Введение к работе
Актуальность работы. Развитие любой отрасли промышленности связано с разработкой и внедрением ресурсе- и энергосберегающих технологических процессов, высокопроизводительного оборудования, обеспечивающего требуемое качество полупродуктов и целевого продукта. Б то же время,- в условиях сложной экологической обстановки усовершенствование производств должно быть направлено на снижение загрязнения окружающей среды.
Производство стекла и стеклоизделий входит в число наиболее энергоемких. Процесс переработки многокомпонентных полидисперсных смесей исходных компонентов, часто дорогостоящих, в конечный продукт является многостадийным, и на каждом отале возможно существенное снижение энергозатрат.
В настоящее время актуальным представляется исследование возможностей использования вторичных продуктов химической промышленности в стекольном производстве. Имеющиеся данные о влиянии предварительной подготовки стекольных шихт на основе нетрадиционного сырья на процесс их дальнейшей переработки явно недостаточны для оптимизации технологических режимов". Традиционные методы определения характеристик пористой структуры, формирующейся в процессе механохимнческой активации шихт, являются дорогостоящими и требуют больших затрат времени. Вследствие этого мало изучена взаимосвязь структурных параметров предварительно скомпакти-рованных шихт с их теплофизическими характеристиками.
Среди новых технологических процессов особый интерес представляют способы переработки отходов и вторичного использования их в качестве целевых продуктов как для стекловарения, так и в других областях.
Цель работы. Разработка способов и оборудования для механохимнческой активации стекольных шихт новых составов на основе вторичных материальных ресурсов (BMP) и технологических режимов их термической переработки; исследование изменений физико-химических и структурно-механических свойств стекольных шихт новых составов и традиционных боросодержащих в процессе компактирования. Оценка влияния параметров формирующейся связной структуры на
интенсивность процесса плавления; разработка способов и оборудования для рекуперации стеклянных промышленных отходов.
В качестве исследуемых материалов использовались шихты на основе отходов производства соды, минеральных удобрений, зол тепловых электростанций (ТХ), отработанных формовочных смесей чугунолитейных цехов, борной кислоты для стеклянного волокна .электротехнического назначения.
- Научная- новизна.-Предложены-физическая модель коштактиро-
"ванныз^сгёкольньк'шихт~{RCffi)- как-твердого'"пористого" тела и ее
математическое описание, адекватность которых доказана экспериментально.. На базе^физической-ыодели- разработана математическая модель'плавления--КОЫ,-учитывающая зависимость их тепло-физических характеристик' от:.параьїетровпористо"_.:структ7,грш.-:;і]рєдло~єна'-шєто---дкка определения' распределения :.пор ті о размерам в KCllh" ' ;:..-. Практическая ценность и реализация результатов -работы/ По результатам исследований разработаны новые составы стекольных иязт на основе ..твердых, отходов Березняковского ПО "Ссдг", крем-- - кегеля и - фосфогйпса- і"~зторйпннх^продуктов_Босн.ресенскоЕ.о.. ПО " Минудобрение",:отработанных формовочных смесей чугунолитейных цехов Сумского машиностроительного объединения, зол Таллинской Т^С, предложены оптимальные режимы их компактирования и термической переработки, получены стекла, соответств.утощие техническим условиям, даны рекомендации по юс назначению.
Предложен способ..компактирования шихты на основе зол Тал-
''лкнско'й l-jG",:.заіяиіі;енньч:.цатенто_м^^^ 112--^..:.. .:-.—.. т ".'. .
- Установка' для определения "параметров"-пористой "структуры -
компактированных полидисперсных материалов используется в лабо
раторных исследованиях.
Струйный питатель для подачи стекломассы новой конструкции ( положительное решение по заявке на изобретение) включен в технологическую линию по'переработке промышленных стеклянных отходов в бисерные шарики диаметром 1-6 мм в АО "Завод стекловолокн. " Красный химик" (г. Судогда).
Новый состав антикоррозионной композиции, содержащей в кач стве наполнителя отходы производства стеклянных микросфер, внед в производство в АО "Завод"Сланцы", г.Сланцы Ленинградской обл.
Автор защищает:
-
Результаты исследований физико-химических и структурно-механических изменений в стекольных шихтах ~ процессе их контактирования.
-
Технологические режимы механохимической и термической переработки шихт новых ресурсосберегающих составов.
-
Конструкцию валков со сменными элементами для пресса, включенного в схему коыпактирования порошковых материалов,
-
Метод определения параметров пористой структуры компак-тированных шихт и результаты.лабораторных исследований.
-
Математическую модель плавления КСШ, разработанную на основе предложенной физической модели.
-
Конструкцию струйного питателя для схемы переработки' промышленных стеклянных отходов в бисерные шарики.
-
Способ рекуперации отходов стеклянных микросфер.
Аппробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на XLIV (1991); XLV (І993)научно-техничєских конференциях МЙХМа, Межреспубликанской научно-технической конференции "Интенсификация процессов химической и пищевой техно-' логии", г. Ташкент.. 1993 г., Всесоюзной конференции " Метода исследований, паспортизации и выбора технологий переработки отходов применительно к задачам машиностроительных и металлургических предприятий", г. Пенза, 1992 г., Международной конференции " лимия и устойчивое развитие" CHEmRa// -VIII, г. Москва, 1992, Международном конгрессе CH1SA - 93, Прага, 1993 г., Международной выставке "Авиакосмическая промышленность 93", г. Пекин, 1993 г.
Публикации. По материалам" диссертации получены Патент К> и положительное решение на изобретение, опубликованы 5 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов. Работа изложена на 154 страницах, в том числе 114 страниц машинописного текста, содержит 29 рисунков, 12 таблиц и 7 приложений, включающих примеры программ расчета, документы, подтверждающие практическую значимость и связанные с использованием научных результатов работы, таблицы экспериментальных данных. Список использованной литературы содержит 115 наименований.