ИССЛЕДОВАНИЕ НАБУХАЕМОСТИ БЕНТОНИТА, ПРИМЕНЯЮЩЕГОСЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Аннотация. В данной статье проведено исследование измельченного бентонита, рассмотрено влияние гранулометрического состава на скорость и индекс набухания. Также, в статье определен объем осадка бентонита в зависимости от гранулометрического состава.

Abstract. In this article investigated the crushed bentonite, reviewed the influence of grain size distribution on speed and on swelling index. Also, in the article is defined the volume of bentonite sediment depending on the particle size distribution.

Ключевые слова: бентонит, коэффициент набухаемости, гранулометрический состав, плитка Enslin, фракции.

Keywords: bentonite, swelling ratio, grain size distribution, Enslin's tile, fractions.

Бентонит широко применяется в окомковании железорудного концентрата. Набухание - это свойство материала увеличивать свой объем при взаимодействии с водой. Бентонитовая глина – это монтмориллонитовая глина, характеризующаяся ярко выраженными коллоидными свойствами. При взаимодействии бентонита с водой, последняя проникает в межслоевое пространство монтмориллонита, гидратирует его, вызывая набухание бентонита. Таким образом, коэффициент набухания представляет собой объем воды, поглощаемый 2 граммами измельченного бентонита, и измеряется в мл/2г.

Индекс набухания определяется по формуле:

где V1 – объем образовавшегося осадка, мл (см³);

       М – массовая доля влаги в исходной пробе бентонита, %.

В лаборатории металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» были проведены опыты по исследованию зависимости коэффициента набухания от его гранулометрического состава. Для эксперимента брали хакасский бентонит, используемый для производства железорудных окатышей.

Для выполнения экспериментов применялось следующее оборудование:

 Вибросито, аналитические весы с точностью до 0,001г, градуированные цилиндры, бумажные диски, плитка Enslin, прибор для определения влажности сыпучих веществ «Elvis», вода дистиллированная.

При проведении исследований измельченный бентонит был разделен с помощью вибросита (рис. 1) на следующие классы крупности (табл. 1):

Рисунок 1. Ситовый анализатор

Гранулометрический состав бентонита представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Гранулометрический состав бентонита

Для каждого класса бентонита (табл. 1) взяли по градуированному цилиндру, содержащему по 100 мл дистиллированной воды. С каждой фракции для опыта потребовалось по 2 г бентонита. Навеску массой 2г небольшими порциями (0,1 – 0,2 г) засыпали в мерный цилиндр, заполненный дистиллированной водой. Каждую разовую порцию засыпали только после полного погружения предыдущей порции. По окончании погружения последней порции фиксировали время.

Затем в течение 2 часов через каждые 20 минут измеряли объем образовавшегося осадка как среднее арифметическое между максимальным и минимальным значениями объема осадка.

Рисунок 2. Окончание опыта по набухания бентонита

Результаты эксперимента представлены в таблице 3 и на рисунке 3.

Таблица 3.

Определение объем осадка бентонита в зависимости от гранулометрического состава

Влияние гранулометрического состава на скорость набухания бентонита представлено на рисунке 3.

Рисунок 3. Влияние гранулометрического состав бентонита на изменение индекса набухания во времени

В результате исследований выяснено, что набухание бентонита начиная с фракции менее 63мм практически одинаково, т.е. от гранулометрического состава не зависит. Таким образом, переизмельчение бентонита не рационально.

Список литературы:

1. А.С. Тимофеева, Т.В. Никитченко. Экстракция черных металлов из природного и техногенного сырья. Лабораторный практикум Старый Оскол, 2012, 144 с.
2. Тимофеева А.С., Федина В.В. Справочник теплофизика-металлурга: уч. пособие. - Старый Оскол: Из-во кпц «Роса», 2008.-280 с.