Интенсификация процесса производства тонкодисперсного мела для композиционных материалов

• Автор: Назарова, Виктория Валерьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Карбонатные породы.

1.2. Характеристика природного мела.

1.3. Месторождения мела Белгородской области.

1.4. Основные требования к наполнителям из мела

1.5. Основные области применения природного мела.

1.6. Технологические решения в производстве тонкодисперсного мела

1.6.1. Сухое измельчение природного мела.

1.6.2. Мокрое измельчение природного мела

1.6.3. Новые способы получения тонкодисперсного мела.
1.6.4. Получение химически осажденного мела
1.7. Поверхностная обработка мела
1.8. Роль поверхностноактивных веществ в производстве композиционных
материалов.
1.8.1. Классификация поверхностноактивных веществ.
1.8.2. Адсорбционные явления на поверхности раздела фаз
1.9. Выводы
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.
2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методы исследования.
2.1.1. Химический состав мела
2.1.2. Физикохимические показатели материала
2.1.3. Определение фазового состава материалов.
2.1.4. Определение величины адсорбции диспергаторов
2.1.5. Изучение свойств меловых суспензий
2.2. Математическая обработка данных.
2.3. Расчет энергии кристаллической решетки минералов
2.4. Характеристика применяемых материалов.
2.4.1. Природный мел
2.4.2. Диспергаторы.
2.5. Выводы
3. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА СЫРЬЯ НА
ПРОЦЕСС СУХОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЕЛА
3.1. Изучение процесса сухого измельчения мела в молотковой мельнице.
3.2. Минералогический состав отдельных фракций природного мела.
3.3. Анализ строения кристаллической решетки кальцита и арагонита
3.4. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ПОЛИАКРИЛАТА НАТРИЯ НА ПРОЦЕСС ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЕЛА.
4.1. Влияние среды и добавки полиакрилата натрия на процесс измельчения мела.
4.2. Исследование механизма влияния полиакрилата натрия на
интенсификацию процесса измельчения мела.
4.3. Выводы
5. ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ДИСПЕРГАТОРА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕЛОВЫХ СУСПЕНЗИЙ.
5.1. Влияние полиакрилата натрия на вязкость высококонцентрированных меловых суспензий
5.2. Абсорбция диспергаторов на поверхности меловых частиц.
5.3. Исследование реологических свойств меловых суспензий
5.4. Измельчение мела с добавкой полиакрилата натрия в промышленной вертикальной бисерной мельнице
5.5. Выводы.
6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Химический состав чистых известняков приближается к теоретическому составу кальцита (% СаО и % СОг). При содержании в известняках MgO от 4 до % их называют доло-митизированными. При возрастании содержания магния известняки через ряд промежуточных состояний переходят в доломиты [4, 5]. Двойной карбонат кальция и магния обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом. Доломит — двойная углекислая соль кальция и магния CaC*MgC — осадочная карбонатная горная порода, в природе встречается в виде крупно-, средне- и тонкозернистой твердой кристаллической породы. Цвет доломита светло-серый, твердость по шкале Мооса 3,5 - 4. В качестве примесей в доломите присутствуют кальцит, магнезит, карбонаты железа, марганца. Ракушечником называют скопления обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, мажущая порода — мел. Оолитовый известняк состоит из мелких сцементированных между собой шариков. Ядро каждого шарика-оолита может быть представлено песчинкой, обломком раковины или частицей какого-либо другого инородного материала. Травертин — известняк, образовавшийся в результате осаждения карбоната кальция (кальцита или арагонита) из воды углекислых источников. Если такие отложения сильно пористые, то их называют известковым туфом. Мрамор — кристаллическая метаморфическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка или доломита. Мрамор может иметь белую, серую, зеленоватую, розовую и другие окраски, что зависит от примесей [4 - 6]. Мел — слабосцементированная, мажущаяся, тонкозернистая разновидность известняка, состоящая из карбоната кальция природного происхождения. В технике «мелом» называют также карбонат кальция, полученный искусственно путем химической обработки известняка или природного мела. В отличие от других осадочных пород, сходных с ним по химическому составу (известняк, мрамор), природный мел обладает специфическими особенностями, обусловленными его происхождением и структурой [7]. Белый писчий мел и мелоподобные мягкие известняки составляют особую группу пород с отличными от других карбонатных пород инженерно-геологическими свойствами [8]. Изучение мела и мелоподобных пород на территории России в инженерно-геологических целях проводилось Ф. П. Саваренским (), A. C. Тараном (), А. И. Силиным-Бекчуриным (), Е. М. Сергеевым с сотрудниками (, ), Т. Н. Пузырьковой (), Т. Н. Носовым (), И. С. Рогозиным (), И. Л. Дзилной(). Карбонатная часть природного мела состоит из трех групп компонентов: органических остатков (растительных и животных), кристалликов кальцита с четко выраженными гранями и порошкового кальцита. Фораминиферы — весьма многочисленная группа одноклеточных простейших известных с кембрия и существующих до нашего времени. Большая часть фораминифер строит раковины самой разнообразной формы — от шарообразных до спиральных. Кокколитофориды — микропланктонные одноклеточные организмы, несущие на оболочке различные по форме и размерам известковые образования, называемые кокколитами [9]. Иноцерамы — семейство вымерших двустворчатых моллюсков. Порошковатый (высокодисперсный) кальцит — одна из составных частей мела и мергеля, содержание которой в некоторых меловых породах достигает %. Как правило, мельчайшие зерна кальцита (0,5 - 2 мкм) представляют собой угловатые или окатанные частицы, агрегаты частиц, реже встречаются в виде оформленных кристалликов [7]. По Д. А. Архангельскому [], изучавшему меловые отложения Европейской части, природный мел в среднем состоит на % из обломков скелетов многониточных, на % из раковин фораминифер, на - % из тонких зерен кальцита, из переменного количества кокколитов и 2 - 3% некарбонатных примесей. Мел Сен-гилеевского месторождения (Средняя Волга) характеризуется следующими соотношениями: кокколитофориды — ,9%, порошковатый кальцит — %, фораминиферы — 4,4%.