Эффективный разжижитель керамического шликера
Важнейшей задачей в области производства керамических плиток является увеличение производительности башенных распылительных сушилок и экономия топлива. Это достигается за счет снижения влажности шликеров. Установлено, что при снижении влажности шликера только на 5% увеличивается производительность сушил на 19%, за счёт чего экономится потребление газа и электроэнергии.
В настоящее время основным глинистым сырьем, используемым в производстве керамических плиток, являются глины Веселовского, Никифоровского и Николаевского месторождений. Оптимальная влажность глинистых суспензии из указанных глин при добавке традиционных разжижителей 55—60%. При этом в качестве разжижителя используют неорганические вещества —кальцинированную соду, жидкое стекло, полифосфат натрия, и органические — ПФЛХ.
Одним из новых эффективных разжижителей является углещелочной реагент (УЩР), относящийся к группе гуматных реагентов - это продукт взаимодействия бурого угля (содержание гуминовых веществ в угле не менее 35— 40%) с 40—55%-ным раствором щелочи. Он известен как интенсивный пептизатор твёрдой фазы, особенно глинистой, а также эффективный понизитель вязкости и водоотдачи. Действующим началом углещелочного реагента являются щелочные гуматы, представляющие собой сложную смесь продуктов окисления органического вещества и условно резделяемые на водорастворимые фульвокислоты, растворимые в спирте гуматомелановые кислоты и щелочерастворимые гумусовые кислоты .
Изучение влияния добавки УЩР проводили на глинах Веселовского, Часов-Ярского, Ннкифоровского и Нижне-Увельского месторождений, первые три из которых представлены в основном каолинит - гидрослюдистыми минералами, последнее — монтмориллонитом. Влияние действия УЩР на разжижаемость глин, определяли по текучести глинистых суспензий при введении в них различного количества реагента в процентах от массы твердого вещества глинистой суспензии.
На основе полученных данных строились кривые разжижения глинистых суспензий. Как видно на примере исследования суспензии из веселовской глины (см. рисунок), УЩР оказывает эффективное действие на разжижение. При влажности суспензии 50% и добавке 1,1% реагента показатели текучести составили I — 5,8 с, II — 9 с. При введении традиционных электролитов, состоящих из соды кальцинированной и жидкого стекла, наименьшие показатели текучести достигаются при влажности 55%. Дальнейшее увеличение добавки электролитов в суспензию приводит к ее загустению.
Известно, что процесс разжижения можно разделить на два этапа: стабилизация суспензии, являющаяся необходимой предпосылкой для разжижения, и собственно разжижение. Стабилизация глинистой суспензии происходит при введении в нее электролитов в количестве намного меньше, чем составляет емкость поглощения данной глины. При этом идет обмен поглощенных глиной катионов на катионы натрия электролита с образованием гидроокисей и аквакомплексов силикатов натрия и калия. При введении УЩР совместно с кальцинированной содой и жидким стеклом усиливается многофункциональность химической обработки, возрастает их стабилизирующая способность за счет легкой окисляемости гуматов, которая делает их активными антиоксидантами, препятствующими развитию термоокислительной деструкции защитных коллоидов.
Исходя из этого было исследовано влияние углещелочного реагента в комплексе с содой и жидким стеклом. Сода н жидкое стекло вводили в количестве 0,1%; углещелочной реагент — в количестве от 0,1 до 0,5. Влажность глинистой суспензии составила 50%. На рисунке явно виден синергизм действия разжижения комплексом, состоящим из соды, жидкого стекла и углещелочного реагента. Оптимальной добавкой следует считать комплекс, состоящий из 0,1% кальцинированной соды. 0.1% жидкого стекла и 0,3% углещелочного реагента. При этом показатели текучести: I — 4 с; II — 5,5 с.
Влияние добавки УЩР в комплексе с содой и жидким стеклом на разжижение суспензий также изучалось ка глинах никифоровской, часов-ярской и нижне-увельской. Условия проведения эксперимента были идентичными для всех глин. Полученные экспериментальные данные позволили сделать, что характер кривых, т. е. закономерность разжижения для указанных глин аналогична закономерности разжижения веселовской глины. Влажность глинистых суспензий прн введении комплексного разжижителя сода+жидкое стекло У1ЦР была на 8—10% ниже влажности тех же суспензий прн разжижении их традиционными электролитами.
При этом оптимальными составами для указанных глин следует считать, в процентах по массе: для часов-ярской — сода кальцинированная 0,1; жидкое стекло 0,1; углещелочной реагент 0,4; для накифоровской — сода кальцинированная 0,1; жидкое стекло 0,1—0,2; углещелочной реагент 0,5 — сода кальцинированная 0,1; жидкое стекло 01,—0,2; углещелочной реагет 0,7.
В массах, применяемых при производстве керамических плиток на с:-очно- автоматизированных конвейерных линиях, содержатся не только материалы, но и флюсующие добавки. В связи с этим дальнейшее исследование влияния добавки УЩР на текучесть суспензий проводилось на массах на основе глины с добавкой плавней, которые в основном применяются при производстве керамических плиток при шликерной подготовке массы на заводах. Состав массы: глина 60—70%; плавень 30—40%. В качестве плавней использовали нефелиновый концентрат или перлит в смеси.
Шликер готовили при совместно помоле и роспуске. Плавень (отошитель), 10% глинистых компонентов, воду и соду загружали в шаровую мельницу и осуществляли помол до остатка на сите 0,063 4—5%. После чего в мельницу загружали остальную часть глинистых компонентов в смесь жидкого стекла и углещелочного реагента, растворенного в воде. Помол шликера со всеми компонентами продолжали до остатка на сите 0,063 1,5—2%. Влажность шликера с добавкой кальцинированной соды и жидкого стекла составила 49—52%. При добавлении УЩР влажность шликера снизилась до 41—46%. В среднем, снижение влажности шликера составило 8%.