Огнеупорный наполнитель для литейных форм и стержней Советский патент 1982 года по МПК B22C1/00 

и большое количество щелочных и ще лочноз1 мельЕ1ЫХ металлов (особенг но СаО), которые оказывают отрицательное влияние на качестйо смесей и отливок. Поэтому отвальные отходы, представляющие собой пульпу с содержанием 35-45% твердой фазы, обрабаты вают методом прямой флотации, т.е. .удаляют минеральные частицы, содер жащие окислы фосфора, щелочных и щелочноземельных металлов, а также другие примеси. Очищенную п вергают гидравлической классификации с целью получения материала оп ределенного зернового состава, пос ле чего его выйу1иивают. Химический состав обработаниих отвальных отходов, мас.%: 0,3-0,4 . Ре2.0з0,06-0,07 СаО0,2-0,3 МдО0,02-0,03 К,0 0,01-0,03 Na,,01-0,03 S i 0.2 Остальное Таким Ьбраэом, по химическому составу этот материал можно отнести к обогащенным кварцевым формовочным пескам, глинистая составляющая 0,0 0,36%. . В качестве примесей он содержит серу сульфитную и фосфорный ангидри соответственно 0,01-0,3 мас.% и 0, 0,09 мас.%, которые из-за малого содержания не оказывают отрицательного влияния на свойства формовочны смесей. После гидравлической классификац обработанные отвальные отходы имеют следующий состав. Размер частиц, мгл % до О,11,0 0,1-0,169,0 . 0,16-0,477,5 0,4-0,63 10,0 0,63-1,0Остальное Цвет песка - светлый, сероватобелый, зерна кварца в основном проз рачные, бвсцветные, встречаются час тицы со слабой желтоватой окраской Имеются примеси глауконита в виде частиц до 0,5 мм, незначительное количество лимонита и в виде редких включений встречаются частицы колофана размером до 1,0 Водородный показатель рН 9,35. В лабораторных условиях испытаны различные составы смесей, в качестве наполнителя в которых использова ны очищенные отходы фосфоритного производства из фосфоритной руды (Кингисепского месторождения). При обогащении ракушечных фосфоритных руд образуются 2 вида отходов - дoлo штoвыe и кварцевые. Хими ческий состав их представлен в табл. 1. Доломитовые отходы, yдaляe Iыe грохочением после дробления исходной руды, представляют собой куски песчаника и конкреций размером от 300 до 3 мм, сцементированные железистодоломитовым цементом. Зерна кварца находятся в сростках с сопутствующими минералами. Кварцевые отходы удаляют после измельчения руды в шаровых мельницах и прямой флотации фосфорита-.-. Поверхность зерен кварца очищена в процессе измельчения руды. Из табл. 1 видно, что количество доломитовых отходах в 2 раза меньше, чем в кварцевых, а количество других, вредных ок.ислов намного больше. Для обогащения долог-штовых отходов до кварцевого песка требуется огромные энергетические, материальные и другие затраты. Следовательно, oптиl/IaJгьньи отходом для .обогащения его до кварцевого песка являются кварцевые отходы. Эти отходы обрабатывшотся методом флотации и гидравлической классификации. Получают материал., пригодный как огнеупорный наполнитель. Химический состав его приведен в табл. 2. Для сравнения показан состав кварцевого пескаНовинского месторождения марки 1К0315А. В обогащенных отвалах имеется небольшое количество серы и фосфора. Содержание их ГОСТом 2138-74 не регламентируется, однако в примечании ГОСТа указано, что определение содержания серы в песках вновь разведанных месторождений обязательно. Количество серы в обогащенных отвальных отходах значительно меньше (0,010,03%) -регламентируемого ГОСТом (0,05%). Химический анализ металла отливок и микроструктура показывают, что такое количество пятис-киси фосфора и серы не влияет на качество смесей и отливок. В табл. 3 приведены составы смесей на основе кварцевого песка, отвальных отходов и обогащенных отвальных отходов со связующим - жидким стеклом. В табл. 4 приведены физико-механи(Ческие и технологические свойства смесей после продувки,СО. Из табл. 4 видно, что смеси на отвальных отходах имеют недостаточную прочность, повышенную осыпаемость, низкую газопроницаемость. Свойства смесей с обогащенными отвалами практически не отличаются от свойств смесей на кварцевом песке, Наиболее оптимальным составом является состав 2 с обогащенными отвальными отходами. Из песчано-глинистых смесей были изготовлены формы для отливок в виде клина и залиты различными марками чугуна и стали.По химическому составу и микроструктуре образцы отливок, залитые в формы, изготовленные на отходах, не отличаются от отливок, залитых в форме на песок Новинского месторождения. Все отливки чистые, без пригара.

ОтходыХшшческий состав, мас.%

SIO AfaO j . CaO jj МдоГк О и 0 j S

Доломитовые47-48 0,25-0,30 2/70-2,76 18,8- 7-8 He определя- 5,10- He onpeКварцевые 92-94 1 -2,5 0,15-0,30 2-3 0,2Материал,

огнеупор-Химический состав, мае.% I , CaO К,о|ма2 о S

I t

Кварцевый98,30-0,78- 0,80- Следы 0,27- - 0,10 He регламенпесок Новин-98 35 0,80 0,820,29 0,12 тируется

ского месторождения

Предлагаемый 99,1- 0,3- 0,06- 0,2- 0,01 0,01- 0,02- 0,01- 0,07огнеупорный 99,3 0,4 0,07 0,3 0,83 0,03 0,03 0,03 0,09 материал (обогащенные отвальные отходы. фосфоритных руд)

- L. - Л...Л

КоиповевтСояержавне, мас.%, в смесях

ва кварцевом песка ва отвальных отхооах ва овогахаенных отвгльиыж

ВОВИНСКОГО место- фосфоритных руд отходах фосфоритных РУЛ

рождения

ZLJTZ3Zjr.L nrJ™Zin D ZIZ E

94 92,в. 91,6 94 675

5

Едкий натр

10%-ный

1,0 1,2 1,4 1,0

раствор

По предварительным подсчетам, снижение себестоимости одной тонны огнеупорного материала составит не менее одного рубля, а годовой эконрмический эффект от использования отвальных отходов в народном хозяйстве - более 2,5 млн. руб.

Т а б л и ц а

18,9 7-9 ется5-14 деляется

0,3 0,14- 0,05- 1,5- Сульфид0,15 0,15 1,8 ная до

, Таблица 2

i

92,в 91,«

94 5

91,6

67

7

1,2 1,4

1,0

1,4

тейных форм и стержне, включающий , А1,0, ,,, CaO.MgO, Kj,0, Na,, отличающийся тем/ что, с целью расширения сырьевой базы наполнителейза счет обогащения отвальных отходов фосфорита из ракушечных.-.фосфоритных руд до кварцевых песков, он содержит упомянуть1е;ок14С лы при следующем соотношении, ,.bjiaCo%:.

MgO0,02-0,03

KiO0,01-0,03

N34,00,01-0,03

S i OiОстальное

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник .под ред. И.П.Егоренкова. формовочные пески пpo 1ыщлeнныx

карьеров СССР. М., Машиностроение,,

1906, с, 5-20.