Установка для переработки отходов слюдопластового производства (стр. 3 из 21)

В гидравлическом классификаторе (26) происходит выделение из слюдяной пульпы грубых частиц - «хвостов», которые не могут подняться вверх, вследствие малой скорости восходящего потока. Частицы эти опускаются вниз классификатора, откуда через «гусиную шейку» непрерывно сливаются в канализацию. Верхний класс слюдяной пульпы поступает через слив в сгуститель-накопитель (28). Сгуститель-накопитель представляет собой емкость, оборудованную барботирующим устройством периодического действия. При достижении заданного количества пульпы автоматически включается в работу пневматический затвор, герметизирующий накопитель. Затем открывается кран и через отверстия в барботирующее устройство подается сжатый воздух, необходимый для взрыхления слюдяной массы перед ее поднятием наверх в промежуточную емкость (29). После взрыхления кран перекрывается, а барботирующее устройство продолжает работать. В результате того воздух собирается в верхней части накопителя и выдавливает пульпу в промежуточную емкость, в которой производится накапливание слюдяной массы перед загрузкой мешального бассейна. Мешальный бассейн заполняется водой, затем из промежуточной емкости выгружается пульпа, перемешивается и перекачивается в рабочий бассейн.

3. Участок отлива слюдобумаги

Отлив слюдобумаги производится на слюдопластоделательной машине К-1425. Слюдяная пульпа из рабочего бассейна (32) по лотку поступает в напускное устройство машины, где она равномерно распределяется по ширине и через переливной барьер, поступает в ригельную зону (зону осаждения). В ригельной зоне частицы слюды оседают на непрерывно движущуюся по наклонному формовочному столу сетку, образую слой слюдопластовой бумаги. Этот слой удерживается на сетке при выходе из воды благодаря вакууму в отсасывающих ящиках формовочного стола. Далее сетка со слюдобумагой перемещается по вакуум-блоку, где слюдобумага подвергается вакуумированию. В зоне вакуума воздух над блоком нагревается трубчатыми электронагревателями, что способствует лучшему испарению воды. Затем полотно слюдобумаги поступает в сушильную часть, которая разделена на 4 зоны сушки. Сушка производится горячим воздухом, нагретым электрокалориферами. Намотка слюдобумаги производится на накате осевого типа. Слюдобумага после прохождения сушильной части поступает на натяжную станцию, состоящую из параллельно укрепленных на поворотной вилке валов и неподвижно укрепленного вала. Рулоны слюдобумаги, снятые с машины, взвешиваются и проверяются контролером на соответствие требованиям ТУ.

Как видно из таблицы 2.1.1, отходы, подлежащие переработке, находятся в отстойнике в водной среде. Эти отходы представляют собой пульпу - смесь воды и пластинок слюды, размером до 30-40 мм. Массовая влажность отходов, находящихся в отстойнике и поступающих на дальнейшую переработку, равна примерно 50-60%, т.е. на 2 тонны слюдяной пульпы, поступающей в отстойник в сутки от основного производства слюдопластовой бумаги, приходится примерно 1 т воды и 1 т слюды. Остальные отходы реализуются другими предприятиями, например, слюда мелкой фракции (класс «-5»). На свалку вывозится только мелкая загрязненная слюда класс «-4», дальнейшее применение которой пока что невозможно на данном предприятии. Отходы производства можно переработать в пористый наполнитель для бетона, например. Но так как в данном производстве слюдопластовой бумаги слюда не подвергается химической деструкции и не загрязняется химикатами, из отходов можно получить более качественный продукт - слюду мокрого помола по ГОСТ 19571-74, 19572-74, 19573-74, ТУ 5725-011-13187253-97, применяемую в качестве добавок в лаки, краски, шпаклевки, жидкие обои, в качестве наполнителя в пластмассу, для производства резины и др.

Таблица 2.1.1 Отходы производства, их использование

Наименование отходов	% отходов	Местообразование отходов	Использование отходов
Мелкая загрязненная слюда (класс «-4»)	3	Грохот	Вывоз на свалку
Слюда крупная толщиной более 2 мм	2	Пневмосепарация	Подача в термопечь
Слюда мелкой фракции (класс «-5»)	12	Сито-бурат	Реализация другими предприятиями
Слюда (класс «-5») в оборотной воде	8	Моечная машина	В отстойник
Нерасщепленная слюда	4	Дезинтегратор	В отстойник
Слюда в оборотной воде	9-11	Сгуститель-осадитель, сгуститель-накопитель	Подается с оборотной водой в дезинтеграторы, моечные машины
Укрупненные частицы слюды (хвосты)	8	Классификатор	В отстойник
«Мика» в отходящей воде	13-14	Слюдопласто-делательная машина	В отстойник
Кромка, обрывы слюдобумаги	5-6	Накат	Барботер отходов, затем промежуточная емкость

2.3 Продукт переработки отходов - молотая слюда флогопит

Как говорилось раньше, слюдопластовая бумага производится из флогопита, поэтому продуктом переработки отходов является молотая слюда флогопит по ГОСТ 19571-74, 19572-74, 19573-74 - порошок с размером частиц до 315 мкм. Слюда флогопит является представителем группы слюд алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов. Для слюды характерна высокая электрическая и механическая прочность, термическая и химическая стойкость, гибкость, упругость, прозрачность. В таблице 2.2.1 представлен химический состав слюды флогопит.

Таблица 2.2.1 Химический состав флогопита (%):

SiO2	37-41
Al2O3	12-14
Fe2O	6,5-7
MgO	24-26
K2O	9-11
TiO2	0,8-2
Na2O	0,4-0,7

Физические свойства слюды флогопит:

· удельная теплоемкость: 0,87∙10^-3 Дж/кг∙К;

· твердость: 2

3 (по шкале Мооса);

· плотность: 2670

2730 кг/м³;

· удельное объемное сопротивление: (1,7

6,8)∙10¹² Ом∙мм;

· пробивное напряжение: 4,2

4,6 кВ при частоте 50 ГЦ;

· термостойкость: линейное увеличение толщины 29

169 % при нагревании до 750 градусов Цельсия;

· тангенс угла диэлектрических потерь: 0,0034

0,0147 при частоте 50 кГц.

Технические требования к порошку слюды флогопит 315:

· массовая доля остатка на сетке № 2 - отсутствует;

· массовая доля остатка на сетке № 0315 - не более 6,0 %;

· массовая доля остатка на сетке № 0125 - не более 50,0 %;

· массовая доля частиц, проходящих через сетку № 0063 -

не более 55,0 %;

· массовая доля пустой породы - не более 5 %;

· массовая доля влаги - не более 3,0 %;

· массовая доля Si₂O- не более 40,0 %;

· массовая доля FeO₃- не более 7,5 %;

· массовая доля Al₂O₃- не более 15,0 %;

· массовая доля MgO - не менее 20,0 %;

· массовая доля (K₂O и Na₂O) - не менее 8,0 %;

· массовая доля SO₃ - не более 0,1 %;

· массовая доля P₂O₅ - не более 0,1 %;

· насыпная масса - не более 0,5 г/см³.

Данные качественные показатели вырабатываемой продукции определяют технологию производства, а с учетом заданной производительности, равной 1 тонне порошка в сутки, и основные конструктивные параметры оборудования. Из слюдяной пульпы со средним размером частиц, равным 20 мм и влажностью 50 процентов необходимо получить продукт - порошок с размером частиц до 315 мкм и влажностью не более 3%. На рисунке 2.3.1 изображена схема материального баланса производства молотой слюды флогопит с размером частиц до 315 мкм. Отходы от производства слюдопластовой бумаги подлежат измельчению и сушке с предварительным отжимом в центрифуге. Таким образом, целью настоящей дипломной работы является разработка установки, позволяющей осуществить технологический процесс по переработке отходов, образующихся при производстве слюдопластовой бумаги, в материал с заданными качествами.

влажная слюда - 2 т/сут

влажность - 50 %

размер частиц - 20 мм

влажная слюда - 2 т/сут

влажность - 50 %

размер частиц - 315 мкм

влажная слюда - 1,43 т/сут

влажность - 30 %

размер частиц - 315 мм

слюда - 1 т/сут

влажность - 1 %

размер частиц - 315 мм

Рисунок 2.3.1. Материальный баланс производства молотой слюды

2.4 Измельчение

Измельчением называют процесс разрушения кусков твердого материала при критических внутренних напряжениях, создаваемых в результате какого-либо нагружения и превышающих соответствующий предел прочности. Напряжения в материале могут создаваться механическим нагружением, температурными воздействиями, ультразвуковыми колебаниями и др. Наибольшее применение в современном производстве имеют механические способы измельчения. Измельчение делят на дробление и помол, а машины, применяемые для этих целей, называются дробилками и мельницами. В зависимости от размеров частиц продукта (конечного размера частиц d_к) различают следующие виды измельчения: дробление крупное (d_к = 100

350 мм), среднее (d_к = 40100 мм), мелкое (d_к = 540 мм), помол грубый (d_к = =0,15 мм), средий (d_к = 0,050,1 мм), тонкий (d_к = 0,0010,05 мм), сверхтонкий (d_к < 0,001 мм).