Подготовка сырьевых материалов
Для того чтобы качество сырьевых материалов привести в соответствие с требованиями ГОСТов и ТУ, сырьевые материалы обогащают на месте добычи, на обогатительных фабриках или непосредственно на стекольных заводах.
Песок, обогащенный на месте добычи, поступает на завод затаренным в мешки или в вагонах, оклеенных изнутри бумагой. Перед подачей в производство песок подвергают контрольному просеву и при необходимости сушке.
Необогащенный песок проходит на заводе следующие виды обработки: обогащение или усреднение, сушку, просеивание.
Основная задача обогащения - удаление из песка посторонних примесей и пылевидных фракций, так как мелкие фракции содержат гораздо больше оксидов железа, чем крупные. Наиболее распространенные методы обогащения — флотооттирка и магнитная сепарация.
Флотооттирка — это комбинация двух методов — флотации и оттирки, которая позволяет удалить из песков до 90 % оксидов железа. При флотации используется разная способность зерен кварца и инородных минералов смачиваться водой: кварц хорошо смачивается, минералы — носители железа — практически не смачиваются, особенно в присутствии реагентов-собирателей, адсорбирующихся на их поверхности.
Если через воду, в которую помещен песок, пропустить воздух, то пузырьки воздуха вытеснят воду с поверхностей частиц, не смачивающихся водой, прикрепятся к ним и поднимут несмачиваемые частицы на поверхность воды.
При проведении флотации песок перемешивают с водой в соотношении 1 : 2,3 до получения жидкой массы (пульпы), вводят в нее поверхностно-активный реагент (вспениватель) и включают продувку воздухом. В качестве флотационного реагента применяют сульфатное мыло (отходы производства целлюлозы) и кальцинированную соду (на 1 т песка 1 кг мыла и 3 кг соды).
При продувке воздухом пульпа активно перемешивается, частицы песка трутся одна о другую, в результате чего с их поверхности снимаются пленки гидрооксидов железа, которые являются более мягкими по сравнению с кварцем. Этот процесс и носит название оттирки. В процессе продувки воздухом в пульпе образуется пена из воздушных пузырьков, которые прилипают к зернам минералов с железом. Пену сливают с поверхности пульпы вместе с загрязнениями, а чистый песок оседает на дно.
Технологический процесс флотооттирки включает следующие операции: разрушение комьев песка и приготовление пульпы, оттирку пленки с удалением загрязнений, разделение песка и тяжелых минералов флотацией, удаление шлама, промывку пульпы и ее обезвоживание.
Для приготовления пульпы используют контактные чаны с мешалками и грохоты мокрого грохочения производительностью по сухому песку до 35 т/ч. Зимой воду подогревают до 35 ... 45°С. После оттирки пленки гидрооксидов железа в контактном чане пульпа поступает в многокамерную флотационную машину «Пена-5». Обезвоживают пески на вакуумных ленточных или дисковых фильтрах. После этого песок сушат во вращающихся сушильных прямоточных барабанах: песок подают в верхнюю часть барабана, куда одновременно поступают газы температурой 800 ... 900 ºС. Отапливаются барабаны природным газом или жидким топливом. После сушки и охлаждения песок просеивают на вибрационных электромагнитных грохотах или барабанных ситах-буратах. Для производства листового стекла песок просеивают через сито с числом отверстий на 1 см2 не менее 81, т. е. в шихту поступают зерна песка размером не более 0,8 мм.
Магнитная сепарация проводится с целью удаления железистых примесей, содержащихся в минералах, способных намагничиваться (магнетит, титаномагнетит, пиролюзит, гематит). Магнитной сепарацией очищают сухие пески после просеивания. Для очистки применяют индукционно-роликовые (ЭРС-1) и барабанные сепараторы 163-СЭ или 164-СЭ. Частицы песка, поступающие в сепаратор, находятся под действием магнитного поля и сил инерции, тяжести. Под влиянием этих сил струя песка разделяется на две части: по одну сторону падает песок, по другую — примеси, содержащие железо.
В тех случаях, когда на стекольном заводе используют песок, не однородный по химическому составу и не прошедший обогащение, его целесообразно перемешивать крупными партиями — усреднять. Наилучший способ усреднения — послойный; в этом случае каждую вновь поступившую на завод партию песка равномерно рассыпают поверх ранее прибывшей, образуя таким образом многослойный штабель.
Доломит, известняк, поступившие на завод в виде глыб, дробят, сушат, размалывают, просеивают и очищают с помощью магнитной сепарации.
После предварительного дробления на куски размером 40 ... 50 мм материал сушат в таких же сушильных барабанах, что и песок, при температуре не выше 400°С во избежание термической диссоциации. После сушки до конечной влажности, не превышающей 7 %, доломит и известняк подвергают тонкому помолу (до частиц 0,08 мм) в шаровых мельницах производительностью до 7 т/ч. В шихту можно вводить доломит, количество частиц размером до 0,2 мм которого составляет от 60 до 90 % по массе.
После помола доломит и известняк просеивают на вибрационных грохотах или ситах-буратах с сеткой № 09 (64 отв/см2), а затем очищают от включений аппаратурного железа на сепараторах барабанного типа.
Мел не подвергают дроблению; его сушат, размалывают в молотковых или роторных мельницах, а затем просеивают. Магнитную сепарацию не применяют, так как мел после помола не обладает необходимой сыпучестью. Для просеивания мела применяют сетку № 1,1 (49 отв/см2).
Кальцинированная сода поступает в виде мелких гранул, упакованной в бумажные мешки, или россыпью в специальных автомобилях или вагонах-содовозах. Соду, поступившую в мешках, разгружают и перевозят электропогрузчиками, затем на складе растаривают с помощью машин УРМ-1, проводят контрольный просев и направляют в расходный бункер. В тех случаях, когда сода поступает россыпью, ее разгружают и транспортируют с использованием пневмотранспортных установок нагнетающего или вакуумного действия. Просеивают соду на грохотах или виброситах с двойными сетками № 1,3 или № 1,4. Ввиду гигроскопичности сода при длительном хранении слеживается, образуя комки. В этом случае ее дополнительно измельчают на молотковых дробилках, а затем просеивают.
Сульфат натрия поступает на заводы главным образом искусственный, в бумажных мешках, поэтому он подвергается только контрольному просеву через сито № 1,2. Природный сульфат дробят в валково-зубчатой дробилке, после чего сушат в барабане при температуре 650 ... 750°С, а затем вновь измельчают на молотковой дробилке и просеивают.
Пегматит и полевой шпат поступают размолотыми, в бумажных мешках. Их растаривают и просеивают через сито № 07. Для транспортирования материалов в расходные бункера используют преимущественно пневматический транспорт.
Стекольного боя вводят в шихту до 30 %. Подготовка его включает дробление на роторных дробилках ДРС-5 X 5 (размер кусков 30 ... 60 мм), магнитную сепарацию, сортировку и промывку. Транспортируют бой ленточными конвейерами.
Поташ, а также азотнокислые соли натрия, калия, бария и аммония (селитры) поставляют на заводы в бочках. Их растаривают с помощью установки УРБ-1. В связи с тем что материалы комкуются, при просеивании их протирают через сита № 1,4 ... 1,2 с использованием протирочной машины. После просева материалы хранят в плотно закрываемых емкостях.
Токсичные материалы (оксиды мышьяка и др.) обрабатывают по специальным инструкциям.