Фізико-хімічні та технологічні особливості місцевих кварцових пісків
Ісмаїлов Нізамі Шайи огли,
доцент Азербайджанського технічного університету.
В даний час необхідність підвищення конкурентоспроможності машинобудівної продукції на перше місце висуває проблему технологічного забезпечення якості виливків. Цю важливу науково-технічну проблему можна вирішити безперебійним забезпеченням ливарних цехів машинобудівних заводів республіки якісними формувальними матеріалами, головними з яких є кварцові піски, глини і бентоніти [1].
Особлива увага до якості формувальних матеріалів обумовлено їх істотним впливом на точність, шорсткість поверхні, структуру і властивості, а також ймовірності утворення дефектів у виливків. Встановлено, що є безпосередній взаємозв'язок між якістю формувальних матеріалів і технологічними властивостями формувальних сумішей, ливарної форми і виливки [2].
Як показують багаторічні дослідження, місцеві кварцові піски в природному стані не відповідають вимогам державних стандартів з ливарному виробництву, тому необхідно шукати шляхи поліпшення їх властивостей різними способами, в тому числі широким впровадженням процесів активації, модифицированием, регенерацією і збагаченням. Наприклад, збагачення піску стабілізує його мінералогічний склад і впливає на отримання більш однорідної зернової маси [3].
В Азербайджані кварцові піски зосереджені в основному в Апшероне, Гобустане і кубинському районі. Родовища кварцових пісків Аджівелінское, Зейідское, Гекмалінское, Кірмакінское, Центр і інші мають багаті запаси природного сировини [4].
Машинобудівна і металургійна промисловість Республіки в даний час працює в основному на привізній сировині, використовуючи в якості основного компонента кварцові піски Росії і України, що є нерентабельним. Тому виявлення фізико-хімічних і технологічних особливостей і розробка методів поліпшення властивостей місцевих кварцових пісків з метою їх раціонального використання в складах формувальних сумішей для виробництва серійних чавунних виливків є актуальними науково-технічними завданнями.
Результати технологічних випробувань показали, що стандартні за складом суміші мають задовільну газопроникність (К = 120 од.), Сиру і суху міцність (s сир ≈40 ... 60 кПа, s сухий ≈200 ... 300 кПа) і ці піски можуть бути застосовані в якості формувальногоматеріалу для чавунного і кольорового лиття із застосуванням відповідних протипригарних матеріалів. Відповідно до результатів технологічних випробувань після збагачення в мінералогічний склад Аджівелінскіх пісків міститься: SiO2 - 96, 97% і Fe2 O3 - 0,09 - 0,13%, що свідчить про ефективність процесів збагачення [6]. У табл. 1 наведені середні хімічні та гранулометричні склади місцевих кварцових пісків в природному стані.
Хімічний і гранулометричний склади місцевих кварцових пісків.
Перспективним вважається родовище Загірдаг (Гобустан), прогнозні запаси яких становлять не менше 20 млн. Т. Однак кварцові піски Загірдаг також вимагають збагачення з промиванням, і необхідно вирішити питання водопостачання для збагачувальної фабрики. Проведені технологічні випробування зазначених пісків в природному стані в складі формувальних сумішей показали, що сира міцність становить величину в межах 40 ... 60 кПа [7].
Петрографічними і електронно-мікроскопічними дослідженнями встановлено, що низька міцність і вогнетривкість сумішей пов'язана з недостатньо рівною і чистою поверхнею зерен, що містять домішки галлуазіта і тонкі аморфні плівки, що перешкоджають утворенню міцних зв'язків (рис. 1).
Мал. 1. Зерна (а × 400) і ділянку поверхні кварцового піску (б × 15000), покриті бентонітом.
Однак при збагаченні і обробці на конусно-інерційних дробарках і пневмоклассіфікаторах вдається отримати піски з відносно чистою поверхнею і як наслідок, задовільні фізико-механічні та технологічні властивості сумішей.
Таким чином, для забезпечення ливарного виробництва республіки формувальними матеріалами Аджівелінскіе, Зейідскіе, Сулутепінскіе і Балаханскіе кварцові піски можуть розглядатися, як можливі сировинні бази і застосовані в формувальних сумішах для ливарних форм виливків з чавуну і кольорових сплавів.
Встановлено деякі фізико-хімічні, мінералогічні та технологічні властивості кварцових пісків великих родовищ Азербайджану. Визначено хімічний, гранулометричний склади, особливості морфології поверхні і важливі технологічні характеристики місцевих кварцових пісків. Для забезпечення потреби ливарного виробництва республіки перспективними визнані піски Аджівелінского, Зейідского, Сулутепінского і Балаханского родовищ.
1. Берг П.П. Формувальні матеріали. М. Машгиз, 1963, 408 с.
2. Баландін Г.Ф. Василів В.А. Фізико-хімічні основи ливарного виробництва. М. Машинобудування, 1981, 260 с.