды

Вещество

Содержание, %

Вещество

Содержание, %

SiO2

37,5

Na2O

0,6

MgO

21,6

CaO

0,85

Al2O3

12,5

TiO2

1,2

Fe2O3

6,4

Cr2O3

0,25

FeO

0,8

MnO

0,15

K2O

4,8

H2O

4,8

 

Рисунок 1.Технологическая схема обогащения вермикулитовых руд

 

При обогащении вермикулитовых руд Караузякского месторождения в процессе переработки руды образуются частицы вермикулита, которые размерами, формой и весом не отличаются от песка, поэтому выделять их не удается. На рис. 1 показана технологическая схема обогащения вермикулитовой руды Караузякского месторождения. Руда проходит дробление, грохочение, сушку, обжиг и воздушную сепарацию. Во время обжига частицы вермикулита вспучиваются неодинаково: более мелкие нагреваются скорее и вспучиваются сильнее, а более крупные нагреваются медленнее и слабее увеличиваются в объеме. Для равномерного вспучивания частиц вермикулит перед обжигом подвергается дроблению и грохочению, чтобы получить однородные по величине зерна.Обжиг является главным процессом производства вспученного вермикулита.

Полученный таким образом вспученный вермикулит подвергнут термическому анализу. Термический анализ – это группа аналитических методов, в которых физические свойства или химические реакции вещества измеряют как функцию температуры. В данную группу методов включены следующие методы: дифференциальный термогравиметрический анализ (ДТГ), термогравиметрический анализ (ТГ), дифференциальная сканирующая
калориметрия (ДСК).

ДТА и ДСК являются двумя тесно связанными методами, в которых исследуемый материал обычно подвергается запрограммированному изменению температуры для изучения термических эффектов в материале. Таким образом, можно найти температуру, при которой любой объект либо поглощает, либо выделяет тепло. Это позволяет определить, например, температуру фазовых переходов и порядок химических реакций.

На рис.2А представлен термогравиметрический анализ (ТГА) вермикулитового огарка, в котором представляет изменение массы в зависимости от температуры. Показано, что в интервале температур от 344°С  до 498°С, вес образца увеличивается на 0,89%, затем начинается резкое уменьшение массы на 1,94%  до температуры 606°С. Далее образец медленно начинает набирать вес, увеличивая скорость. При этом общее увеличение массы до 924°С составляет 5,73%. Далее наблюдается уменьшение массы на 3,13% до 1000°С.

 

Рисунок 2. Кривые термического анализа Вермикулитового огарка

 

Как видно из кривых ДТГ (рис. 2В), при температуре 498°С начинается пик потери массы, в котором представляется в интенсивном выделении тепловой энергии (рис. 2С), что свидетельствует о реакции горения (экзотермическая реакция). Потери массы при температурах 564°С и 717°С проявляются со слабым тепловыделением. Также наблюдается интенсивный пик увеличения массы при температуре 836°С, что представляется  интенсивным тепловыделением, которая связана с реакциями окисления.

Таким образом, термический анализ вермикулитового концентрата до температуры 1000°С показывает, что при нагреве огарок набирает вес на 2-3%. В интервале температур от 497°С до 619°С наблюдается потеря массы. Однако увеличение массы намного больше, чем уменьшения. Вспучивание вермикулита зависит от скорости повышения температуры и предельного значения ее при обжиге: чем быстрее и полнее происходит дегидратация вермикулита, тем сильнее расщепляются слюдяные пластинки, тем меньший объемный вес имеет продукт обжига, тем лучше его качество. После такой обработки образуется вермикулит с содержанием 85-95%. Обогащенный таким образом вермикулит является сырьём для получения теплоизоляционного и облицовочного плитка.

 

Список литературы:

  1. Ахтамов Ф.Э., Арипов А.Р. Обогащение вермикулитовых руд.  Материалы республиканской научно-технической конференции «Ӯзбекистон олимлари ва ёшларининг инновацион илмий-амалий тадқиқотлари" Тошкент-2021, 25-февраль.
  2. Курбанбаев Ш.Э., Мирзаев С.З., Авдиевич В.Н., Усманов М.Х. Разработка эффективных составов для получения пожаробезопасных конструкционно-теплоизоляционных материалов на основе вспученных вермикулитов // Научно-технический журнал ФерПИ. – Фергана, 2015. – Том 19, – №3. – С. 64-69.
  3. Hasanov A.S., Tolibov B.I., Vokhidov B.R. Evaluation of operated roasting furnace operating for sulphide materials // Proceedings of international conference on Integrated innovative development of Zarafshan region: achievements, challenges and prospects, –Navoi, 26-27 October 2017. –P117-121
  4. Азимов О.А., Ананьев П.П., Наумов К.И. Теоретическое обоснование влияния импульсной электромагнитной обработки на изменение удельной поверхности материала в процессе измельчения // Деп. рук. №725, 5с. 23.09.2009г. // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2009.
  5. Hasanov A.S., Tolibov B.I., Pirnazarov F.G. Advantages of low-temperature roasting of molybdenum cakes // International scientific-practical conference on the theme: «International science review of the problems and prospects of modern science and education». - Boston, USA: 2019. - P. 17-18.
  6. Азимов О.А. Экспериментальное обоснование режимов импульсного электромагнитного разупрочнения кварца // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2009. – №12. – С.161-167.
  7. Хасанов А.С., Толибов Б.И. Совершенствование использования тепла при плавильных и обжиговых процессах в металлургии // Горный вестник Узбекистана. - 2018. - №3. - С. 85-92.
  8. Хасанов А.С., Толибов Б.И. Обжиг молибденовых кеков в печи нового типа для интенсивного обжига // Горный вестник Узбекистана. - 2018. - №4. - С. 131-135.
  9. Хасанов А. С., Толибов Б. И. Исследование возможности процесса окисления сульфидных материалов в печи для интенсивного обжига // Горный журнал №9, 2018. –C85-89.
  10. Хасанов А.С., Толибов Б.И. Теоретические основы термодинамики окислительного обжига сульфидных материалов// Композиционные материалы. – Ташкент, 2019. – №1. –С. 14-17.
  11. Толибов Б.И. Исследование процесса окислительного обжига золотосодержащих сульфидных материалов для разработки оптимального режима. // Евразийский союз ученых #5 (74), 2020. –С41-49 DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2020.4.74.756
  12. Вохидов Б.Р., Хамидов Р.А., Буронов А.Б., Исаев А.Н., Иботов Б.О. Проблема переработки техногенных отходов и переход к безотходной технологии // Нефть ва газ комплексида бурғилаш, қазиб олиш ва қайта ишлаш жараёнларининг замонавий технологиялари. – Қарши, 2018. – С.629-632.
Информация об авторах

старший преподаватель Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои

Senior Lecturer, Department of Metallurgy, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi

д-р техн. наук, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета, Республика Узбекистан, г. Алмалык

Doc. tech. sciences. Almalyk branch of Tashkent State Technical University, Republic of Uzbekistan, Almalyk

начальник лаборатории “ООО Триумф Горняк”, Узбекистан, г. Ташкент

head of the laboratory Triumph Miner Ltd, Uzbekistan, Tashkent

и.о. доцента  Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои

Associate Professor of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi

ассистент кафедры «Металлургия» Навоийского государственного горного института, Узбекистан, г. Навои

Assistant of the Department of «Metallurgy» of the Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top