влагоемкостей и порядок выполнения работы

Определение показателей НКВ и МКВ производят по результатам просачивания водой коло­нок сухих материалов при разной начальной плотности слоя. Кинетика всасывания воды в порах сухого дисперсного материала описывается уравнением Б.В. Дерягина:

(7)

где V – объем воды, впитанной слоем через 1 см2 полного периметра колонки, см3/см2;

К_{СК. П.} – коэффициент скорости просачивания воды, см2/с;

τ – продолжительность просачивания воды, с.

Для колонок материалов небольшой высоты зависимость (7) имеет прямолинейный характер, причем угол наклона прямой для одного и того же материала определяется плотностью слоя: чем плотнее слой, тем меньше угол наклона кинетической прямой.

Для изучения кинетики просачивания дисперсных материалов водой используется простейший прибор (рис.1.1), который состоит из стеклянной колонки 1 Æ20 мм, заполненной сухой иссле­дуемой шихтой, и гильзы 2 с кварцевым песком. Гильза имеет горизонтальную градуированную капиллярную трубку 3 с водой.

Материал в колонке должен иметь равномерную по высоте плотность, т. е. уплотняться по мере заполнения колонки. Высота слоя в колонке составляет 50–100 мм в зависимости от крупности материала. Стеклянная колонка внизу закрывается сеткой. В гильзу засыпают отсорти­рованный, прокипяченный в соляной кислоте кварцевый песок крупностью 0,25–0,5 мм. Потом в гильзу наливают дистиллированную воду до заполнения капиллярной трубки, на влажный песок ставят колонку с исследуемым материалом. После полного капиллярного насыщения слоя водой производят контрольное определение влажности материала путем его сушки при 105°С.

Для каждого материала выполняют 10–15 опытов просачивания при разной исходной плотно­сти слоя.

Для повышения точности определения характеристических влагоемкостей результаты наблю­дений обрабатывают с применением статисти­ческого метода наименьших квадратов.

Рис.1.1. Схема прибора для определения кинетики капиллярного насыщения дисперсного материала

Количество поглощенной слоем воды, т.е. его влажность W, зависит от коэффициента скорости просачивания: для концентрата ЦГОКа она представлена на рис. 1.2. При экстраполяции экспериментальной прямой на ось ординат отсекается отрезок от начала координат, соответствующий влажности, обусловленной прочно связанной гигроскопичной и капиллярно-не­подвижной водой. Эта суммарная влажность уплотненного слоя принимается за показатель наи­меньшей капиллярной влагоемкости дисперсного материала (W _hkb).

Верхний отрезок прямой ограничивается максимальной капиллярной влагоемкостью дисперс­ного материала, для которой характерно максимальное значение показателя К _{СК. П} . При большем распространении слоя он утрачивает капиллярные свойства. Но на практике в этом случае слой дает усадку, и количество поглощенной воды стабилизируется (точки 1, 2, 3 на рис.1.2).

Рис. 1.2. Зависимость влажности концентрата ЦГОКа от коэффициента скорости насыщения водой

Полученные при выполнении лабораторной работы результаты заносим в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Величина характеристических влагоекостей и комкуемости некоторых шихт

Материал	f	W НКВ	W МКВ	W МГ	К ОТН	S	V	W
Магнетитовый концентрат ЦГОК Известняк				0.8			0.2 0.5 0.9 2.2	7.2 9.0 12.3 19.7
Магнетитовый концентрат ЦГОК Известняк Бентонит				0,95			0,25 0,6 1,3 2,2	8,8 11,0 16,4 20,0

Высота материала в колонке – 20мм

Выводы

Контрольные вопросы

1. Какими основными силами обеспечивается прочность сцепления частиц в окатышах и от каких факторов они зависят?

2. Формы связи воды с сыпучим материалом и их характеристика.

3. Развитие представлений о возможности оценки комкуемости по данным о характеристических влагоемкостях.

4. Группы комкуемости материалов по величине относительного коэффициента комкуемости.

5. Аналитическое определение значений оптимальной влажности окатышей по характеристическим влагоемкостям.

6. Аналитическое определение значений оптимальной влажности окатышей по показателям крупности и удельной поверхности шихты.

7. Методика экспериментального определения капиллярного насыщения дисперсного материала и установления по данным опытов МКВ и НКВ.

8. Влияние состава некоторых шихт на их характеристические влагоемкости и относительный коэффициент комкуемости.

Литература

1. Коротич В.И. Основы теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке. - М., Металлургия, 1975, с. 55–63.

2. Определение комкуемости и рабочей влажности шихт для производства окатышей. - Бюллетень ЦНИИИНЧМ, № 23, 1973, с. 29–30.

3. Бережной Н.Н., Федоров С.А., Смирнов В.Н., Витюгин В.М. Комкуемость железорудных концентратов и шихт. – Обзорная информация ЦНИИИНЧМ., серия 3, Вып. №2, 1976.– 11 с.