автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Физико-химические основы процессов агломерации дисперсных материалов и их аппаратурное обеспечение

На правах рукописи

4854004 /

сУГкинсА

Ильина Татьяна Николаевна

Физико-химические основы процессов агломерации дисперсных материалов и их аппаратурное обеспечение

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на сонскание ученой степени доктора технических наук

2 9 СЕН 2011

Томск-2011

4854660

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова»

доктор технических наук, профессор Севостьянов Владимир Семенович

доктор технических наук, профессор Сваровский Александр Яковлевич доктор технических наук, профессор Красовицкий Юрий Владимирович доктор технических наук, профессор Сиваченко Леонид Александрович

Московский государственный университет инженерной экологии

Защита диссертации состоится «25» октября 2011 г. в 14.30 час. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.08 при ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, корпус 2, ауд.117.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО НИ ТПУ.

Автореферат разослан «15» сентября 2011 г.

Учёный секретарь совета „„« - :

канд. техн. наук, доцент :"),-, /,'' / Т.С.Петровская

V.

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Реальным требованием настоящего времени является совершенствование и развитие технологических процессов при максимальной экономии сырья, топлива, материалов и выполнении мероприятий по охране окружающей среды. Это в полной мере относится к агломерации - как совокупности физических и физико-химических процессов, обеспечивающих формирование тел и частиц определённых размеров, формы, необходимой структуры и физических параметров. Для обозначения процесса агломерации в различных областях её реализации используют такие определения, как гранулирование, брикетирование, прессование, окомкование, таблетирование и др. Агломерацию дисперсных материалов осуществляют с целью улучшения качества как промежуточных, так и готовых продуктов во многих отраслях промышленности.

В настоящее время накоплен значительный научный и практический опыт в области комплексной переработки и формования дисперсных систем с получением коллоидно-капиллярно-пористых тел. Значительный вклад в научное развитие этого направления внесли ученые В.И. Коротич, H.H. Бережной, В.М. Витюгин, П.В. Классен, И.Г. Гри-шаев, М.Б. Генералов, JI.M. Сулименко, В.И. Назаров, B.C. Севостья-нов, JI.A. Сиваченко, В.А. Лотов, Н. Rumpf, Kortman, М. Wada и др. Однако существующие проблемы процессов агломерации дисперсных материалов в настоящее время еще недостаточно изучены и требуют решения. Это обусловлено тем, что существует широкий спектр полидисперсных материалов, требующих агломерации, а также разработки способов их реализации. Отсутствие универсальных методик оценки способности материалов к агломерации, подбора технологических связок в шихты затрудняют выбор способа их рационального компактирования, разработку аппаратурных средств и технологических режимов работы оборудования. Особую актуальность решение вышеуказанных задач приобретает при вовлечении в производство техногенных полидисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами с целью их утилизации способом агломерации.

Актуальной задачей является также разработка способов использования процессов агломерации для защиты окружающей среды от загрязнений.

В данной работе рассмотрены процессы агломерации, наиболее часто используемые в технологии строительных материалов и изделий, а также в горнорудном производстве при получении железорудных окатышей. Особое внимание уделено решению проблемы выбора и снижения

расхода балластных технологических связок в готовом продукте, особенно при гранулировании концентратов полезных минералов, например, магнетита.

Работы, положенные в основу диссертации, выполнялись в рамках государственных бюджетных тем «Изыскание заменителей бентонитов и способов снижения связующих добавок» (1980-1981гг., ГР № 79018644), «Разработка методов оценки технологических свойств связующих материалов для окомкования» (1981-1983 гг., ГР № 1.82.8054665), «Разработка технологии использования щелочноземельных бентонитов для производства окатышей» (1983-1987 гг., ГР № 1.84.0013864, № 01.86.0023172), а также хоздоговорных НИР по разработке способов снижения поверхностного пыления дисперсных материалов^ 991-1999гг., ГР № 1.90.0046493, № 01.99.0005604 и др.).

Цель работы - разработка физико-химических основ процессов агломерации полидисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами, их конструктивно-технологического и аппаратурного обеспечения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1.Выявить общие закономерности процесса агломерации полидисперсных материалов с учетом механизма адгезионно-когезионного взаимодействия компонентов гетерогенных систем. Разработать рекомендации по снижению пылеуноса в дисперсных системах за счет использования процессов агломерации.

2. Исследовать процесс структурообразования гранул при их поста-дийном формировании, установить теоретические закономерности процессов фильтрации газообразной и жидкой фазы при уплотнении порошкообразных материалов, условия микрогранулирования и упругой релаксации шихты при ее предварительном уплотнении.

3. Разработать реологическую модель гранулообразования в дисперсных системах и математическое описание процессов по отдельным стадиям, выработать рекомендации по рациональной организации процесса агломерации дисперсных материалов с учетом их физико-химических свойств.

4. Провести комплексные реологические исследования моделей коллоидно-капиллярно-пористых тел с различными связующими добавками, установить закономерности адсорбционно-коагуляционного взаимодействия компонентов гранулируемых шихт. Разработать методологию оценки и выбора связующих добавок для гранулирования дисперсных материалов.

5. Изучить общие закономерности и специфические особенности процессов агломерации техногенных полидисперсных материалов различных производств с разработкой практических рекомендаций по организации способов их утилизации с получением гранулированной продукции.

6. Провести исследования по моделированию процесса постадийного гранулообразования в дисперсных системах с различными физико-химическими свойствами материалов, разработать патентно-защищенную конструкцию вибрационно-центробежного гранулятора постадийного действия с определением его кинематических и конструктивно-технологических параметров.

7. С использованием регрессионных математических моделей исследовать технологические режимы работы опытно-промышленного виб-рационно-центробежного гранулятора и выработать рекомендации по его практическому использованию.

8. Разработать технологический комплекс многофункционального действия и отдельные технологические модули для агломерации природных и техногенных материалов различных производств. Провести опытно-промышленные испытания научных разработок и дать технико-экономическую оценку эффективности их использования.

Научная новизна

1. Установлены основные закономерности процесса уплотнения дисперсных материалов различного химического, минералогического составов, удельной поверхности, которые заключаются в наличии трех характерных областей изменения степени уплотнения от давления формования. Протяженность каждой стадии зависит от поверхностных свойств дисперсных материалов, для оценки которых предлагается усредненная характеристика дисперсности {Кц, м'1), представляющая собой произведение истинной плотности материала и удельной площади поверхности частиц дисперсного материала, зависящей от способа его подготовки. Предложена классификация материалов по величине усредненной характеристики дисперсности: на низкодисперсные (Я,д<2*106м"1), среднедисперсные /С,=(2...б*106 м"1), высокодисперсные (А'(4>6*10б м"1). Установлено, что для низкодисперсных материалов первая стадия прироста степени уплотнения от давления формования практически отсутствует. Для среднедисперсных материалов характерно наличие всех трех стадий, причем наибольшую протяженность имеет первая стадия уплотнения (50-60%) при малых нагрузках (0,1 - 0,5 МПа). Для материалов высокодисперсных требуются большие усилия для достижения такой же степени уплотнения.

2. Разработана реологическая модель процесса агломерации дисперсных систем под действием внешних сил, дано аналитическое описание всего цикла структурной перестройки порошкообразной смеси. Установлено, что на второй и третьей стадиях гранулообразования наряду с прочностью каркасообразующей части формуемого материала важное значение имеет вязкость поровой жидкости. Результатами реологических исследований моделей коллоидно-капиллярно-пористых тел подтверждена роль вязкости поровой жидкости в обеспечении пластических деформаций при гранулировании низкодисперсных непластичных материалов. Получено уравнение для расчета пластической вязкости сформованного тела в зависимости от истинной плотности каркасообразующей части уплотненного тела, его влажности, а также плотности и вязкости поровой жидкости.

3. Предложен реологический показатель (Я), характеризующий способность связующих материалов к коагуляционному структурообразо-ванию, использование которого позволяет осуществлять подбор, оценку качества и расчет расхода минеральных и органических связующих добавок для гранулирования низкодисперсных непластичных материалов (железорудных шихт).

4. Установлен комплекс физико-химических параметров компонентов взаимодействующих фаз дисперсной системы при агломерации без воздействия внешних сил, включающий поверхностное натяжение (а^), вязкость (т}) жидкой фазы, а также смачиваемость твердой составляющей (с<м#). Показана определяющая роль вязкости связующего раствора при агломерации поверхностного слоя полидисперсной системы, которая должна быть не более 10 мПа*с для образования защитного покрытия с целью снижения поверхностного пыления.

5. Установлено, что при введении полимерных связующих в сырьевые смеси для производства цементного клинкера происходит изменение кинетики сушки шламов, увеличение прочности агломерата на стадии сушки и возрастание аутогезионных свойств пылей, что приводит к снижению пылеуноса из холодного конца клинкерообжиговой печи на 15-25 %.

6. Установлено, что при предварительном уплотнении увлажненной порошкообразной смеси происходят процессы фильтрации газообразной и жидкой фазы с последующим образованием микрогранул. Получены уравнения, позволяющие рассчитать конструктивно-технологические параметры уплотняющего устройства для обеспечения условий микрогранулирования и релаксации упругих деформаций в уплотненном материале.

7. Получены математические модели в виде уравнений регрессии, описывающих зависимости физико-механических характеристик гранул от скоростных и конструктивно-технологических параметров разработанного вибрационно-центробежного фанулятора.

Практическая ценность работы

1. Разработаны технические условия на глинистые связующие материалы для производства железорудных окатышей (ТУ 14-9-364-89), которые внедрены на фабриках окомкования горно-обогатительных комбинатов России и Украины. По результатам реологических исследований суспензий связующих материалов различного происхождения и состава разработана и внедрена методика оперативного контроля качества связующего сырья для производства гранул в лабораторную практику ЗАО «Белмеханобр» (A.c. 1404898, 1592778, 1636822).

2. Разработаны и прошли опытно-промышленную апробацию новые виды комплексных связующих добавок для окомкования руд и концентратов с целью повышения качественных показателей и снижения себестоимости выпускаемой продукции (A.c. 901313, 954464, 1063850,1392132, 1330197,1601159,1632994).

3. Предложены новые способы защиты окружающей среды от загрязнения (A.c. № 1710777, патент РФ № 2151205) при хранении, открытой перевозке и складировании пылевидных материалов методом их агломерации.

4. Предложены технологии утилизации техногенных материалов цементного производства и вскрышных пород железорудных месторождений КМА (А.с.1594161, патенты РФ 1781194,1813771).

5. Разработана конструкция вибрационно-центробежного гранулято-ра (патент РФ № 2412753) и проведены его опытно-промышленные испытания при гранулировании дисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами (известково-глинистые, калийно-известковые, перлитосодержащие и другие композиционные смеси).

6. Разработан и апробирован технологический комплекс многофункционального действия и его модули для производства теплоизоляционных композиционных смесей с использованием поризованных гранулированных заполнителей, разработан технологический регламент на процесс получения гранулированной продукции.

7. Результаты проведенных исследований и научно-технических разработок реализованы на промышленных предприятиях: ЗАО «Белмеханобр», ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат», ООО «Бентопром», ООО «Чистовод», ООО «Рецикл-Интех». Суммарный

экономический эффект от выполненных разработок составляет более 50 млн. рублей.

8. Материалы диссертационной работы апробированы и внедрены в учебный процесс БГТУ им. В.Г. Шухова при изучении дисциплин «Процессы и аппараты химической технологии», «Машины и оборудование для комплексной переработки техногенного сырья». Основные положения диссертации отражены в монографиях и учебных пособиях.

Положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность научных положений, закономерностей и механизмов формирования капиллярно-пористых тел в зависимости от физико-химических свойств дисперсных материалов.

2. Аналитические зависимости, характеризующие процессы фильтрации газообразной и жидкой фазы при уплотнении порошкообразной шихты, условия ее микрогранулирования и упругой релаксации сформованных тел.

3. Научно- обоснованные принципы рациональной организации по-стадийного процесса гранулообразования дисперсных материалов, представленные в виде реологической модели и ее аналитического описания.

4. Методологические основы эффективного процесса формирования коллоидно-капиллярных тел в зависимости от реологических свойств дисперсионной среды и физико-химических свойств дисперсной фазы.

5. Технологические рекомендации по обеспечению рациональных способов агломерации техногенных полидисперсных материалов с различными физико-механическими характеристиками.

6. Основополагающие закономерности постадийного процесса гранулообразования дисперсных материалов в патентно-защищенной конструкции вибрационно-центробежного гранулятора, методика расчета кинематических и конструктивно-технологических параметров аппарата.

7. Результаты регрессионного анализа влияния скоростных и конструктивно-технологических параметров гранулятора на физико-механические характеристики гранул и технологические показатели работы агрегата.

8. Анализ результатов опытно-промышленных испытаний и внедрения выполненных научно-технических разработок, технологический комплекс многофункционального действия и его модули, технологический регламент на процесс получения гранулированной продукции.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях регионального, всероссийского и международного уровня: XI Всесоюзный симпозиум по peo-

логии (Москва, 1981); III научно-техническая конференция «Молодые учёные - научно-техническому прогрессу» (Донецк, 1982); Всесоюзная научно-техническая конференция «Теория и технология подготовки металлургического сырья к доменной плавке» (Днепропетровск, 1985); Всесоюзная научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении» (Белгород, 1989); Всесоюзная научно-практическая конференция «Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии» (Днепропетровск, 1990); Всесоюзная конференция «Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии» (Белгород, 1991); Международная научно-практическая конференция «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 1997); Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003, 2005); VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» (Харьков, 2009); X международный симпозиум «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях» (Белгород,2009); XIV Международная научно-практическая конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» ( Белгород, 2010); Международная научно-техническая конференция «Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии» (Беларусь, Минск, 2010); Международная научно-практическая конференция «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 71 работе, в том числе 14 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, двух монографиях, 13 авторских свидетельствах СССР, четырех патентах на изобретения Российской Федерации.

Структура и объём работы. Диссертация включает введение, семь глав, выводы, список использованной литературы из 291 наименований. Работа изложена на 397 страницах, содержит 61 рисунок, 51 таблицу, приложения с документами, подтверждающими практическую значимость полученных результатов.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследований. Изложены научная новизна и практическая ценность работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлены области использования процессов агломерации в различных отраслях народного хозяйства, их роль в интенсификации технологических процессов за счёт сближения частиц, увеличения межчастичных контактов, активизации их взаимодействия. Дана классификация связей между частицами при агломерации, которая включает более широкий спектр процессов по сравнению с классическим понятием агломерации, как «термического способа окускования мелких материалов, чаще всего рудной шихты для улучшения их металлургических свойств, осуществляемого обычно путём сжигания мелкого топлива в самом материале за счёт непрерывного прососа воздуха». В данной работе рассматривается направленное сближение частиц тонкодисперсных материалов с образованием капиллярно-пористых тел при гранулировании под действием центробежных и вибрационных сил, пластическом формовании, а также стихийная агломерация с помощью технологических связок, изменяющих аутогезионное и адгезионное взаимодействие частиц в скоростных потоках и статических условиях.

Рассмотрены проблемные задачи использования процессов агломерации при утилизации техногенных материалов предприятий по производству строительных материалов, горно-обогатительных комбинатов и других производств, технологические процессы которых основаны на дроблении, измельчении и обжиге больших количеств минерального сырья. Обоснованы выбор объектов исследования, цель и основные задачи работы.

Во второй главе рассмотрена роль поверхностных явлений в дисперсных системах при агломерации, дана классификация процессов и аппаратов для их осуществления, представлены методологические подходы к рассмотрению процессов агломерации.

Исследуемые в данной работе дисперсные системы состоят из тонко-измельчённого твёрдого компонента (дисперсной фазы) и дисперсионной среды. В качестве последней является газообразная фаза (воздух) в сухих порошках (Т/Г) или капельная жидкость во влажных пастообразных материалах гаи суспензиях (Т/Ж). В процессе агломерации образуются пористые тела, в которых дисперсионной средой становится твёрдый компонент, а дисперсной фазой - газ (Г/Т). С точки зрения поверхностных явлений, поверхностная энергия системы всегда стремится к минимуму (Es=odS ~* min). Поэтому процесс агломерации можно рассматривать как переход системы из свободнодисперсного (текучего) в связнодисперсное состояние (гранулы, брикеты и т.п.). Формирование структур в дисперсных системах при различных внешних воздействиях на них представлено на рис.1.

Iе а, со5& 11 |Гс, Р. Н>Тс

Свободно-дисперсная бссструктургля система (Т/Г, Т/Ж) Свободно- дисперсная коагулят •сн««* структура ( Т/Г, Т/Ж) Коагуляционно -структурированная связан но- дисперсная система (Т/Ж) Коагуляционно -конденсационная связанно* дисперсная система (Т/Ж, Т/Г) Конденсационно -кристаллизационная структура связанно -дисперсной системы (Г/Т)

КГ'-КГ'Н Ос*13 0,05- 1,5 МПа Ос* ^ 0,1 - 5 МПа Сеж-5-500 МПа

Рис.1. Классификация структур в дисперсных системах при агломерации.

Прочность связи (?) и прочность на сжатие («7СЛС) сформованного капиллярно-пористого тела зависят от внешних воздействий на систему и свойств исходных дисперсных систем: геометрических параметров частиц порошка, шероховатости поверхности, распределения частиц по размерам и др.

Для оценки способности дисперсных материалов к агломерации существуют различные методы, которые заключаются в оценке уплотняе-мости материала под действием определенного давления или определении нагрузки, при которой происходит разрушение уплотненного образца. Известен критерий комкуемости, рассчитанный по значениям характеристических влагоемкостей, определенных по кинетике пропитки жидкостью слоев дисперсного материала различной плотности. До сих пор не существует универсальных показателей, которые наиболее полно отражали бы характер взаимодействия твердой, жидкой и газообразной фаз при уплотнении с учетом физико-химических свойств дисперсных материалов, их кристаллического строения и минералогического состава. Все это затрудняет разработку рекомендаций по выбору способа агломерации, его аппаратурного оформления и применения технологических связок. Необходимы более глубокие исследования механизма взаимодействия компонентов дисперсных систем при стихийной агломерации, а также под действием внешних сил.

В третьей главе представлены экспериментальные и теоретические исследования процессов структурообразования гранул при их поста-дийном формировании. Известно, что процесс формирования гранул зависит от множества факторов: пластических свойств порошкообразной смеси, ее дисперсности и гранулометрического состава, влажности, вида связующих добавок и др.

Совокупное влияние факторов (пластичности, дисперсности, влажности, силового воздействия и др.) на процесс уплотнения исследуемых порошкообразных смесей наглядно можно представить с помощью «кривых уплотнения» (рис.2) £,=/(7^), где Е, - степень уплотнения полидисперсного материала, %; Р{ - давление формования материала,

МПа. При этом Е, = р^р» * 100 %, где р, - плотность сформованного тела при Ри р„- предельная плотность тела с учётом влажности и наличием технологической связки, кг/м3.Анализ полученных экспериментально кривых уплотнения полидисперсных материалов с различными физико-химическими характеристиками и минералогическим составом показывает их общую закономерность: наличие достаточно протяжённой первой стадии уплотнения (участок А В), характеризующейся наибольшим приростом степени уплотнения при минимальных значениях давления формования Р(.

Степень уплотнеша, Ек, %

Рис.2. Компрессионные кривые уплотнения исследуемых материалов: 1 - пылеунос вращающихся печей цементного производства, (ч> = 12%); 2 - пылеунос + сырьевая известняково-глинистая смесь, (IV = 12%); 3 - пылеунос вращающихся печей известкового производства, (м> = 18%); 4 - сырьевая смесь (известняк+глина+шлак), (»> = 12%); 5 - известняково-глинистая смесь, = 12%); 6 - магнетиговый концентрат, (>у = 10%); 7 - магнетиговый концентрат + 1% бентонита, (IV = 10%); 8 - вспученный перлитовый песок, (IV = 50%); 9 - пылеунос производства вспученного перлита (ППП) (»=50%); 10-ППП +3% бентонита (>г= 50%)

Далее наблюдается пропорциональный прирост степени уплотнения Е/ при возрастании значений Р- (участок В С), соответствующий второй стадии уплотнения. Минимальный прирост значений Е, при повышенных энергозатратах - (участок С £>), характерен для третьей стадии уплотнения. Следует отметить, что на участках В Д для уплотнения тяжёлых железорудных шихт (рист=4570 кг/м3,кривые 6,7) требуются большие усилия, чем для уплотнения известняково-глинистых сырьевых

смесей (/з„ст=2650 кг/м3), пыли цементного (/>«.„=1950 кг/м3) и известкового производств (кривые 1-5). Дня уплотнения легких тонкодисперсных материалов (вспученный перлитовый песок и ППП, рист=1450 кг/м3) с низкой насыпной плотностью (/>о=150 кг/м3) до значений £=10-50% (кривые-#-/0) требуется приложить давления от 5 до 10 МПа. Дисперсные материалы с высокой плотностью, например, магнетитовый концентрат (риоя=4900кг/м3), уплотняются в указанной области давлений под действием сил тяжести.

Из приведённых данных можно сделать вывод о целесообразности организации постадийного процесса гранулирования дисперсных материалов, особенно материалов с низкой насыпной плотностью, с обязательной стадией обезвоздушивания порошкообразной смеси. Техническим решением указанного технологического приёма может служить вибровалковый способ предварительного уплотнения шихты, позволяющий сочетать удаление газообразной фазы и получение микрозародышей (микрогранулята), являющихся центрами гранулообразования.

Исследования и расчет процессов уплотнения порошкообразных материалов вибро-валковым способом показали, что скорость удаления газовой фазы из порошков (иг.ф =0,14 м/с) значительно меньше скорости витания частиц (и5= 1,0 м/с), и через зазоры уплотняющего устройства будет удаляться воздух. Однако, учитывая, что за стадией предварительного уплотнения шихты и ее микрогранулирования следует стадия окончательного формирования гранул с приложением динамического воздействия, то целесообразно знать значения скорости уплотнения материалов с различными физико-механическими характеристиками: для материалов с высокой плотностью (магнетитового концентрата и железорудных шихт) ро>3000 кг/м3; карбонатно-глинистых материалов р0=(2...3)Ю3 кг/м3; а также техногенных материалов с насыпной плотностью р0=800-2000 кг/м3 и композиционных смесей (ро<800 кг/м3), включающих легкие материалы с невысокой насыпной плотностью (вспученный вермикулит, перлит и др.).

Проведенные нами теоретические исследования процесса постадийного уплотнения влагонасыщенных материалов свидетельствуют о необходимости определенной выдержки формуемой шихты под давлением. Это способствует не только созданию благоприятных условий для окончательного удаления газообразной фазы из формуемого материала, но и обеспечивает необходимые условия для фильтрации жидкой фазы в межпоровом пространстве. Для изучения процесса миграции жидкой фазы в порошкообразной шихте использовано уравнение Дарси, после интегрирования которого и соответствующих преобразований получено

аналитическое выражение для определения необходимого времени фильтрации жидкости через зернистый слой формуемой смеси

где Г0,Х0- удельное сопротивление и приведенная толщина слоя

зернистой среды соответственно^"1

Изучение процессов деформации порошкообразных материалов и их релаксации после снятия напряжения позволило установить выражение для определения необходимого времени упругой релаксации материала

(1псг0-1псг;)(9 (2)

упрр 1п /

где сг0 - начальное напряжение, Н/м2; <тг- текущее напряжение в слое формуемого материала, Н/м2; в - период упругой релаксации формуемого материала, с; I- длина площади контакта между формующими валками, м.

С учетом свойств материала формующих валков (Еф в - модуль упругости, /Л -коэффициент Пуассона), радиуса валков (Яф.е) получено выражение для расчета времени уплотнения и деформации порошкообразного материала в зависимости от сжимающего усилия Р,н/м

г а = 2 ро-ТГ. (з)

При условии г р < г>1И д >Тф, с учетом выражений (1)-(3)для обеспечения упругой релаксации материала частота вращения формующих валков, Пф.л,с':

^ (4)

Ф'" ст0 - 1п ег, Еф. ■ Яф . '

для обеспечения условий фильтрации жидкой фазы

^ 2л/Щ-^2)52АР (5)

Ф' 0,5 ■■я-11ж-гй-Х0-У1-^тг-Еф,Яфв

Для обеспечения заданной производительности гранулятора, кроме того, необходимо учитывать производительность уплотняющего устройства (</) при получении качественной продукции.

На базе основополагающих теоретических положений формирования упруговязкопластичных структур и результатов изучения их напряжённо-деформированного состояния разработана реологическая модель процесса гранулирования полидисперсных смесей (рис.3), составленная

из элементов (тел) Гука (Н), Ньютона (N), Сен-Венана (SV). Постадий-ный процесс упруговязкопластического деформирования материала описывается выражением

S = £, +£„+£т (6)

где £[, £ц, £ш, - относительная деформация слоя деформируемого материала на 1, 2 и 3 стадиях его формования соответственно.

Учитывая, что в исходном состоянии гранулируемый материал находится в разрыхлённом состоянии, не требующем для уплотнения значительных динамических усилий, то на первой стадии (участок А-В) (рис.2 и 3) для равномерного и эффективного уплотнения материала может быть использовано вибровоздействие. При этом упругий элемент с модулем Е0 (тело Гука), характеризующий капиллярную жидкость, мгновенно передаёт деформацию на амортизатор Ньютона с постоянной вязкостью tj0. Капиллярная жидкость демпфирует и мигрирует в межпо-ровом пространстве, обеспечивая при этом межчастичное уплотнение и удаление газообразной фазы.

Так как для модели Максвелла на первой стадии уплотнения слоя РЦ = Pf* = Рх, то относительная деформация имеет вид:

Р\ Р\ (7)

Sl = ~F~ ТГЛ'

Ло 7о

Процесс деформирования частиц на второй стадии может быть представлен телом Гука, характеризующим упругую деформацию частиц формуемой смеси (Е3). Упруговязкое деформирование частиц при их микро-гранулировании описывается моделью Максвелла (M=H-N). Силы межчастичного трения и взаимного перемещения частиц могут быть описаны элементом Сен-Венана (f2). Вторую стадию можно представить в виде комбинированной модели Пойнтинга-Томпсона (РТ - Н/М) с элементом Сен-Венана (PT!SVX). После преобразований и решения основополагающих уравнений окончательно относительная деформация материала при микрогранулировании (II стадия) имеет вид:

bll ~

Я,

l-exp(-M)

(8)

где р2 - давление формования микрогранул, Па; Еи Е2 - модули упругости микрогранулята и поровой жидкости, Па, соответственно; г/1 -вязкость поровой жидкости, Па' с; Т2- предел текучести микрогранул, Па; ¡2 - время формования материала на второй стадии, с.

гранулирования порошкообразной смеси

На третьей стадии реализуется основной процесс гранулирования при более высоких динамических нагрузках. Прочность связи каркасообра-зующих частиц учитывается элементом Сен-Венана Вязкостные свойства поровой жидкости О/?) оцениваются элементом Ньютона. Данное сочетание тел Сен-Венана и Ньютона характерно для модели Бин-гама.

На процесс гранулообразования существенное значение оказывает переориентация частиц и микрогранул в пространстве, которые учитываются с помощью нелинейно-деформированного структурного элемента 5. Одновременно с образованием новых гранул при динамических нагрузках наблюдается также и их разрушение, которое учитывается телом Яг- стопор. При организации процесса гранулирования необходимо, чтобы количество вновь образованных гранул превышало количество разрушенных.

Динамический процесс гранулообразования на третьей стадии можно представить в виде:

е = (9)

Ъ]2 втД,

где ер - сдвиговая деформация при полной перекомпоновке частиц; р- предельное давление уплотнения гранул, Па; р- напряжение сдвига

частиц и грануле, Па; г)2 - вязкость коагуляционно-структурированной поровой жидкости, Па с; Л, - предельный угол перекашивания элемента 5; ¡з- время гранулирования на третьей стадии, с.

Аналитическое выражение, описывающее весь цикл структурной перестройки порошкообразной системы - постадийного процесса гранулирования, имеет вид:

(Ц Р. ] Р2-тг По Е1

Согласно полученным аналитическим выражениям процесс гранулирования целесообразно осуществлять по трём стадиям:

стадия I - удаление газообразной фазы и формирование уплотнённой структуры частиц; II стадия - дальнейшее уплотнение материала при микрогранулировании; III стадия - динамическое гранулообразование в водопадном или водопадно-каскадном режиме с последующим упрочнением поверхностного слоя гранул в каскадном режиме.

Таким образом, используя вибровалковый способ предварительного уплотнения материала, обеспечиваются условия для удаления газообразной фазы, перемещения поровой жидкости внутри формуемого слоя, а также релаксации упругих напряжений на первой стадии гранулообра-зования в дисперсных системах. Как следует из реологической модели, на второй и третьей стадиях определяющую роль играют структурно-механические свойства каркасообразующей части формуемого материала и пластическая вязкость поровой жидкости. Для подтверждения и развития гипотезы о разделении формуемых материалов на каркасную составляющую и структурированную поровую суспензию нами проведены реологические исследования моделей коллоидно-капиллярно-пористых тел и модельных дисперсионных сред на примере железорудных шихт, содержащих низкодисперсный магнетитовый концентрат и высоконабухающий бентонит. Результаты исследований представлены в главе4.

Нами исследованы магнетитовые концентраты различных горнообогатительных комбинатов (ГОКов), содержащие более 90% частиц размером менее 40 мкм. Минералогический анализ рядовой пробы железорудного концентрата ЛебединскогоГОКа показал, что содержание магнетита в нём составляет 86,4 мас.%, гематита - 0,5мас.%, кварца -13,2мас.%. Магнетит имеет зёрна размером 3x3 - 12x39 мкм, гематит 6x8 - 6x8 мкм. Кварц представлен зёрнами размером 3x3 - 26x34 мкм.

1-ехр

Пх

2т7г5Ш/15

(Ю)

Магнетит имеет частицы неправильной формы, в основном пластинчатой вытянутой формы с острыми краями.

Комкуемую шихту, и в дальнейшем окатыши, можно рассматривать как совокупность дисперсной фазы и дисперсионной среды. К последней, естественно, относится вода и ионы солей. Расчет частичной концентрации компонентов в единице объема влажного окатыша показал, что содержание частиц бентонита на 1,5-2 порядка выше, чем концентрата, что обусловлено диспергированием бентонита до частиц коллоидного размера. Последнее позволяет считать бентонитовую суспензию дисперсионной средой.

Для выяснения вопроса о существовании поровой бентонитовой суспензии нами были проведены специальные микроструктурные исследования сечения промышленных сырых окатышей Лебединского ГОКа по специальной методике мгновенного замораживания образцов при температуре жидкого азота с последующей их сушкой путем вакуумной сублимации (рис.4).

а) б)

Рис.4. Электронно - микроскопические снимки внутренней структуры окатыша при увеличении: а - х200, б - х1500

Сравнивая микроструктуру окатышей при различных увеличениях, следует отметить ее неоднородность. Частицы бентонита в виде сетки располагаются между кристаллическими частицами магнетита. В зонах локализации бентонита во влажном концентрате обязательно будет происходить его набухание с образованием суспензий различной концентрации. Поэтому целесообразно оценивать связующую добавку по интенсивности изменения ее реологических показателей, а именно вязкости, как наиболее ответственной за процесс гранулообразования в комкуемых шихтах, особенно на второй и третьей стадиях.

Реологические исследования бентонитовых суспензий показали, что в исследованной области скоростей деформации (48,6-1312 с"1) все реологические кривые адекватно описываются моделью Бингама-Шведова при уровне значимости 0,05. Расход бентонитов в комкуемых железорудных шихтах составляет от 0,5 до 1,3 % при влажности концентратов 9,0-11,5%. Поэтому рабочий диапазон концентрации бентонитовых суспензий составляет 5-15мас.%.

Установлено, что зависимость вязкости бентонитовых суспензий от ее концентрации имеет экспоненциальный характер

ц = /70 exp(.KC);ln г] = In tjq + КС . (11)

Показатель К характеризует интенсивность изменения вязкости от концентрации и предложен нами для качественной характеристики бентонитов, как реологический показатель R:

(12)

где С - концентрация суспензии в д.ед.

Бентониты одного и того же отбора имеют близкие значения реологического показателя, определенного по эффективной и пластической вязкости. Это обусловлено тесной зависимостью между значениями эффективной (ц) и пластической (;/ ) вязкости:

=0,4353+1,2674;/ =0,9943. (13)

Таким образом, для оценки качества связующего достаточно определить пластическую (//')или эффективную (г/) вязкость, при градиенте скорости сдвига у=(600...650)ссуспензии глинистого связующего материала концентрации С= 10 мас.% и рассчитать реологический показатель.

Разработанный метод оценки связующих материалов для производства железорудных окатышей пригоден для исследования как набухающих, так и ненабухающих материалов минерального происхождения, а также водорастворимых полимеров (A.c. №1636822).

Ориентировочно оценить расход новой связующей добавки можно по соотношению реологических показателей

или у -г . (14)

л» баз — v '

г /? Л

-21- ~ или г = г —

Г 7? оп баз „

баз 1 а I он

где гоп гба1 - расход исследуемого материала (опытного) и базового

(бентонит) соответственно; - реологические показатели иссле-

дуемого и базового связующего материала соответственно.

Для оценки технологических свойств добавок и гранул использованы косвенные методы, которые включают исследование моделей и перенесение установленных закономерностей на реальные объекты. Наиболее рациональным является реологический метод исследования концентрированных дисперсных систем, в которых дисперсионной средой является бентонитовая суспензия, дисперсной фазой- магнетитовый концентрат и флюсующая добавка. Объемную долю наполнителя (<р) изменяли от 0,24 до 0,52. Исследования проводили на ротационном вискозиметре Реотест-2. Для расчета использовали уравнение Муни:

2,5<Р . К_1 2,5 , (15)

1п

г \

где г] вязкость наполненной системы (смеси) и дисперсионной

среды (д.с.) соответственно.

Установлено, что в системе, где дисперсионной средой являются неньютоновские жидкости (бентонитовые суспензии), наполнителем -магнетитовые концентраты различных ГОКов, коэффициент заполнения не является постоянной величиной и зависит (рис.5) от объемной доли наполнителя:

К = А + В Л/<р, г*у =0,9988. (16)

3.»

г. 6

г,г

1ге

м

1,0

1 1 1 !............... \ > \ А ; / А у а .

| /* >»4 >

1 / § / ) /Ш у

/4 С*А /

4

т

Рис. 5. Зависимость коэффициента заполнения от объемной доли наполнителя. Состав системы: дисперсионная среда (д.с.) -бентонитовая суспензия, наполнитель (н):

• - концентрат, известняк ПГОКа; Д - концентрат, известняк МГОКа; х - концентрат ЛГОКа; 0 - концентрат ОЭМК; | I-кремнезем;

О - раствор полиэлектролита (д.с.), концентрат (н);

А - глицерин (д.с.), концентрат (н)

1,5 2,0 2,3 3,0

Объемная дм : ( г'

3,5

4,0

Из рис.5 видно, что концентраты Лебединского, Полтавского, Михайловского ГОКов, Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) имеют близкие значения коэффициентов, что объясняется

одинаковой природой магнетитовых концентратов и близкими значениями их удельной поверхности (5=220-260 м /кг).

Для более крупных частиц кремнезема (5 = 105м2/кг) наблюдается менее тесная корреляционная связь коэффициента от объемной доли. Это может быть обусловлено уменьшением частичной концентрации твердой фазы.

Объемная доля твердой составляющей в окатышах(^) зависит от влажности (IV) , истинной плотности материала(концентрата и известняка, рт) и дисперсионной среды (рж). Проведенные аналитические исследования позволили получить уравнение для расчета пластической вязкости окатышей:

2,5(100-. (17) = , ехр7---

- (г, \

100 +^

1 Рж )\

(1-£)-Л(100-И')

Расчетные значения вязкости окатышей по модельным представлениям составляют 0,17 - 0,25 МПа- с, что согласуется с результатами определения вязкости окатышей в промышленных условиях.

Исследованы также кривые течения коллоидно-капилярно-пористых тел (ККПТ), полученных виброуплотнением из магнетитового концентрата с различной добавкой щелочного бентонита до пористости образца (32 ± 2)%, что соответствует степени заполнения твердым компонентом реальных окатышей. Испытания проводили на сдвиговом приборе П10-С при нормальных напряжениях а =(0,1... 0,5) МПа.

Установлена линейная зависимость предела текучести (г0) от нормального напряжения а вида:

г0=Б+Да. (18)

Таблица 1

Реологические параметры ККПТ и его дисперсионной среды

% бент. Характеристика ККПТ Дисперсионная среда ККПТ

Я, МПа д Г0,МПа ц'-ю5, Па*с С,% щ, Па*с ЦОрасч > Па*с

0 0,50 1,12 0,51 0,22 0 0,0042 0,001

1 0,75 0,60 0,81 0,52 9 0,011 0,012

2 1,25 0,55 1,30 1,01 15 0,0196 0,021

3 1,60 0,25 1,62 1,33 23 0,0258 0,038

Из табл. 1, видно, что увеличение количества связующей добавки приводит к возрастанию прочности связи частиц, оцениваемой коэффициентом Б, и снижению коэффициента Д, характеризующего силы трения между частицами материала сформованного тела .

Динамический предел текучести окатышей составляет ток=0,29 МПа. Для диапазона касательных напряжений т=тд-ток в области малых скоростей деформации у = 0 — 10 с-1 рассчитана пластическая вязкость г\ по уравнению

*_Ч~хок . (19)

У

Сравнение расчетных и действительных значений пластической вязкости бентонитовых суспензий показывает их удовлетворительную сходимость, особенно в области рабочих концентраций.

Проведенные реологические исследования позволили разработать методологические принципы подбора связующих материалов для гранулирования низкодисперсных непластичных материалов. Для оценки пригодности связующего материала предлагаются следующие понятия: тождественный расход заменителя - расход, обеспечивающий свойства окатышей, тождественные свойствам окатышей с высококачественным щёлочным бентонитом; эквивалентный расход заменителя, приводящий к одинаковому химическому составу, что и базовый расход щёлочного бентонита. Приближенной оценкой пригодности связующей добавки может служить соответствие эквивалентного и тождественного расходов. Исследования природных связующих материалов показали, что эквивалентный расход мергеля превышает расход бентонита для условий ЛГОКа в 3,4 раза; для МГОКа - 3,3 раза, по результатам реологических исследований в 3,4-3,6 раз. Превышение расходанонтронитов по сравнению с бентонитом- 2,0раза. Это подтверждено результатами опытно-промышленных испытаний.

Актуальной задачей повышения качества железорудных окатышей является снижение расхода балластных технологических связок минерального происхождения. Перспективными в этом плане являются полимерные добавки органического происхождения, образующие коагу-ляционные структуры на стадии окомкования и выгорающие при высокотемпературном переделе окатышей. Нами исследованы водорастворимые полимеры (ВРП), образующие анион- и катионактивные полиэлектролиты в воде. Реологические и адсорбционные исследования растворов ВРП показали, что анионактивные полиэлектролиты по своему действию аналогичны щелочным бентонитам и являются их перспективными заменителями. Установлены тождественные расходы полимера в железорудных шихтах, которые составляют 0,4-0,6 кг/т.

Для внесения небольших количеств полимеров разработан способ подготовки шихты, включающий совместное измельчение и введение полимера с флюсующей добавкой (A.c. 1601159, 1632994).

Наиболее перспективными являются многокомпонентные связующие материалы, включающие бентонит и водорастворимый полимер. Добавка 0,2-0,5% ВРП к бентониту позволяет снизить их расход в комкуемых шихтах на 30-50 %. На многокомпонентные связующие добавки получены авторские свидетельства (№901313, №954464, №1063850).

Щелочноземельные бентониты являются связующими материалами минерального происхождения, использование которого возможно после модифицирования. Исследования суспензий бентонитов с добавками соды показали, что максимум вязкости проявляется при добавке соды, соответствующей полному замещению щелочноземельных катионов на натрий. Зависимость вязкости бентонитовых суспензий щёлочноземельных бентонитов от добавки к ним соды положена в основу определения обменной емкости (A.c. №1592778) и монтмориллонита в глинистых породах (A.c. №1404898).

Для оценки способности щелочноземельных бентонитов к модифицированию и последующему использованию в качестве связующей добавки при гранулировании дисперсных материалов нами предложен коэффициент модифицируемости М:

М=Мр£(Л-*0), (20)

где С - добавка соды к бентониту, %; R,R0 - реологический показатель модифицированного и немодифицированного бентонита соответственно.

я

а

з я

е г?

I *

i;

■fr

! *

I »

I *

f »

s ( i г

Рис.6. Классификация щелочноземельных бентонитов по коэффициенту модифицируемости (а);зависимосгь вязкости бентонитовых суспензий ( с^ - ю%) от коэффициента М (б)

а)

'1

} 1 3

...................................................

■ у 1 "Г

■лР-

....................................

i

26 а м ## w

Слътж&яе шчгттшшт* %

б)

Ъ&ШвщтгМж

Разработана классификация щелочноземельных бентонитов по коэффициенту модифицируемости, позволяющая разделить бентониты на несколько сортов (рис.6). Первый (М= 7-17) и высший (Л/>17) с добавками соды к бентониту 4,0-3,0% и 2,5 - 3,0% соответственно. Некондиционные бентониты имеют коэффициент М<1.

Для получения экспрессной информации о качестве бентонитов определяют вязкость 10% суспензий с добавкой 3,0% карбоната натрия к бентониту. По графику, изображенному на рис.6,б, определяют его коэффициент модифицируемости, по классификационному графику (рис.6, а) определяют сорт щелочноземельного бентонита и оптимальную добавку к нему щелочного модификатора. Эффективным модификатором щелочноземельных бентонитов является также содовый плав -отход производства капролактама (А.с №1392132).Таким образом, с использованием микрореологического подхода к исследованию дисперсных систем, на уровне изобретений, разработаны различные технологические способы повышения качественных показателей гранул за счет использования связующих добавок минерального и органического составов.

Исследования процессов агломерации показали, что вязкость связующих растворов играет важную роль не только в процессах динамического гранулообразования, но и при агломерации открытых поверхностей полидисперсных материалов в статических условиях с целью снижения пылеуноса.

В главе 5 представлены различные способы агломерации порошкообразных материалов с целью снижения их пыления, а также специфические особенности процессов утилизации техногенных материалов.

Одним из способов снижения пылеуноса является агломерация поверхностного слоя полидисперсных материалов с образованием защитного слоя из твёрдых частиц, скреплённых связующим материалом. Исследования процессов смачивания и пропитки слоя дисперсных материалов растворами высокомолекулярных полиэлектролитов показали, что прочность образующегося покрытия зависит от комплекса параметров, характеризующих физико-химические свойства компонентов дисперсной системы, а именно:

ц (21) Комплекс параметров А условно можно считать адгезионной характеристикой, которая имеет размерность скорости (м/с) и косвенно характеризует способность связующей добавки смачивать дисперсный материал и проникать в поры поверхностного слоя. Установлено, что при увеличении значения параметра А более 10 м/с значительно снижа-

ется прочность покрытия толщиной 1 см, высушенного в естественных условиях (рис. 7).

Анализ факторов, влияющих на агломерацию поверхностного слоя дисперсной системы, показал, что для равномерного распределения и пропитки слоя дисперсного материала, а также с целью получения прочного покрытия вязкость связующих растворов должна составлять не более 10 мПа*с. Для подтверждения вышеуказанных закономерностей нами исследованы различные дисперсные материалы: шламы железистого титана, фосфогипс, уголь, хвосты магнитной сепарации при получении железорудных концентратов на фабрике обогащения ЛГОКа. Все эти материалы складируются (шлам железистого титана, фосфогипс), перевозятся (уголь) или хранятся открытым способом и нуждаются в поверхностном закреплении с целью снижения пылеуноса.

Рис.7. Зависимость прочности покрытия различных дисперсных материалов от физико-химических свойств закрепляющей композиции:/-песок + растворы кар-бамидоформальдегиных смол;

2 - слюда; 3 - песок; 4 - хвосты магнитной сепарации, обработанные растворами ГТАА: ЛСТ= 1:10.

Параметр А, м/с

В качестве компонентов закрепляющих растворов выбраны лигно-сульфонаты технические, латекс, Ыа-КМЦ, полиакриламид(ПАА). Для закрепления пляжей хвостохранилищ на длительный период (более 1,5 лет) использованы фенолформальдегидные смолы (ФФС). Толщина слоя обрабатываемого материала составляла 30-50 мм, после сушки в естественных условиях определяли прочность покрытия воздействием на него струей воздуха со скоростью 10-15м/с. Водостойкость оценивали по изменению свойств после многократного (7-10раз) увлажнения и высушивания. Оптимальные составы и поверхностный расход раствора для образования защитного покрытия толщиной 10-15 мм представлены в табл.2 (А.с. № 1710777, патент 2151205). Исследования показали, что определяющим параметром является вязкость и состав закрепляющего раствора. Для кратковременной защиты (1-3 месяца) пылящие поверхности дисперсных материалов целесообразно обрабатывать растворами

полимеров с вязкостью до 5 мПа*с, для более длительного периода - с вязкостью 5-10 мПа*с.

Установлено, что коагуляционная структура ВРП при высыхании образует полимер-дисперсную композицию с твердым веществом, прочность которой коррелируется с вязкостью пылесвязующих растворов.

При повышенных температурах агломерация сопровождается химическими превращениями и определяется условиями тепло- и массооб-мена. Исследована агломерация на стадии сушки шламов в клинкеро-обжиговой печи цементного производства с целью снижения пылеуно-са.

Таблица 2

Расходные нормы связующих растворов

Дисперсный материал Компоненты пылесвязующих растворов Содержание,мас.% Поверхностный расход раствора, л/м2 Вязкость раствора, мПа-с

Фосфо-гипс лет 5-7 3-5 1,0-3,0

Латексная смесь 3-5 2-4 2,5-4,0

ЛСТ и латексная смесь 1-3 0,5-1,0 3-5 2,7-5,0

Шлам железистого титана Латексная смесь 5-7 3-5 1,0-3,0

Уголь ЛСТ 10-15 3-5 2,0-5,0

№-КМЦ 1-2 1-3 3,5-7,4

Латексная смесь 2-4 4-6 1,5-3,0

Хвосты магнитной сепарации ЛСТ ПАА 2-3 0,25-0,5 4-6 6,5-8,5

ПАА ФФС 0,15-0,20 15-20 4-6 7,8-9,5

Снизить запыленность газов на холодном конце клинкерообжиговой печи возможно за счёт использования добавок, пластифицирующих шлам и способствующих образованию более прочных гранул в зоне сушки.

Установлено, что введение в сырьевые шламы небольших количеств водорастворимых полимеров приводит к увеличению прочности агломератов и слипаемости пылей (рис.8).

Для пылей с добавкой оптимального количества ВРП получена зависимость слипаемости (Т) от уплотняющей нагрузки. По результатам исследований кинетики сушки, механических характеристик аг ломера-тов и аутогезионных свойств пылей установлено, что оптимальная добавка в шламы составляет: лигносульфонатов технических - 0,2-0,5 %;

латексной смеси - 0,05-0,2 %; натрий КМЦ - 0,1-0,3 % к сухому веществу.

Рис. 8. Влияние добавок полимеров в сырьевые смеси на аутогезионную прочность пылей (Т)

Из техногенных материалов предприятий стройиндустрии, с целью их утилизации, исследованы уловленные пыли клинкерообжиговой печи Белгородского цементного завода (ПБЦ), производства извести (ППИ), обжига перлитов (ППП), а также вскрышные попутно добываемые породы железорудных месторождений КМА. Материалы отличаются плотностью (истинной и насыпной), площадью удельной поверхности, дисперсностью, химическим составом (табл. 3).Уловленная пыль ПБЦ содержит около 40% К20 и по данным БелНИИСХ является бесхлорным калийно-известковым удобрением с микроэлементами. Для повышения потребительских свойств пыль необходимо превратить в гранулированное калийно-известковое удобрение (КИУ) с размером гранул не более 5мм. Влажность гранулированных удобрений должна быть не выше 2%, прочность при сжатии - не менее 1,0 МПа.

Для получения гранул заданного качества разработана технология окомкования в барабанном грануляторе диаметром 1,5 м, длиной 4,5 м при частоте вращения барабана 12-20 об/мин и угле наклона 4-10 град. Связующей и упрочняющей добавкой является насыщенный водный раствор калия, полученный при затворении водой запечной пыли и некондиционных гранул в соотношении Т:Ж=1:5, вязкость связующего раствора составляет 1,5-2,0 мПа • с. Влажность шихты составляет 20± 2%. Прочность сухих гранул на сжатие достигает (1,2-1,6) МПа.

Попутно добываемыми вскрышными породами ГОКов являются мела. По своим химическим свойствам мела относятся к мелиорантам высшей категории, но вследствие высокой гигроскопичности и слипаемости сухомолотый мел не может использоваться без соответствующей подго-

На основании проведенных опытов по пылеуносу прогнозируется снижение концентрации пыли на выходе из холодного конца печи на 15-25% при введении в шлам оптимального количества водорастворимых полимеров на стадии подготовки шламов.

о

товки. Разработана технология гранулирования мелов окатыванием на тарельчатом грануляторе с использованием в качестве связующих материалов бентонитовых глин (0,2-0,3%) или жидких комплексных удобрений (ЖКУ) (2-4%). Оптимальная температура сушки меловых гранул с бентонитом составляет 250-300 °С, с добавкой ЖКУ - 100-120 °С. Статическая прочность сухих гранул составляет 1,0-1,4 МПа, динамическая прочность 66,1-68,8%. Рабочая влажность шихты составляет 23-25%, вязкость суспензий связующих 2,0-2,5 мПас. Связующее, как и при гранулировании ПБЦ, в виде раствора подаётся в шихту на тарель в виде капель, что приводит к образованию зародышей гранул с последующим их ростом и уплотнением.

Предлагается также подготовка жидкого мелиоранта в виде устойчивой меловой суспензии концентрации 40-55%, что достигается при добавке в качестве стабилизатора 0,4-1,4% бентонита к мелу (А.с.№ 1594161) или ЛСТ - 0,55-0,75% (патент №1813771), или УЩР -0,55-0,75% (патент №1781194).

Актуальной задачей комплексной переработки минерального сырья является разработка технологии утилизации уловленной пыли при производстве вспученного перлитового песка на ООО «Бентопром». Пылевидная фракция (ППП) с размером частиц менее 0,16 мм, согласно ГОСТ 10832-91, является некондиционным продуктом. Ее использование в качестве теплоизоляционного материала наиболее целесообразно в гранулированном виде.

Установлено, что гранулирование перлитосодержащих шихт необходимо осуществлять в несколько стадий. Сначала производится уплотнение шихты с образованием зародышей, затем формирование гранул в динамичном режиме и на последней стадии - упрочнение поверхностного слоя. Экспериментально установлено, что процесс получения гранул размером 3-7 мм стабилен при следующем составе шихты, масс.%: перлит 15-20; бентонит 2,5-4,0; гипс 2,5-4,0; жидкое стекло (товарное) 20-22; вода - остальное.

Гранулы, полученные из шихты оптимальных составов, были испытаны в соответствии с требованиями к заполнителям пористым неорганическим для строительных работ (ГОСТ 9758-86). Насыпная плотность гранул составляет 190 - 270кг/м3, предел прочности на сжатие в цилиндре 0,26-0,31 МПа.

Таким образом, исследованные материалы отличаются химическим, минералогическим составом, дисперсностью, слипаемостью и др. Для сравнительной оценки комплекса свойств дисперсных материалов в настоящей работе предлагается использовать усредненную характеристику дисперсности (К„) в виде произведения истинной плотности

(рист кг/м3 ), учитывающей природу дисперсного материала, и удельной площади поверхности частиц дисперсного материала (Б, м2/кг), зависящей от способа его подготовки:

Кд=рист*8. (22)

Показатель (Кд) имеет такую же размерность, как и удельная поверхность^ м"1) и может быть использован для сравнительной характеристики поверхностных свойств порошкообразных материалов различного минералогического и химического составов. Для дисперсных материалов рассчитан также максимальный коэффициент уплотнения, показывающий их способность к агломерации: К™?* = рист/р»ас• Как видно из табл. 3, чем выше характеристика дисперсности материала, тем ниже его насыпная плотность и выше оптимальная влажность формования.

Таблица 3

Сравнительная характеристика дпсперсных материалов

Материал Рист' кг Рнас кг 1/тах 5, м2 кг кдю-\ м-1 IV,% Способ агломерации

Магне- тито-вый концентрат 4580 2500 1,8 220 ±20 1,02 ± 0,12 9-11 Окомкова-ние с пластичным связующим материалом

Мел 2650 970 2,7 140 ± 20 3,05 ± 0,02 21-23 Экструзия, окатывание с жидким связующим

ППИ 2750 700 3,9 1200 ± 15 3,3 ± 0,05 18-19 То же

ПБЦ 2050 480 5,3 2120 ±30 4,4 ±0,02 20-22 »

ППП 1500 100 15 7200 ± 530 10,8+0,8 50-70 Постадий-ный процесс грану-лообразо-вания с предуплот-нением

Перлитовый песок 1550 150 10 6200 ±320 9,3 ± 0,5 50-60 То же

С учетом результатов проведенных исследований, а также существующих данных по агломерации различных дисперсных систем, предложена классификация дисперсных материалов на: низкодисперсные (^<2*10бл/"1), среднедисперсные (Кд =2...6*10V1) и высокодисперсные (Я^>6* 10 V).

В процессах агломерации могут участвовать как лиофильные дисперсные системы, содержащие твердые частицы, самопроизвольно диспергирующиеся в водной среде, так и лиофобные, инертные по отношению к воде. В состав шихты могут входить также растворимые или кристаллизующиеся компоненты. Следует отметить, что предложенная усредненная характеристика дисперсности применима к оценке лио-фобных материалов, образующих, согласно классификации П.А.Ребиндера, термодинамически и агрегативно неустойчивые дисперсные системы. В соответствии с предложенным показателем дисперсности разработаны рекомендации по выбору способа организации процессов агломерации в дисперсных системах различной устойчивости (рис.9).

Рис. 9. Рекомендации по организации процессов агломерации в различных дисперсных системах

Исследования показали, что низкодисперсные тяжёлые материалы, имеющие Кд<2Л$лГ\ например, магнетитовый концентрат, гранулируют в присутствии влагоёмких пластификаторов, которые подают в шихту на стадии смешения для связывания свободной влаги материала.

Всё это способствует образованию коагуляционно-структурированной системы для обеспечения пластических деформаций гранул в процессе их формирования. Рабочая влажность шихты находится в пределах 911%, коэффициент уплотнения ниже 2.

Из материалов средней дисперсности ^=(2...6)10бм'1 , можно получать гранулы методом экструзии или окатывания при влажности 1823%. Коэффициент уплотнения этих материалов составляет от 2 до 6. При гранулировании в поле действия гравитационно-центробежных сил технологическую связку целесообразно подавать разбрызгиванием на материал, окатываемый в грануляторе. Если согласно технологии в состав смеси входят растворимые и кристаллизующиеся компоненты, например в стекольных шихтах, то еще на стадии смешения влажной шихты происходит растворение и кристаллизация компонентов с образованием коагуляцинно-конденсационно-кристаллизационной структуры сырой гранулы в результате ее окатывания.

Наибольшие значения величин, характеризующих дисперсность материала СКуп, =10-15 и Кд>6*106 м'1), имеют перлитовый песок и пыль перлитового производства (ППП). Исследования показали, что для высокодисперсных материалов с низкой насыпной плотностью обязательной является стадия предварительного уплотнения шихты для удаления газообразной фазы и образования микрогранул. Для обеспечения пластических свойств гранулируемая смесь должна содержать лиофильные материалы (бентонит), а также кристаллизующиеся (гипс) и растворимые (жидкое стекло) компоненты.

В главе 6 представлены научно-технические разработки по созданию агрегата для постадийного процесса гранулирования полидисперсных материалов, исследованию его конструктивных и технологических параметров.

Для моделирования постадийного процесса гранулообразования полидисперсных систем нами разработан стендовый аппарат, обеспечивающий выполнение следующих технологических функций: предварительное уплотнение увлажненной порошкообразной смеси и ее микрогранулирование, вибрационное упрочнение формуемого гранулята и его классификация, вибрационно-центробежное формование и упрочнение гранулята при его водопадно-каскадном режимах в цилиндрических камерах, поверхностное упрочнение полученных гранул в торообразных камерах при повышенной степени свободы формуемого материала. Возможность плавного варьирования частоты вращения эксцентрикового вала, величины эксцентриситета вала, геометрических параметров цилиндрических камер позволяет изменять характер постадийного виб-рационно-центробежного воздействия на гранулируемый материал.

Конструкция вибрационно-центробежного гранулятора (ВЦТ, рис. 11) защищена патентом РФ (№ 2412753).

Проведены исследования кинематических, и конструктивно-технологических параметров ВЦГ (рис.10, 11).

Конструкция ВЦГ позволяет изменять характер динамического воздействия на гранулируемый материал в зависимости от его характеристик (дисперсности, влагоемкости, пластичности и др.) на каждой стадии. Изменение положения среднего барабана (т.В) относительно первого (т. А) позволяет варьировать соотношение нормальных и касательных напряжений, возникающих при контактном взаимодействии гранулируемых частиц: при перемещении т.В к т. С - усиливаются нормальные напряжения при контактном взаимодействии частиц, при перемещении т, В к т. А - касательные напряжения (окатывающее действие).

У

Рис . 10. Структурно-расчетная схема ВЦГ для определения его кинематических параметров

Получены значения аналогов скоростей и ускорений «в^о т.В среднего барабана, положение которого определяет характер динамического воздействия на процесс гранулообразования (преобладаю-

щий водопадный, водопадно-каскадный или каскадный режимы грану лообразования):

jVfiCa;) = -е [sina + Кав ■ КТв sin(u -f у?) (1 +

(vi (а,) = —е [cosa + К„в ■ КТвeos (а + р)(1 + g)]

= —е |cos ос + К„ВКТВ

„у —

ивы)

= —е sin ос + К„„К.

"в тв

cos(« +/?) (l + g)2 + 0sin(oc +0)jj (l+S2+gcos(oc +/?)]}

(23)

(24)

где е - величина эксцентриситета эксцентрикового вала, м; ос, р - углы поворота кинематических звеньев (кривошипа, шатуна), град, соответственно;

Кав, КТд - коэффициенты нормальных и касательных напряжений при контактном взаимодействии гранулируемых частиц соответственно; йр <12р

йа1 ~ аналоги Угловои скорости и углового ускорения кинематического звена АС соответственно, а)

ДО I (

б) Ш

Г

... | жш

Рис.11. Кинематическая схема (а), общий вид вибрационно-центробежного гранулятора (б): 1 - промежуточный вал; 2 - зубчатая пара; 3 - противовесы; 4 - клино-ременная передача; 5 - электродвигатель основного привода; 6 - горообразные камеры; 7, 8, 9,- барабаны гранулирования материала; 10 - виброжелоб; 11 - упругий уплотняющий валок микро-гранулирования; 12 - электропривод устройства предуплотнения и микрогранулирования материала; 13 - направляющие стойки; 14 - ползуны; 15 - подвижная рама; 16 - эксцентриковый вал.

Для определения энергосиловых параметров ВЦГ установлены значения момента сопротивления Мот сил тяжести, инерции кинематических звеньев, приведенных к входному звену механизма (эксцентриковому

валу), а также дополнительных сопротивлений в узлах механизма, подшипниковых опорах и трансмиссии привода.

Потребляемая мощность привода ВЦГ, Вт:

Рвцг = Мс£0)эл, (25)

где Шз£. - угловая скорость эксцентрикового вала, рад/с.

Подтвержденные экспериментально расчеты показывают, что при реальных значениях параметров: е = 20 • 10~3м; Ка =0,5 \КГ= 0,5, потребляемая мощность привода ВЦГ составляет 0,8-1,2 кВт.

Проведенные теоретические исследования условий гранулирования полидисперсных материалов на последней стадии показали, что для обеспечения равномерного распределения значений скорости сдвиговых деформаций по ширине камеры и обеспечения большей степени свободы гранул наиболее целесообразен горообразный профиль камеры.

Различные варианты организаций технологических процессов гранулирования и схем установки ВЦГ позволяют обеспечивать: интенсивное динамическое воздействие на гранулируемый материал в его водопад-но-каскадном или каскадном режимах, усиление классифицирующего эффекта на первой стадии и вибрационно-центробежного на последующих стадиях; реализацию упрочнения поверхностного слоя гранул при повышенной степени свободы их движения в торообразных камерах и др.

В главе 7 представлены результаты опытно-промышленной апробации и внедрения научно - исследовательских разработок.

Опытно-промышленные испытания различных связующих добавок при окомковании железорудных шихт показали правомочность использования реологического показателя для оценки качества связующих материалов и их пригодности для окомкования железорудных концентратов. Научно-исследовательские разработки положены в основу технических условий на глинистые связующие материалы для производства железорудных окатышей (ТУ 14-9-364-89). Пригодными являются природные щелочные бентониты, имеющие реологический показатель более 16; щелочноземельные бентониты с коэффициентом модифицируемости более 7 и реологическим показателем более 16; рыхлые мергели, содержащие 38 - 44% оксида кальция, с реологическим показателем более 5,5; элювий по ультрабазитам с содержанием оксида железа 13 - 43% с реологическим показателем более 6.

Для реализации результатов экспериментальных исследований, подтверждения установленных закономерностей процесса гранулирования, а также для обеспечения конструктивно - технологического совершенствования аппаратурного оформления нами проведены опытно - про-

мышленные испытания вибрационно - центробежного гранулятора (патент РФ № 2412753).

Диаметр уплотняющего валкового устройства микрогранулирования составляет Д,=0,25м; диаметры (Д,) и длины (Ц) камер гранулятора: Д»1 =0,15 м; Дк2= 0,15 м; Да =0,15 м; Дктор= 0,24м; Ц, =ьк2 =0,5 м; Ьк3=0,6 м; Ьктор=0,24 м . Для обеспечения условий для удаления газообразной фазы, микрогранулирования и упругой релаксации в уплотненном материале частота вращения формующих валков составляет ив=(1,1-2,0) с"1 при производительности ВЦГ С,„ =50-100 кг/час. Величина эксцентриситета эксцентрикового вала е =20- 10"3м; установочная мощность привода блока формующих барабанов М™,=1.2 • 103 Вт при частоте их вращения и=(3,5-7,5) с"1.

По результатам проведенного многофакторного планирования эксперимента получены уравнения регрессии, характеризующие зависимости выхода кондиционных гранул (с/гр), прочности гранул на сжатие ((?сж), насыпной плотности гранул (р„ас) в высушенном состоянии от степени заполнения барабана материалом (<р ), частоты вращения эксцентрикового вала («), коэффициента предварительного уплотнения смеси (.Кут),& также влажности перли-тосодержащей смеси(1¥). Установлено, что для обеспечения заданных выходных параметров: <тсж=0,6-0,8 МПа, рнас=250-350 кг/м3, е„,=50-!00кг/ч, необходимо соблюдать следующие значения варьируемых параметров: и=(5-6) с"; ср = 0,10-0,12;

ГГ~/и,

Установленные закономерности процесса постадийного гранулообра-зования полидисперсных материалов с различными физико-механическими характеристиками реализованы в технологическом комплексе многофункционального действия (рис./5). Технологический комплекс, исходя из поставленных задач, позволяет получать сформованную продукцию: экструдированные (поз. 13), окатанные виброцентробежным способом (поз. 14) или поризованные полистирольные

Рис. 12. Опытно промышленный вибрационно-центробежный гранулятор

(поз. 17) гранулы, а также гранулы из полидисперсных материалов с различными физико - химическими свойствами: карбонатно - глинистых, алюмо-иликатных, перлитосодержащих материалов, мелкозернистых материалов органического происхождения, а также уловленной пыли сушильных и обжиговых агрегатов различных производств: цементного, известкового, керамзитового и др.

Рис.13. Технологический комплекс для производства гранулированных пори-зованных заполнителей: 1 - автотранспорт; 2 - бункер для компонентов гранулируемых смесей; 3, б, 8- ячейковые питатели; 4, 12 - конвейер шнековый; 5 - бункер вяжущего; 7- бункер связующих добавок; 9 - бункер техногенных фибронаполнителей; 10- питатель шнековый; 11 - роторно-циркуляционный смеситель; 13 - пресс - валковый экстру-дер; 14- вибрационно - центробежный гранулятор; 15 - бункер жидкого компонента; 16-вертикальный лопасной смеситель; 17 - агрегат для поризации полистирольных гранул и их классификации; 18 - барабанно - винтовой СВЧ -сушильный агрегат (БВСА); 19 -ленточный конвейер; 20 - дозатор - упаковщик; 21 - склад продукции.

Полученная гранулированная продукция может быть использована как в основном технологическом производстве (получение вяжущих; сухих строительных смесей различного технологического назначения, в том числе теплоизоляционных смесей с использованием перлитосодержащих материалов и фибронаполнителей из целлюлозно - бумажных отходов, и др.), так и во вспомогательных производствах при утилизации различных техногенных поли дисперсных материалов.

Разработанный технологический комплекс многофункционального действия является базовой основой для создания малотоннажных технологических комплексов по производству различных видов компакти-рованной продукции. Разработан технологический регламент на процесс гранулирования материалов с различными физико - механическими свойствами. Технико - экономическая эффективность от выполненных научных исследований подтверждена актами промышленных испытаний и внедрения научно - технических разработок на ООО« Бенто-пром», ООО «Чистовод»,000«Рецикл-Интех», ЗАО « Белмеханобр»,

ОАО«Оскольский электро - металлургический комбинат». Экономический эффект от выполненных научно-технических разработок составляет 51,12 млн.рублсй.

Общие выводы

1. Для решения проблемы выбора способа агломерации дисперсных материалов с учетом их физико-химических свойств используется предложенная классификация порошкообразных материалов по величине усредненной характеристики дисперсности на: низкодисперсные (Кд<2*106 м'1), среднедисперсные (/Сг=2...6*106 м'1) и высокодисперсные (А"а>6*106 м"1) с рекомендациями по технологии их агломерации и подбору связующей добавки.

2. Для гранулирования низкодисперсных непластичных материалов выбор связующей добавки проводится по величине реологического показателя (Л). Пригодными связующими материалами для производства железорудных окатышей являются щелочные бентониты с реологическим показателем Л >16; щелочноземельные бентониты с коэффициентом модифицируемости М >7 и Я > 16; мергели, содержащие 38 -44% оксида кальция и Я > 5,5; нонтронит с содержанием оксида железа 43% и Л > 6. Разработанные патентно-защищенные многокомпонентные связующие материалы, включающие бентонит и анионактивные полиэлектролиты, позволяют улучшить качество товарных окатышей на 15-30%.

3. Для материалов средней дисперсности (/0)=2...6*106 м'1) разработана технология утилизации техногенных материалов цементного, перлитового производств, а также вскрышных пород железорудных месторождений (мел, фосфорит) с производством гранулированных калийно-известковых и органоминеральных удобрений. Введение жидкой связующей добавки осуществляется непосредственно в формуемый материал на стадии окатывания, что приводит к образованию зародышей гранул с последующим их ростом и уплотнением.

4. Гранулирование высокодисперсных материалов (/Гд>6*106 м"1) происходит постадийно в разработанной патентно защищенной конструкции вибрационно-центробежного гранулятора. Предварительное уплотнение порошкообразной смеси осуществляется в пресс-валковом устройстве с профильной поверхностью валков. Частота вращения формующих валков составляет 1,1-2,0 с1. Последующее гранулообразова-ние происходит в формующем блоке из трех цилиндрических барабанов. Для упрочнения поверхностного слоя гранулированной продукции используются торообразные камеры. Частота вращения эксцентриково-

го вала формующего блока составляет п =(3,5 - 1,5)с', величина эксцентриситета е =20 мм, потребляемая мощность привода //=0,8-1,2 кВт.

5. Проведенные испытания опытно-промышленного вибрационно-центробежного гранулятора показали преимущество разработанного аппарата по сравнению с барабанными и тарельчатыми грануляторами и перспективность их использования для получения гранулированной продукции из техногенных материалов с низкой (менее 200 кг/м3) насыпной плотностью. Для перлитосодержащих смесей получены уравнения регрессии зависимости выхода кондиционных гранул (с;гр), насыпной плотности (р,ик) и прочности сухих гранул на сжатие (асж) от частоты вращения эксцентрикового вала (п), коэффициента предварительного уплотнения смеси (Кут), степени заполнения барабана по объему (<р) и влажности шихты (IV). Для получения кондиционных гранул с насыпной плотностью рнас=250 - 350кг/м\ прочностью асж =0,6 - 0,8 МПа частота вращения эксцентрикового вала должна составлять л=(5 - 6)с"' при заполнении барабана <р =0,10 - 0,12, коэффициенте предварительного уплотнения шихты Куп~2,5 - 3,0 и влажности смеси Ш =52 - 56%.

6. Для агломерации поверхностного слоя открытых дисперсных систем с целью предотвращения пылеуноса, с учетом разработанных требований к связующим растворам, предложены составы с использованием экологически безопасных компонентов (лигносульфонатов технических, натрий-карбоксиметилцеллюлозы, латекса, полиакриламида и др.) и определен их поверхностный расход. При этом для кратковременной защиты (1-3 месяца) пылящие поверхности дисперсных материалов целесообразно обрабатывать растворами полимеров с вязкостью до 5 мПа*с при расходе 3-5 л/м2. Для более длительного периода закрепления - вязкость растворов полимеров составляет 5-10 мПа*с при их расходе 4-6 л/м2.

7. Агломерация дисперсных частиц на стадии сушки сырьевых шла-мовв клинкерообжиговой печи при добавке к сухойчасти шлама лигносульфонатов технических 0,2 - 0,5 %, латексной смеси 0,05 - 0,2 % или 0,1 - 0,3 % натрий-карбоксиметилцеллюлозы приводит к снижению пылеуноса из холодного конца печи на 15 - 25% .

8. Разработанный технологический комплекс многофункционального действия и отдельные технологические модули для получения гранулированной продукции позволяют осуществлять процесс агломерации природных и техногенных материалов различных производств. Представлен технологический регламент на производство гранулированной продукции. Экономический эффект от использования выполненных научных разработок составляет более 50 млн. руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

Монографии

1. Ильина, Т.Н. Процессы агломерации в технологиях переработки дисперсных материалов: монография / Т.Н. Ильина. - Белгород: Изд-во БГГУ, 2009. - 229с.

2. Обеспыливающая вентиляция : монография / В.А.Минко, И.Н.Логачев, Т.Н. Ильина и др.; под общ. ред. В.А.Минко.—Белгород: Изд-во БГТУ, 2010,Т.2. -565с.

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

3. Витюгин, В.М. О комплексной оценке влагоемкости и реологических свойств бентонитовых глин / В.М. Витюгин, Т.Н. Сомова // Обогащение руд. - 1980. - №4 (150) - С.41-43.

4. Витюгин, В.М. О механизме взаимодействия бентонитовых глин с добавками полиэлектролита К-4 / В.М. Витюгин, Э.А. Губер, Т.Н. Сомова, Т.А. Хабас // Журнал прикладной химии.- 1980, т.13, №9. - С. 1941-1946.

5. Более, A.A. Методика определения вязкости водных суспензий связующих добавок для окомкования / A.A. Балес, Т.Н. Ильина // Заводская лаборатория. - 1986. -№11. - С.58.

6. Ильина, Т.Н. Снижение пылеуноса из вращающейся цементной печи / Т.Н. Ильина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. -2008. - №10. - С. 36-40.

7. Jl'ina, T.N. Structural and mechanical properties of pelletized fine materials / T.N. Jl'ina // Chemikal and Petroleum Engineering. - 2009, v45, №3-4.-S.l 15-118.

8. Ильина, Т.Н. Гранулирование в технологиях утилизации промышленных отходов / Т.Н. Ильина, Е.И. Гибелев // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - №8. - С. 34-36.

9. Ильина, Т.Н. Способы агломерации поверхностного слоя полидисперсных материалов / Т.Н. Ильина // Химическое и нефтегазовое машиностроение,- 2010.- №2.-С.29-33.

10. Ильина, Т.Н. Механизм постадийного гранулообразования полидисперсных материалов / Т.Н. Ильина, B.C. Севостьянов, В.И. Уральский, М.В. Севостьянов, Е.А. Шкарпеткин // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2010. -№4.- С. 3-7.

11. Ильина, Т.Н. Процессы фильтрации газообразной и жидкой фаз при уплотнении порошкообразных материалов / Т.Н. Ильина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2010. - № 5 .- С, 11-14.

12. Ильина, Т.Н. Конструктивно-технологическое совершенствование агрегатов для гранулирования порошкообразных материалов /

Т.Н. Ильина, М.В. Севостьянов, Е.А. Шкарпеткин // Вестник БГТУ. -2010. - №2,—С. 100-102.

13. Ильина, Т.Н. Реологические исследования растворов полиэлектролитов / Т.Н. Ильина // Вестник БГТУ. - 2010. - №3. - С. 110-114.

14. Ильина, Т.Н. О взаимодействии водорастворимых полимеров с компонентами гранулируемых шихт / Т.Н. Ильина // Вестник БГТУ-2010. - №2,-С. 110-113.

15. Глаголев, С.Н. Технологические модули для комплексной переработки техногенных материалов / С.Н. Глаголев, B.C. Севостьянов, Т.Н. Ильина, В.И. Уральский // Химическое и нефтегазовое машиностроение.- 2010.- №9.-С.43-45.

16. Севостьянов, В. С Исследование условий процесса микрогранулирования в дисперсных системах / В.С .Севостьянов, Т.Н. Ильина, М.В .Севостьянов, Е.А. Шкарпеткин // Вестник БГТУ. - 2011- №1-С.81-86.

Авторские свидетельства и патенты

17. A.c. 901313. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов / Т.Н. Сомова, A.A. Сапыкин, A.B. Балес и др.; опубл. 30.01.82, Бюл. №4.

18. A.c. 954464. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов / Т.Н. Сомова, A.A. Сапыкин, Л.В. Безменова и др.; опубл. 30.08.82, Бюл. №32.

19. A.c. 1063850. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов / Т.Н. Сомова, A.A. Сапыкин, A.B. Балес и др.; опубл. 30.12.83, Бюл. №48.

20. A.c. 1224657. Способ контроля качества термообработанных железорудных окатышей /A.A. Балес, О.П. Зюбан, С.А. Пчельник, Т.Н. Сомова, Ж.Б. Цвик; опубл. 15.04.86, Бюл. №14.

21.А.С. 1330197. Окатыши для выплавки чугуна или стали /Д.Н. Солодовников, А.И. Везенцев, A.A. Смоликов, Т.Н. Сомова; опубл. 30.04.88. Бюл. №16.

22. A.c. 1404898. Способ определения щелочноземельного бетонита в глинистых смесях / Т.Н. Ильина, A.A. Балес, В.М. Кадошников и др.; опубл.23.06.88,Бюл. №23.

23. A.c. 1392132. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов / Т.Н. Ильина, A.A. Балес, M.JI. Вишневецкий и др.; опубл. 30.04.88, Бюл. №16.

24. A.c. 1636822. Способ определения пригодности щелочных бетонитов для производства окатышей / Б.Г. Виничук, A.A. Балес, А.П. Поддубный, Т.Н. Ильина и др.; опубл. 23.03.91, Бюл. №11.

25. A.c. 1601159. Способ подготовки шихты к окомкованию / Т.Н. Ильина, M.JI. Вишневецкий, A.A. Балес и др.; опубл. 23.10.90, Бюл. №39.

26. A.c. 1592778. Способ определения обменной емкости щелочноземельных бентонитов / Т.Н. Ильнна; опубл. 15.09.90, Бюл.№34.

27. A.c. 1632994. Способ получения окатышей / Т.Н. Ильина, A.A. Балес, МЛ. Вишневецкий и др.; опубл.07.03.91, Бюл. №9 .

28. A.c. 1594161. Способ получения карбонатной суспензии для нейтрализации почвенной кислотности / Т.Н. Ильина, M.JI. Вишневецкий, А.Ш. Шакиров и др.; опубл. 23.09.90, Бюл. №35.

29. A.c. 1710777. Способ закрепления пылящей поверхности / Т.Н. Ильина, В.А. Минко, JI.B. Наумкина и др.; опубл. 07.02.92, Бюл. №5.

30. Пат. 1781194 РФ. Мелиорант для раскисления почв / Шок И.А., Ильнна Т.Н., Мясников Н.Ф. и др.; заявл. 23.04.90; опубл. 15.12.92, Бюл. №46.

31. Пат. 1813771 РФ. Мелиорант для раскисления почв / Шок И.А., Ильина Т.Н., Шакиров А.Ш. и др.; заявл. 31.07.91; опубл. 07.05.93, Бюл. №17.

32. Пат. 2151205 РФ. Способ защиты поверхности обожженных окатышей от истирания и разрушения при перегрузках и транспортировании / Ильина Т.Н., Минко В.А., Михайлова С.Д.; опубл. 20.06.00, Бюл. №17.

33. Пат. 2412753 РФ. Вибрационно-центробежный гранулятор / Ильина Т.Н., Севостьянов М.В., Уральский В.И., Шкарпеткин Е.А.; заявл. 25.09.09 ; опубл.27.02.2011, Бюл. №6.

Публикации в других изданиях

34. Балес, A.A. Опыт использования глинистых связующих добавок для окомкования / A.A. Балес, Б.Г. Виничук, Т.Н. Ильина.- Белгород: НТО черной металлургии, 1986. - 33с.

35. Сомова, Т.Н. Влияние природы наполнителей на реологические свойства бентонитовых суспензий / Т.Н. Сомова, В.М. Витюгин // Новое в реологии полимеров: материалы XI Всесоюзного симпозиума по реологии / ИНХС АН СССР.-М.: ИНХС. -1981,-Вып 2. - С.61-63.

36. Сомова, Т.Н. Мергель- флюсосвязующая добавка в окомковании // Т.Н. Сомова, A.A. Балес, В.А. Серебренников // Молодые ученые-научно - техническому прогрессу: материалы III науч. техн. конф., -Донецк, 1982. - С. 11-14. - Деп. в УКРНИИНТИ, №3644 - Д 82.

Ъ1.Балес, A.A. Разработка многокомпонентных связующих добавок в окомковании / A.A. Балес, Т.Н. Сомова, A.B. Балес, // Подготовка ших-

ты для обжига и спекания: сб. науч. тр. - Свердловск: Уралмеханобр, 1983.-С.39-42.

38. Сомова, Т.Н. Реологические исследования концентрированных дисперсных систем / Т.Н. Сомова, A.A. Балес, В.И. Мосьпан // Совершенствование химии и технологии строительных материалов: сб. науч. тр. - М.: Изд. МИСИ и БТИСМ, 1984. - С. 69-72.

39. Балес, A.A. Вовлечение в производство железорудных окатышей отходов добычи и переработки полезных ископаемых/А.А. Балес, Т.Н. Сомова, M.JI. Вишневецкий, В.А. Ткачев // Комплексное использование минерального сырья - Алма -Ата, 1985, №8(86) - С. 18-22.

40. Сомова, Т.Н. Оценка модифицируемости щелочноземельных бентонитов для окомкования / Т.Н. Сомова, A.A. Балес, В.А. Серебренников // Теория и технология подготовки металлургического сырья к доменной плавке: тез.докл. Всесоюзной науч.техн. конф. / ДМЕТИ. -Днепропетровск, 1985. - С. 249-250.

41. Ильина, Т.Н. Водорастворимые полимеры в окомковании / Т.Н. Ильина // Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии: тез.докл. Всесоюзной науч.техн. конф. / ДМЕТИ. - Днепропетровск, 1990. -С.58-59.

42. Ильина, Т.Н. Способы снижения поверхностного пыления дисперсных материалов при их открытом складировании и перевозке / Т.Н. Ильина // Машины и комплексы для новых экологически чистых производств строительных материалов: сб.науч. тр. - Белгород: Изд. БТИСМ, 1994.-С.126-130.

43. Ильина, Т.Н. Методы снижения поверхностного пыления на хво-стохранилшцах ГОКов / Т.Н. Ильина, В.А. Минко, С.Д. Михайлова // Промышленная экология: сб. науч. тр. - Ростов н/Д: Изд. РГСУ, 1998, вып. 2, - С.28-32.

44. Ильина, Т.Н. Влияние физико- химических свойств адгезива и дисперсного материала на прочность образующегося покрытия / Т.Н. Ильина, С.Д. Михайлова // Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережения в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века: сб. докл. Междунар. науч. практ. конф. / БелГТАСМ. - Белгород, 2000,4.6. - С.41-45.

45. Романович, Л.Л. Технологический комплекс для утилизации техногенных волокнистых материалов / A.A. Романович, Т.Н. Ильина, Н.В. Солопов и др. // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: матер. Междунар. науч. практ. конф., Белгород / Вестник БГТУ . - 2005. -№11.- С.203-205.

46. Ильина, Т.Н. Техника и технология гранулирования отходов перлитового производства / Т.Н. Ильина, Е.А. Шкарпеткин // Сотрудничество для решения проблемы отходов: матер. VI Междунар. конф., Украина, НТУ, ХПУ,- Харьков: Изд-во ХПУ, 2009. - С. 102-103.

47. Гибелев, E.Ä. Вскрышные породы горнодобывающих предприятий КМА в технологии гранулирования органоминеральных удобрений / Е.И. Гибелев, Т.Н. Илыша // Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях: матер. Десятого Международного симпозиума / Международная академия минеральных ресурсов, ФГУП ВИОГЕМ. - Белгород: Изд-во ВИОГЕМ, 2009. - С. 337-342.

48. Ильина, Т.Н. Технологический комплекс для производства перли-тосодержащих заполнителей /Т.Н. Ильина, М.В. Севостьянов, Е.А. Шкарпеткин, М.Н. Спирин // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сб. докл. Междунар. научн.-практ. конф., Белгород, 5-8 окт. 2010 г. / Белгор. гос. технол. ун-т,— Белгород: Изд-во БГТУ, 2010-Ч.З. - С. 107-110.

49. Ильина, Т.Н. Технологический комплекс для производства перли-тосодержащих композиционных смесей / Т.Н. Ильина, B.C. Севостьянов, Е.А. Шкарпеткин, A.A. Макридин, А.П. Писарчук // там же С. 111115.

50. Ильина, Т.Н. Ресурсосберегающее оборудование для гранулирования техногенных материалов / Т.Н. Ильина, B.C. Севостьянов, A.B. Уральский, Е.А. Шкарпеткин // Ресурсо-и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: матер. Междунар. научн.-техн. конф., Беларусь, Минск / Белорусский государственный технологический университет - Минск: Изд-во БГТУ, 2010. — 4.2. -С.171-174.

Подписано в печать «07» 07 2011 г. Формат 60x84/16. Усл. п. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № 188 Отпечатано в БГТУ им. В.Г. Шухова, 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46.

Введение.

1. Анализ состояния развития технологии и технических средств для реализации процессов агломерации дисперсных материалов

1.1. Агломерация как средство интенсификации технологических процессов переработки материалов.

1.2. Существующие способы компактирования дисперсных материалов и технические средства для их реализации.

1.3. Анализ теоретических положений о механизме гранулообразования дисперсных материалов.

1.4. Современные способы повышения эффективности процессов агломерации и направления их развития.

1.5. Проблемные задачи процессов агломерации техногенных материалов при их утилизации.

1.6. Цель и задачи исследования.

2. Процессы компактирования полидисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами

2.1. Поверхностные явления в дисперсных системах.

2.2. Связующие добавки в процессах агломерации.

2.2.1. Механизм действия технологических связок в процессах агломерации.

2.2.2. Классификация связующих материалов.

2.3. Особенности процесса гранулирования дисперсных м атериалов методом окатывания.

2.3.1. Критерии и методы оценки комкуемости дисперсных материалов.

2.3.2. Вибрационное и центробежное гранулирование материалов.

2.4. Пластическое формование дисперсных материалов.

2.5. Методологические принципы совершенствования процессов агломерации полидисперсных материалов.

2.6. Выводы по главе.

3. Теоретические исследования процессов структурообразования гранул при их постадийном формировании

3.1. Анализ кинетики процессов формования порошкообразных материлов.

3.2. Постадийное уплотнение трехфазной шихты.

3.3. Процессы фильтрации газообразной и жидкой фазы при уплотнении порошкообразных материалов.

3.4. Исследование условий упругой релаксации шихты в процессе ее формования.

3.5. Изучение условий процесса микрогранулирования материала при его предварительном уплотнении.

3.6. Разработка реологической модели процесса гранулообразования.

3.7. Выводы по главе.

Изучение механизма физико-химического взаимодействия компонентов гранулируемых шихт.

4.1. Методологические основы исследования технологических свойств компонентов гранулируемых шихт и окатышей.

4.2. Реологические исследования модельных дисперсионных сред формуемых смесей.

4.3. Получение и исследование моделей коллоидно-капилярнопористых тел с различными связующими добавками.

4.4. Связующие добавки при окомковании железорудных шихт

4.4.1. Обоснование выбора и расчета эквивалентного расхода связующих материалов.

4.4.2. Физико-химические свойства связующих добавок и их компонентов.!

4.5. Методики исследования связующих материалов.

4.6. Лабораторные исследования технологических связок

4.6.1. Реологические исследования растворов полиэлектролитов.

4.6.2. О взаимодействии водорастворимых полимеров с компонентами гранулируемых шихт.

4.7. Многокомпонентные связующие материалы

4.7.1. Щелочноземельные бентониты и их модифицируемость.

4.7.2. Бентониты с добавками водорастворимых полимеров.

4.8. Выводы по главе.

Исследование процессов агломерации в дисперсных системах с различными физико-химическими свойствами материалов

5.1. Способы агломерации поверхностного слоя полидисперсных материалов

5.1.1. Физико-химические основы закрепления поверхности порошкообразных материалов.

5.1.2. Способы агломерации пылящих поверхностей сыпучих материалов при их открытом складировании и перевозке.

5.1.3. Методы снижения поверхностного пыления на хвостохранилищах горно-обогатительных комбинатов.

5.2. Роль процессов агломерации в снижении пылеуноса из вращающейся печи цементного производства

5.2.1. Анализ причин пылеуноса из печных агрегатов.

5.2.2. Исследование влияния добавок водорастворимых полимеров на сушильные свойства шламов и прочность агломератов.

5.2.3. Аутогезионные свойства пыли, прогноз снижения пылеуноса.

5.3. Особенности процессов агломерации техногенных материалов при их утилизации.

5.3.1. Исследование процессов гранулирования техногенных материалов цементного производства.

5.3.2. Способы утилизации вскрышных пород горнорудных предприятий.

5.3.3. Технология утилизации техногенных материалов для производства орга-номинеральных удобрений.

5.3.4. Исследование процессов гранулирования отходов перлитового произво-водства.

5.4. Классификация дисперсных материалов и рекомендации по организации процессов их агломерации.

5.5. Выводы по главе.

Разработка и исследование конструктивно-технологических параметров агрегата для постадийного процесса гранулирования полидисперсных материалов

6.1. Моделирование технологического процесса вибрационно-центробежного гранулирования материалов.

6.2. Разработка вибрационно-центробежного гранулятора для формования порошкообразных материалов и конструктивно-технологических схем его использования

6.3. Исследование кинематических и конструктивно-технологических параметров агрегата для вибрационно-центробежного гранулирования материалов.

6.4. Исследование условий движения сгранулированного материала в торооб-разной камере гранулятора.

6.5. Выводы по главе.

7. Опытно-промышленная апробация и внедрение научно-исследовательских разработок

7.1. Технологические и промышленные испытания связующих материалов для окомкования железорудных шихт.

7.1.1. Технологические испытания связующих добавок.

7.1.2. Анализ результатов промышленной проверки технологических свойств связующих материалов.

7.1.3. Технические условия на глинистые связующие материала для производства окатышей.

7.2. Опытно-промышленные исследования вибрационно-центробежного гранулятора постадийного действия. (ВЦГ).

7.2.1 .Расчет технологических параметров устройства для микрогранулиро вания опытно- промышленного ВЦГ.

7.2.2. Определение регрессионных зависимостей характеристик гранул от технологических параметров вибрационно-центробежного гранулятора.

7.3. Разработка и опытно-промышленное испытание технологических модулей для комплексной переработки техногенных материалов.

7.3.1. Технологический комплекс многофункционального действия для производства гранулированной продукции.

7.3.2. Технологический комплекс для производства композиционных смесей с гранулированным заполнителем.

7.4. Технологический регламент на производство гранулированной продукции в малотоннажных комплексах.

7.5. Технико-экономическая эффективность научно-технических разработок.

7.6. Выводы по главе.

Общая характеристика работы Актуальность проблемы. Реальным требованием настоящего времени является совершенствование и развитие технологических процессов при максимальной экономии сырья, топлива, материалов и выполнении мероприятий по охране окружающей среды. Это в полной мере относится к агломерации -как совокупности физических и физико-химических процессов, обеспечивающих формирование тел и частиц определённых размеров, формы, необходимой структуры и физических параметров. Для обозначения процесса агломерации в различных областях её реализации используют такие определения, как гранулирование, брикетирование, прессование, окомкование, табле-тирование и др. Агломерацию дисперсных материалов осуществляют с целью улучшения качества как промежуточных, так и готовых продуктов во многих отраслях промышленности.

В настоящее время накоплен значительный научный и практический опыт в области комплексной переработки и формования дисперсных систем с получением коллоидно-капиллярно-пористых тел. Значительный вклад в научное развитие этого направления внесли ученые В.И.Коротич, Н.Н.Бережной, В.М.Витюгин, П.В.Классен, И.Г. Гришаев, М.Б.Генералов, Л.М.Сулименко, В.И.Назаров, В.С.Севостьянов, Л.А.Сиваченко, В.А.Лотов, Н.Китр£ КоЛтап, М.\¥ас1а и др. Однако существующие проблемы процессов агломерации дисперсных материалов в настоящее время еще недостаточно изучены и требуют решения. Это обусловлено тем, что существует широкий спектр полидисперсных материалов, требующих агломерации, а также разработки способов их реализации. Отсутствие универсальных методик оценки способности материалов к агломерации, подбора технологических связок в шихты затрудняют выбор способа их рационального компактирова-ния, разработку аппаратурных средств и технологических режимов работы оборудования. Особую актуальность решение вышеуказанных задач приобретает при вовлечении в производство техногенных полидисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами с целью их утилизации способом агломерации.

Актуальной задачей является также разработка способов использования процессов агломерации для защиты окружающей среды от загрязнений.

В данной работе рассмотрены процессы агломерации, наиболее часто используемые в технологии строительных материалов и изделий, а также в горно-рудном производстве при получении железорудных окатышей. Особое внимание уделено решению проблемы выбора и снижения-расхода балластных технологических связок в готовом продукте, особенно при гранулировании концентратов полезных минералов, например, магнетита.

Работы, положенные в основу диссертации, выполнялись в рамках государственных бюджетных тем «Изыскание заменителей бентонитов и способов снижения связующих добавок» (1980-1981гг., ГР № 79018644), «Разработка методов оценки технологических свойств связующих материалов для окомкования» (1981-1983 гг., ГР № 1.82.8054665), «Разработка технологии использования щелочноземельных бентонитов для производства окатышей» (1983-1987 гг., ГР № 1.84.0013864, № 01.86.0023172), а также хоздоговорных НИР по разработке способов1 снижения поверхностного пыления дисперсных материалов (1991-1999гг., ГР № 1.90.0046493, № 01.99.0005604 и др.).

Цель работы - разработка физико-химических основ процессов, агломерации полидисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами, их конструктивно-технологического и аппаратурного обеспечения.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить общие закономерности процесса агломерации полидисперсных материалов с учетом механизма адгезионно-когезионного взаимодействия компонентов гетерогенных систем. Разработать рекомендации по снижению пылеуноса в дисперсных системах за счет использования процессов агломерации.

2. Исследовать процесс структурообразования гранул при их постадийном формировании, установить теоретические закономерности процессов фильтрации газообразной и жидкой фазы при уплотнении порошкообразных материалов, условия микрогранулирования и упругой релаксации шихты при ее предварительном уплотнении.

3. Разработать реологическую модель гранулообразования в дисперсных системах и математическое описание процессов по отдельным стадиям, выработать рекомендации по рациональной организации процесса агломерации дисперсных материалов с учетом их физико-химических свойств.

4. Провести комплексные реологические исследования моделей коллоидно-капиллярно-пористых тел с различными связующими добавками, установить закономерности адсорбционно-коагуляционного взаимодействия компонентов гранулируемых шихт. Разработать методологию оценки и выбора связующих добавок для гранулирования дисперсных материалов.

5. Изучить общие закономерности и специфические особенности процессов агломерации техногенных полидисперсных материалов различных производств с разработкой практических рекомендаций по организации способов их утилизации с получением гранулированной продукции.

6. Провести исследования по моделированию процесса постадийного гранулообразования в дисперсных системах с различными физико-химическими свойствами материалов, разработать патентно-защищенную конструкцию вибрационно-центробежного гранулятора постадийного действия с определением его кинематических и конструктивно-технологических параметров.

7. С использованием регрессионных математических моделей исследовать технологические режимы работы опытно-промышленного вибрационно-центробежного гранулятора и выработать рекомендации по его практическому использованию.

8. Разработать технологический комплекс многофункционального действия и отдельные технологические модули для агломерации природных и техногенных материалов различных производств. Провести опытно-промышленные испытания научных разработок и дать технико-экономическую оценку эффективности их использования. Научная новизна

1. Установлены основные закономерности процесса уплотнения дисперсных материалов различного химического, минералогического составов, удельной поверхности, которые заключаются в наличии трех характерных областей изменения степени уплотнения от давления формования. Протяженность каждой стадии зависит от поверхностных свойств дисперсных материалов, для оценки которых предлагается усредненная характеристика дисперсности (¡{¿„м'1), представляющая собой произведение истинной плотности материала и площади удельной поверхности дисперсного материала, зависящей от способа его подготовки. Предложена классификация материалов по величине усредненной характеристики дисперсности: на низкодисперсные (7^<2*106м"1), среднедисперсные Яа=(2.6*10бм"1), высокодисперсные (Ай>6*106м"1). Установлено, что для низкодисперсных материалов первая стадия прироста степени уплотнения от давления формования практически отсутствует. Для среднедисперсных материалов характерно наличие всех трех стадий, причем наибольшую протяженность имеет первая стадия-- уплотнения (50 - 60 %) при малых нагрузках (0,1 - 0,5 МПа). Для материалов высокодисперсных требуются большие усилия для достижения такой же степени уплотнения.

2. Разработана реологическая модель процесса агломерации дисперсных систем под действием внешних сил, дано аналитическое описание всего цикла структурной перестройки порошкообразной смеси. Установлено, что на второй и третьей стадиях гранулообразования наряду с прочностью каркасо-образующей части формуемого материала важное значение имеет вязкость поровой жидкости. Результатами реологических исследований моделей коллоидно-капиллярно-пористых тел подтверждена роль вязкости поровой жидкости в обеспечении пластических деформаций при гранулировании низкодисперсных непластичных материалов. Получено уравнение для расчета пластической вязкости сформованного тела в зависимости от истинной плотности каркасообразующей части уплотненного тела, его влажности, а также плотности и вязкости поровой жидкости.

3. Предложен реологический показатель (R), характеризующий способность связующих материалов к коагуляционному структурообразованию, использование которого позволяет осуществлять подбор, оценку качества и расчет расхода минеральных и органических связующих добавок для гранулирования низкодисперсных непластичных материалов (железорудных шихт).

4. Установлен комплекс физико-химических параметров компонентов взаимодействующих фаз дисперсной системы при агломерации без воздействия внешних сил, включающий поверхностное натяжение (сгжг), вязкость (77) жидкой фазы, а также смачиваемость твердой составляющей (cosв): Показана определяющая роль вязкости связующего раствора при агломерации поверхностного слоя полидисперсной системы, которая должна быть не более 10 мПа*с для образования'защитного покрытия с целью снижения поверхностного пыления.

5. Установлено, что при введении полимерных связующих в сырьевые смеси для производства цементного клинкера происходит изменение кинетики сушки шламов, увеличение прочности агломерата на стадии сушки и возрастание аутогезионных свойств пылей, что приводит к снижению пылеуно-са из холодного конца клинкерообжиговой печи на 15-25 %.

6. Установлено, что при предварительном уплотнении увлажненной порошкообразной смеси происходят процессы фильтрации газообразной и жидкой фазы с последующим образованием микрогранул. Получены уравнения, позволяющие рассчитать конструктивно-технологические параметры уплотняющего устройства для обеспечения условий микрогранулирования и релаксации упругих деформаций в уплотненном материале.

7. Получены математические модели в виде уравнений регрессии, описывающих зависимости физико-механических характеристик гранул от скоростных и конструктивно-технологических параметров разработанного вибра-ционно-центробежного гранулятора.

Практическая ценность работы

1. Разработаны технические условия на глинистые связующие материалы для производства железорудных окатышей (ТУ 14-9-364-89), которые внедрены на фабриках окомкования горно-обогатительных комбинатов России и Украины. По результатам реологических исследований суспензий связующих материалов различного происхождения и состава разработана и внедрена методика оперативного контроля качества связующего сырья для производства гранул в лабораторную практику ЗАО «Белмеханобр»

A.c. 1404898, 1592778, 1636822).

2. Разработаны и прошли опытно-промышленную апробацию новые виды комплексных связующих добавок для окомкования руд и концентратов с целью повышения качественных показателей и снижения себестоимости выпускаемой продукции (A.c. 901313, 954464, 1063850, 1392132, 1330197, 1601159, 1632994).

3. Предложены новые способы защиты окружающей среды от загрязнения (A.c. № 1710777, патент РФ № 2151205) при хранении, открытой перевозке и складировании пылевидных материалов методом их агломерации.

4. Предложены технологии утилизации техногенных материалов цементного производства и вскрышных пород железорудных месторождений КМА (A.c. 1594161,патенты РФ 1781194,1813771).

5. Разработана конструкция вибрационно-центробежного гранулятора (патент РФ № 2412753) и проведены его опытно-промышленные испытания при гранулировании дисперсных материалов с различными физико-химическими свойствами (известково-глинистые, калийно-известковые, пер-литосодержащие и другие композиционные смеси).

6. Разработан и апробирован технологический комплекс многофункционального действия и его модули для производства теплоизоляционных композиционных смесей с использованием поризованных гранулированных заполнителей, разработан технологический регламент на процесс получения гранулированной продукции.

7. Результаты проведенных исследований и научно-технических разработок реализованы на промышленных предприятиях: ЗАО «Белмеханобр», ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат», ООО «Бентопром», ООО «Чистовод», ООО «Рецикл-Интех». Суммарный экономический эффект от выполненных разработок составляет более 50 млн. рублей.

8. Материалы диссертационной работы апробированы и внедрены в учебный процесс БГТУ им. В.Г. Шухова при изучении дисциплин «Процессы и аппараты химической технологии», «Машины и оборудование для комплексной переработки техногенного сырья». Основные положения диссертации отражены в монографиях и учебных пособиях.

Положения, выносимые на защиту:

1. Совокупность научных положений, закономерностей и механизмов формирования капиллярно-пористых тел в зависимости от физико-химических свойств дисперсных материалов.

2. Аналитические зависимости, характеризующие процессы фильтрации газообразной и жидкой фазы при уплотнении порошкообразной шихты, условия ее микрогранулирования и упругой релаксации сформованных тел.

3. Научно- обоснованные принципы рациональной организации поста-дийного процесса гранулообразования дисперсных материалов, представленные в виде реологической модели и ее аналитического описания.

4. Методологические основы эффективного процесса формирования коллоидно-капиллярных тел в зависимости от реологических свойств дисперсионной среды и физико-химических свойств дисперсной фазы.

5. Технологические рекомендации по обеспечению рациональных способов агломерации техногенных полидисперсных материалов с различными физико-механическими характеристиками.

6. Основополагающие закономерности постадийного процесса гранулообразования дисперсных материалов в патентно-защищенной конструкции вибрационно-центробежного гранулятора, методика расчета кинематических и конструктивно-технологических параметров аппарата.

7. Результаты регрессионного анализа влияния скоростных и конструктивно-технологических параметров гранулятора на физико-механические характеристики гранул и технологические показатели работы агрегата.

8. Анализ результатов опытно-промышленных испытаний и внедрения выполненных научно-технических разработок, технологический комплекс многофункционального действия и его модули, технологический регламент на процесс получения гранулированной продукции.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены, и обсуждены на научно-практических конференциях регионального, всероссийского и международного уровня: XI Всесоюзный симпозиум по реологии (Москва, 1981); III научно-техническая конференция «Молодые учёные - научно-техническому прогрессу» (Донецк, 1982); Всесоюзная научно-техническая конференция «Теория и технология подготовки металлургического сырья к доменной плавке» (Днепропетровск, 1985); Всесоюзная научно-техническая конференция «Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении» (Белгород, 1989); Всесоюзная научно-практическая конференция «Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии» (Днепропетровск, 1990); Всесоюзная конференция «Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии» (Белгород, 1991); Международная научно-практическая конференция «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» (Волгоград, 1997); Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003, 2005); VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» (Харьков, 2009); X международный симпозиум «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях» (Белгород,2009); Х1УМеждународная научно-практическая конференция «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» ( Белгород, 2010); Международная научно-техническая конференция «Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии» (Беларусь, Минск, 2010); Международная научно-практическая конференция «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 2010).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 71 работе, в том числе 14 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, двух монографиях, 13 авторских свидетельствах СССР, четырех патентах на изобретения Российской Федерации.

Структура и объём работы. Диссертация включает введение, семь глав, выводы, список использованной литературы из 291 наименования. Работа изложена на 397 страницах, содержит 61 рисунок, 51 таблицу, приложения с документами, подтверждающими практическую значимость полученных результатов.

Общие выводы и рекомендации

1. Для решения проблемы выбора способа агломерации дисперсных материалов с учетом их физико-химических свойств используется предложенная классификация порошкообразных материалов по величине усредненной характеристики дисперсности на: низкодисперсные (Кд<2*\ О6 м"1), среднедисперсные {Кд-2.6*106 м"1) и высокодисперсные >6*106 м"1) с рекомендациями по технологии их агломерации и подбору связующей добавки.

2. Для. гранулирования низкодисперсных непластичных материалов выбор связующей добавки, проводится по величине реологического показателя (К). Пригодными связующими материалами для производства железорудных, окатышей- являются щелочные бентониты с реологическим- показателем ^>16; щелочноземельные бентониты с коэффициентом модифицируемости М>1 и Я> 16;-мергели, содержащие 38 - 44% оксида кальция,и Я> 5,5; нонтронит с содержанием оксида железа-43% и Я> 6. Разработанные патентно-защищенные многокомпонентные связующие материалы, включающие бентонит и анионак-тивные полиэлектролиты, позволяют улучшить качество товарных окатышей на 15-30%. 1

3; Для материалов средней дисперсности (^Кд=2.6*10^ м"1) разработана технология-утилизации-техногенных материалов .цементного, перлитового производств; а также вскрышных пород железорудных месторождений (мел, фосфорит) с производством гранулированных калийно-известковых и органомине-ральных удобрений. Введение жидкой связующей добавки- осуществляется, непосредственно в формуемый материал на стадии окатывания, что приводит к-образованию зародышей гранул с последующим их ростом и уплотнением.

4. Гранулирование высокодисперсных материалов (Кд>6* 106 м"1) происходит постадийно в разработанной патентно защищенной- конструкции вибраци-онно-центробежного гранулятора. Предварительное уплотнение порошкообразной смеси осуществляется в пресс-валковом устройстве с профильной поверхностью1 валков. Частота вращения формующих валков составляет 1,1-2,0 с1. Последующее гранулообразование происходит в формующем блоке из трех цилиндрических барабанов. Для упрочнения поверхностного слоя гранулированной продукции используются торообразные камеры. Частота вращения эксцентрикового вала формующего блока составляет п =(3,5 - 7,5)с] , величина эксцентриситета е = 20 мм, потребляемая мощность привода N=0,8-1,2 кВт.

5. Проведенные испытания опытно-промышленного вибрационно-центробежного гранулятора показали преимущество разработанного аппарата по сравнению с барабанными и тарельчатыми грануляторами и перспективность их использования для получения гранулированной продукции из техногенных материалов с низкой, (менее 2001кг/м3) насыпной плотностью. Для перлитосодержащих смесей получены уравнения регрессии зависимости выхода кондиционных гранул насыпной плотности (рнас) и прочности сухих гранул на сжатие (асж) от частоты вращения эксцентрикового вала (п\ коэффициента предварительного уплотнения смеси (Куеи), степени заполнения барабана по объему (<р) и влажности шихты (¡V). Для получения кондиционных гранул с насыпной плотностью рнас=250 - 350кг/м , прочностью асж =0,6 - 0,8 МПа частота вращения эксцентрикового вала должна составлять «=(5 - 6)с"' при заполнении барабана <р =0,10 - 0,12, коэффициенте предварительного уплотнения шихты Купл =2,5-3,0 и влажности смеси Ж=52-56 %.

6. Дг№ агломерации поверхностного слоя открытых дисперсных систем с целью- предотвращения пылеуноса, с учетом разработанных требований к связующим растворам, предложены составы с использованием экологически безопасных компонентов (лигносульфонатов технических, натрий-карбокси-метилцеллюлозы, латекса, полиакриламида и др.) и определен их поверхностный расход. При этом для кратковременной защиты (1 - 3месяца) пылящие поверхности дисперсных материалов целесообразно обрабатывать растворами л / полимеров с вязкостью до 5 мПа*с при расходе 3-5 л/м . Для более длительного периода закрепления - вязкость растворов полимеров составляет л

5-10 мПа*с при их расходе 4-6 л/м .

7. Агломерация дисперсных частиц на стадии сушки сырьевых шламов в клинкерообжиговой печи при добавке к сухой части шлама лигносульфонатов технических 0,2 - 0,5 %; латексной смеси 0,05 - 0,2 % или 0,1 - 0,3 % натрий-карбоксиметилцеллюлозы приводит к снижению пылеуноса из холодного конца печи на 15 - 25% .

8. Разработанный технологический комплекс многофункционального действия и отдельные технологические модули для получения гранулированной продукции позволяют осуществлять процесс агломерации природных и техногенных материалов различных производств. Представлен технологический регламент на производство гранулированной продукции. Экономический эффект от использования выполненных научных разработок составляет более 50 млн. руб.

1. Тюренков Н.Г. Брикетирование руд. М.: Металлургиздат, 1948. - 127 с.

2. Harrison H.S. // «Biost Furnace and Steel Plant», 1966, v54, №1, p. 40-43.

3. Крашенинникова H.C., Витюгин B.M., Лотова Л.Г. // Стекло и керамика. 1981.- №8.-С. 16-18.

4. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984.-591 с.

5. Федюшкин Б.Ф., Гришаев И.Г. Технология минеральных удобрений с замедленной растворимостью микроэлементов.- М.: НИИТЭХИМ, 1987 38 с.

6. Стабников В.Н., Лысянский В.Н., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.

7. Мальтри В., Петка 3., Шнайдер Б. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения. -М.: Машиностроение, 1979 525 с.

8. Стефановская Н.В. Процессы и аппараты рыбообрабатывающих производств. М.: Легпищепром, 1984 - 240 с.

9. Мачихин Ю.А., Зурабошвили Г.Г. Таблетирование пищевых материалов. М.: Легпищепром, 1982 - 416 с.

10. Копейковский В.М. Технология производства растительных масел. -М.: Легпищепром, 1982 416 с.

11. Калунянц К.А., Голгер Л.И.,.Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. М.: Агропромиздат, 1987. - 398 с.

12. Материалы Всесоюзной науч. конф. по процессам и оборудованию для гранулирования продуктов микробиологического синтеза. Тамбов: ТИХМ, 1984.- 185 с.

13. Материалы Всесоюзного совещания по современной технике гранулирования и капсулирования удобрений. М.: ВХО им. Д. И. Менделеева, 1979.г62 с.

14. Пащенко В.Н., Беляев В.М. // Хим. пром. 1978. - №9. - С. 62-64.

15. Бекин Н.Г., Захаров Н.Д., Пеунков Т.К. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности. Л.: Химия, 1985. - 504 с.

16. Кавецкий Г.Д. Оборудование для производства пластмасс. М.: Химия, 1986.-224 с.

17. Назаров В.И., Мелконян Р.Г., Калыгин В.Г. Техника уплотнения стекольных шихт. М.: Легпромбытиздат, 1985. - 124 с.

18. Материалы 2-го Всесоюзного совещания по современным методам гранулирования и капсулирования удобрений. М.: ВХО им Д. И. Менделеева, 1983.- 163 с.

19. Колпашников А.И., Ефимов A.B. Гранулированные материалы. М.: Металлургия, 1977. - 240 с.

20. Кувшинников И.М. Минеральные удобрения и соли. Свойства и способы их улучшения. М.: Химия, 1987. - 256 с.

21. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основные процессы технологии минеральных удобрений. М.: Химия, 1990. - 304 с.

22. Гаргиянц Р.Г., Касьянов Г.И., Кудряшов H.A., Татарченко И.И. Пути совершенствования производства кофепродуктов // Известия ВУЗов «Пищевая промышленность». 2002. - №1. - С. 8-16.

23. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы механики гранулирования (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). -<М.: Химия, 1982.-272 с.

24. Rumpf Н. // Chem. Jng. Techn: 1974. 1346. №1. S. 1-11.

25. Сулименко Л.М., Альбац B.C. Агломерационные процессы в производстве строительных материалов. М.: ВНИИЭСМ, 1994. - 297 с.

26. Tarian «Aufbereitung-Technik», №1,28, 1966.

27. Классен П.В., Гришаев И.Г., Шомин И.П. Гранулирование. М.: Химия, 1991.-240 с.

28. Генералов М.Б., Классен П.В. и др. Расчет оборудования для гранулирования минеральных удобрений. М.: Машиностроение, 1984. - 192 с.

29. Витюгин В.М. Исследование процесса гранулирования окатыванием с учетом свойства комкуемых дисперсий: автореф. дис. . докт. техн. наук. -Томск, 1975.-45 с.

30. Сомова Т.Н. Исследование и регулирование водно-физических и реологических свойств бентонитов как влагоемких,пластификаторов в процессе адгезионного, гранулирования дисперсных материалов: дис. канд. техн. наук Томск, 1978. 197 с. :

31. Балес А.А. Исследование кинетики < процесса упрочнения, влажных гранул из магнетитовых^ концентратов: автореф. дис.канд. техн. наук. Томск,1978.-24 с.

32. Гусев Bini Исследование термомеханической стойкости формованныхколлодно-капиллярнопористых тел в процессе: сушки: автореф. дис. канд.техн. наук. Томск, 1979. - 19 с.

33. Випогин А.В. Исследование процесса гранулирования дисперсных материалов окатыванием в тарельчатых аппаратах: дис. . канд. техн. наук. — Томск, 1979. 115 с.

34. Гусева Ж.А. Разработка и совершенствование процесса экструзионного гранулирования дисперсных коллоидно-капилярнопористых материалов: автореф. дис. . канд. техн. наук.-Томск, 1989. 19 с.

35. О.V. Fisth. «Fglomtration of Fine Jronores» Pros, AJME Blast Furnace, Coke Ovon and Raw Materiales^ 4,46, 1944. : • : '

36. O.M. Tigerschiold, P.A. Jlmoni. Proceedings ob the Blast Furnace and Coke Ovens Raw Materials Conferenze,v9, 18-45, 1950

37. S.K. Nikol, Z.P. Adamiak. Rolle of bentoniton in wet pelletiring pocosses «Trans. Jnst. Mining and Met.» 82, 26-33, 1973.

38. D.A.Rice, R.L.Stone «Trans. Soc. Mining Eng AJME», 252, №1,1-6, 1972.39; H; Kortman, A. Mai «Aufbereitungs Technik», №5, 251-256, 1970.

39. M. Wada, O. Tsuchuja «The Rolle of Hidrophile colloid in Jron Ore Pelleti-sation», Proceeding IX International Mineral, Proccessing Congress, Praga, 1970, c.22-53.

40. P.C.Karur, D.W. Feurstenan «Ind and End. Chem» 8, №1, 56-62, 1969.

41. Коротич В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов. М.: Металлургия, 1966. - 152 с.

42. Бережной H.H., Губин Г.В, Дрожилов JI.A. Окомкование тонкоизмель-ченных концентратов железных руд. — М.: Недра, 1971. 176 с.

43. Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н. Обжиг железорудных окатышей. М.: Металлургия, 1973. - 272 с.

44. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей. М.: Металлургия, 1976. - 184 с.

45. Гришаев И.Г. Научное обоснование методов- повышения эффективности аппаратов производства комплексных удобрений, разработка и внедрения новых конструкций: дис. докт. техн. наук. М.: МИХМ, 1984. - 363 с.

46. Патент №2229458 РФ Способ упрочнения и гидрофобизации керамических гранул / E.JI. Муравьева, П.Д. Янкин, заяв. 28:06.02, опубл. 27.05.04.

47. Варсонофьев В.В., Кольмах Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. - М.: Химия, 1985. - 240 с.

48. Виноградов Г.А. и др. Прокатка металлических порошков. М.: Металлургия. 1979.-381 с.

49. А. с. №2209661 МПК B01J2/12 от 10.02.2003.

50. А. с. №461079, БИ №7, 1975.

51. Крашенникова Н.С. Физико-химические процессы при уплотнении стекольных шихт и совершентсвование технологии их приготовления: автореф. дис. докт. техн. наук. Томск, ТПИ, 2007. - 36 с.

52. Евтушенко Е.И. Активационные процессы в технологии строительных материалов. Некоторые элементы структурной динамики. Белгород.: Изд-во БГТУ им В.Г.Шухова, 2003. - 193 с.

53. Череватова A.B. Строительные композиты на основе высококонцентрированных вяжущих систем: автореф. дисс. . докт. техн. наук. Белгород, 2008.-43 с.

54. Уфимцев В.М. Грануляция в современных технологиях складирования дисперсных промышленных отходов // Горный журнал. 1997. - №11-12.

55. Вергун Г.Г., Витюгин В.М., Дубовская Н.С. и др. Способ получения легкого зольного заполнителя бетона. Авт. свид. № 321507, 1971.

56. А. с. 1030003, МПК B01J2/00, от 23.07.83.

57. Крашенинникова Н.С., Верещагин В.И., Казьмина О.В., Санников П.А. Использование щелочесодержащих сырьевых материалов с учетом их окислительно-восстановительных характеристик // Стекло и керамика. 2003. - №8. -С. 20-22.-С. 30-33.

58. Крашенинникова Н.С., Казьмина О.В., Фролова И.В., Верещагин В.И. Использование нетрадиционных сырьевых материалов с учетом их окисли-тельно-востановительных характеристик // Стекло и керамика. 2003. - №8. -С. 20-22.

59. Казьмина 0.В. Использование содосодержащих промышленных отходов в технологии стекла: автореф. дис. канд. техн. наук. Томск, 1995. - 18 с.

60. Терновая P.M. Гранулированный перлитовый заполнитель пониженной насыпной плотности и технологические параметры его производства: автореф. дис. канд. техн. наук. ВНИИстром, 1987. - 19 с.

61. Нефедова Ю.А., Калыгин» В.Т. Технология вторичной переработки и использования стекольного боя // Стекло мира. 2005, №3. - С. 60-61.

62. Кетов А.А„ Кетов П.А., Пузанов С.И. Несортированный стеклобой -проблемы и решения // Стекло мира. 2006, №6. - С. 48-54.

63. Апкарьян А.С., Христюков В.Г., Смирнов Г.В. Гранулированная пено-стеклокерамика перспективный теплоизоляционный материал // Стекло и керамика. -2007. - №6. - С. 8-10.

64. Фридрихберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. - 368 с.

65. Менковский М.А., Равич Б.М., Окладников В.П. Связующие вещества в процессах окускования горных пород. М.: Недра, 1977. — 183 с.

66. Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н. Твердение вяжущих при повышенных температурах. М.: Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. - 230 с.

67. Тарасевич Ю.И., Овчаренко Ф.Д. Адсорбия на глинистых минералах. -Киев: Наукова Думка, 1975. 351 с.

68. Витюгин В.М., Ланцман И.Н. Влияние добавок бентонитов на процесс окомкования грубодисперсных материалов // Коллоидный журнал. 1974. -№1. - С. 141-143.

69. Салыкин A.A., Балес A.A. Связующие добавки, используемые при окомковании // Обзорная информация ЦНИИИТЭЧМ. Серия 3 Подготовка сырых материалов к металлургическому переделу. — 1975. - №3. — С. 1-21.

70. Бернштейн'Л.А., Френкель М.Б. Грануляция цементных сырьевых смесей при сухом и мокром способах подготовки М.: Госстройиздат — 1959.—98 с.

71. Витюгин В.М., Богма A.C. // Изв. ВУЗов «Черная металлургия», 1969, №11.-С. 18-22.

72. Витюгин А.В, Витюгин В.М., Бережной H.H. Определение комкуемо-сти и рабочей влажности шихт для производства окатышей.// Бюллетень. Чер-метинфармация. 1973. - №23. - С. 29-30.

73. Рахлин З.Н. Автореф*. дис. . канд. техн. наук М.: МИХМ, 1974 - 25 с.

74. Мятлин В.М., Королев A.C., Костелова И.Н. О возможности применения технологии окомкования для производства бытового топлива // Обогащение руд. 1992. №3 - 4. - С. 21 - 22.

75. Базилевич C.B. Работа тарельчатого гранулятора // Сталь. 1960. - №8.

76. Bogdandv Z.H. Stfhe and bistn. 1962. Bd 82. №13. - S. 869-883.19: Балкевич В.Л., Мосин О.М. Реологические свойства керамических масс. М.: МХТИ им. Д.И.Менделеев, 1983. - 68 с.

77. Рейнер М. Феноменологическая макрореология. В кн. «Реология. Теория и приложения». Под ред. Ф. Эйриха М.: Изд. ин. лит., 1962. - С. 5 - 40.

78. Круглицкий H.H. Основы физико-химической механики. Киев: Вища наука, 1975. - 268 с.

79. Круглицкий H.Hi Лиштван И.И. Физико-химическое механика гумино-вых веществ. Минск: Наука и техника, 1978. - 281 с.

80. Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных систем в технологии керамики // Коллоидный журнал. 1958. - 20. - №5.- С. 575-584.

81. Ничипоренко С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формования керамических масс. Киев: Издательство АН Украинской ССР, I960. - 110 с.

82. Хомутов А.Н., Клушин В.Н., Нистратов A.B. Оценка структурно-механических свойств торфяных паст для получения высокопрочных гранулированных активных углей // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2008. - №2. - С. 63-65.

83. Севостьянов B.C. Валковые машины и агрегаты в промышленности строительных материалов: учебное пособие. М.: МИСИ, 1986 - 162 с.

84. Малышев А. Г. Механические и теплофизические свойства сырья // Цемент.-1987.-№7.-С. 10-11.

85. Мельник В. М., Рахимбаев Ш. М. Прочность гранул из сырьевой смеси с добавкой разжижителей шлама // Цемент. - 1981, №9. - С. 9-10.

86. Герман Т. М., Бернштейн Л. Г., Богомолов Б. Н. Определение оптимальной интенсивности сушки шлама в цепном теплообменнике // Цемент. — 1984.-№8.-С. 16-18.

87. Доншевский С. И., Никифоров Ю. В. Некоторые приемы снижения влажности шлама // Цемент. 1981. - №5. - С. 10—11.

88. Лыков А. В. Теория сушки. М: Энергия, 1968. — 472 с.

89. Бернштейн Л. Г., Егоров Г. Б. Опыт системного описания процесса обжига клинкера во вращающейся печи // Цемент. 1990, №9. - С. 5-9.

90. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973. - 784 с.95 . Матвеев А. Ф., Попов В. А., Классен В. К. и др. Особенности работы печного агрегата на пылевом шламе // Цемент. — 1973. — №2. С. 10-11.

91. Нерастенко В. 3., Мосьпан И. Г. Об оптимальном режиме работы цепной завесы вращающейся печи // Цемент. 1974. - №6. - С. 10-11.

92. Данюшевский С. И., Никифоров Ю. В. Некоторые вопросы снижения влажности шлама// Цемент. 1981, №5. - С. 10-11.

93. Минко В. А. Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981. 174 с.

94. Заплатин В. А., Вим 3. Применение радиактивных трассеров для исследования скорости движения материала в печи // Цемент. 1975 - №4. -С. 21-23.

95. Зимон А. Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1976.- 432 с.

96. Андрианов В. И., Зимон А. Д., Янковский С. С. // Заводская лаборатория. 1972, т.32, №3.-C.376-379¿

97. Андрианов В. И., Зимон А. Д., Янковский С.С. // Коллоидный журнал. 1970, т.32, №6.-С. 801-806.

98. Зимон А. Д., Адрианов В. И. Аутогезия сыпучих материалов. М.: Металлургия, 1978. - 284 с.

99. Попильский Р.Я., Кондратов, Ф.В. Прессование керамических порошков. М.: Металлургия, 1968. - 271 с.

100. Жданович Г.М. Теория прессования металлургических порошков. -М.: Металлургия, 1969.-261 с.

101. Уманский A.M. Прессование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1981.-81 с.

102. Кольман-Иванов Э.Э. Таблетирование в химической промышленности. М.: Химия, 1982. - 272 с.

103. Тимашов Е.Е., Сулименко Л.М., Альбац Б.С. Агломерация порошкообразных силикатных материалов. -М.: Стройиздат, 1978. 136 с.

104. Ничипоренко СЛ., Абрамович М.Д., Колеская М.С. О формовании керамических масс в ленточных прессах. Киев: Наукова думка, 1971.

105. Фадеева B.C. Формирование структуры пластичных паст строительных материалов при машинной.переработке. М;: Стройиздат,.1972 - 222 с.

106. Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур втехнологии строительной керамики; Киев.: Наукова думка. 1968.

107. Ребиндер П:А. Физико-химическая механика дисперсных структур -М.: Наука, 1966.

108. Jores D. Fundamental Principéis of powder Mëtallurgy. London, - 367 s.

109. Rieschel; H: Uber den Verdichtungsvorgang beim Briketieren Aufberei-tungs.-Technik?: 19717 №11. - S-691-. 698^

110. Ballhausen G. Beitrag zur Theorie and Praxis des Pressens pulverformiger Stoffe. Archiv far das Eisenhutten Wessen. 1951. S: 185.196.

111. Gegielski W. Untersuchungen Dès Dichteverlau; fes inteallischen, sin ter-werlstaffèn mit Hiffe von wider über du lisenach. — Berlin. 1962. — S; 18. .24.

112. Ничипоренко С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формования керамических масс. Киев: Изд. АН УССР 1960 112 с.

113. Жужиков В.А. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия, 1971.-С. 26-27.

114. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии: М.: Углетехиздат, 1975. - С. 142 - 176.

115. Шомин И.П. Исследование параметров работы валковых прессов для производства гранулированных удобрений: автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1978.- 16 с.

116. Крохин В.Н. Исследования по брикетированию углей. М.: Наука, 1969.- 120 с.

117. Образцов В.Н. Исследование, разработка и промышленное внедрение вибровалкового способа гранулообразования золы тепловых электростанций, автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1976 - 28 с.

118. Подборский JI.E. Ильчисонис B.C. Машины для разгрузки и транспортировки порошкообразных материалов. М.: Машгиз, 1961. - 192 с.

119. Рындин Н.И. Краткий курс теории упругости и пластичности. Л.: Изд. Ленинград, ун-та, 1974. - 134 с.

120. Рекач В.Г. Руководство к решению задач по теории упругости. М.: Высшая школа. 1977. - С. 168 - 169.

121. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1978-448 с.131% Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965.

122. Седов Л.К. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1970.

123. Bishop A.W., Lovenbury Н.Т. Greep characteristics of two undisturbed clays. Pros. 7-th ICSMFE, V, 1. Mexico. 1969.

124. Folgue J.B. Reologis de solos nao saturades (Rheology of nonsutureted soils). Lisdoa, 1961.

125. Tan Tjiong-Kie Deformation of the rheological parameters and the hardling coefficients of clays. IVTAM. Simp. Grenoble. 1966.

126. Исаев Е.А. Теоретическая модель формирования окатышей из сыпучих материалов в процессе их окомкования // Изв. Вузов « Горный журнал»; №2.- 1991.-С. 17-21.

127. Павлова П.А. Механические состояния и прочность материалов. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1980 - 176 с.

128. Витюгин В.М., Трофимов В.А.// Известия ТПИ, т175Д971-С.136-139.

129. Витюгин В.М., Губер Э.А., Сомова Т.Н., Хабас Т.А. О механизме взаимодействия бентонитовых глин с добавками полиэлектролита К-4 // Журнал прикладной химии. -1980, т 13, №9. С. 1941 - 1946.

130. Разработка методов оценки технологических свойств связующих материалов для окомкования: отчет о НИР (заключит) / БФ «Механобрчермет», рук. Сомова Т.Н. Белгород, 1983. - 90 с. - № ГР0182. 8054665, инв. № 0283. 0056490.

131. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. - 368 с.ti

132. Шульман З.П. Магнитореологический эффект. Минск: Наука и техника, 1982.- 184 с.

133. Бережной H.H., Булычев В.В., Костин А.Н. Производство железорудных окатышей. М.: Недра, 1977. - 240 с.

134. Балес A.A., Салыкин A.A. Влияние свойств жидкой фазы на прочность сырых окатышей // Окускование железных руд и концентратов: тематический отраслевой сб. Свердловск: Уралмеханобр,1975. - №2 - С. 123-125.

135. Безбородова Р.Т., Васильев В.Д., Салыкин A.A., Андреева Н.С. и др Оценка качества бентонитов месторождений СССР при получении окатышей //

136. Окускование железных руд и концентратов: тематический отраслевой сб./ Уралмехнобр. Свердловск, 1975, №2.-С. 157-161.

137. Бережной H.H., Минкин Б.Л. О расходе бентонита при производстве железных окатышей // Окускование железных руд и концентратов: тематический отраслевой сб./ Уралмеханобр. Свердловск, 1971, №13. - С. 149-156.

138. Витюгин В.М., Ланцман И.Н., Докучаев П.К. Оценка пригодности бентонитов для окомкования железорудных концентратов // Бюллетень ЦНИИ и ТЭИЧМ. 1971. - №13. - С. 26-27.

139. Витюгин В.М., Ланцман И.Н. Влияние добавок бентонитов на1 процесс окомкования грубодисперсных материалов // Коллоид, ж. 1974. - т. 36, №1. -С. 140-143.

140. Витюгин» В.М., Сомова Т.Н. О1 комплексной оценке влагоемкости И реологических СВОЙСТВ ВОДНЫХ суспензий бентонитовых ГЛИН // Научн.1— техн. бюл. «Обогащение руд». 1980. - №4 (150). - С. 41 - 43.

141. Балес A.A., Ильина Т.Н. Методика определения вязкости водных суспензий связующих добавок для окомкования // Заводская лаборатория. 1986. - №11. - С.58.

142. Глинистые связующие материалы для производства окатышей. Технические условия ТУ 14-9-364-89, зарегистрированы в Госстандарте 29.12.89, №9/0128.

143. Салыкин А.А., Карпов В.В., Балес А.А. и др. Мергель-флюсосвязую-щая добавка в окомковании // Научно-техн. бюл. «Обогащение руд». 1983. -№4 (186).-С. 30-33.

144. Сомова Т.Н., Балес А.А., Серебренников В.А. Флюсосвязующая добавка в окомковании // Молодые ученые — научно-техническому прогрессу в металлургии: материалы III научно-техн. конф. — Донецк, 1982". С. 11-14. -Деп. в-УкрНИИНТИ, №3644 - Д82.

145. Цибизов А.Н., Салыкин А.А., Поддубный А.П. и др. Использование нонтронитов при окомковании // Бюл. ин-та «Черметинформация». 1973. — №4.

146. Балес А.А., Виничук Б.Г., Ильина Т.Н. Опыт использования глинистых связующих в производстве окисленных железорудных окатышей. Белгород: изд. НТО черной металлургии, 1986. - 33 с.

147. Schusterich Fred L. Production of Peridur pellets at Minorca // Skill Mining» Rw, 1985, 74, №28t C. 6-10.

148. Ильина Т.Н. Водорастворимые полимеры в окомковании // Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии: тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф. / ДМЕТИ -Днепропетровск, 1990?-С. 58-59. 1

149. А.С. 1601159 СССР, МКИ3 С 22 В1/14, 1/24. Способ- подготовки шихты к окомкованию / Т.Н. Ильина, МЛ. Вишневецкий, А.А. Балес и др. (СССР). № 4418234/ 27-02; заявл. 29.04.88; опубл. 23.10.90; Бюл. №39. - 4 с.

150. А.С. 1632994 СССР, МКИ3 С22 В1 1/243. Способ получения окатышей / Т.Н. Ильина, А.А. Балес, М.Л. Вишневецкий и др. (СССР) -4457207/02; заявл. 08.07.88; опубл. 07.03.91, Бюл. №9. 3 с.

151. Королев А.С., Куценко В.Ф, Тациенко П.А. Влияние различных добавок на прочностные свойства гранул // Науч.-техн. бюл. «Обогащения руд». 1989.-№4 (204).-С. 11-13.

152. A.C. 954464 СССР, МКИ3 С 22 В1/243. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов // Т.Н. Сомова, A.A. Салыкин, A.B. Без-менова и др; №3266273/22-02; заявл. 24.03.81; опубл. 30.08.82, Бюл. №32.

153. A.C. 1063850 СССР, МКИ? С 22 В1/242. Связующая добавка для окомкования руд и концентратов // Т.Н. Сомова, A.A. Салыкин, A.B. Балес идр;- №3437099/22-02; заявл; 13105:82; опубл; 30:12;83} Бюл; №481-3?с.

154. Буевич Ю.А. Шучкова И.Н. Реологические свойства однородных мелкодисперсных суспензий// ИФЖ. 1977. - т.ЗЗ. - №5. - С. 872-879.

155. Сомова Т.Н., Випогин В.М. Влияние: природьь наполнителей на реологические свойства, бентонитовых суспензий // Новое В; реологии полимеров: материалы XI Всесоюзного симпозиума.по реологии, Суздаль,. 1980 // ИНХС АН СССР.-М„ 1981.-С. 61-63. .

156. Балес. A.A., Сомова. Т.Н; Контроль пред ела. текучести влажных сферических гранул // Моделирование, автоматизация и механизация« процесса; производства строительных материалов: сб. науч. тр./ МИСИ, БТИСМ. М., 1984.- С. 163-165.

157. Ильина Т.Н. Структурно-механическая свойства комкуемых дисперсных материалов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. — 2009.-№3.-С. 5-7.

158. Gross. Rheology of Viscoelastie Fluids j. of Collaid and Interface Jcinze, 1968/ v27, №1, p. 84-90.

159. Вергун Т.Г. Разработка технологии и исследование свойств активного аглопоритового зольного гравия как заполнителя для бетонов: автореф. дис. канд. техн. наук. ТПИ. - Томск. 1975, - 22с.

160. A.C. №916516 СССР, С05ДЗ/02. Способ получения гранулированных известковых удобрений. -№2867262/ 23-26; заявл. 09.01.80; опубл. 30.03.82, Бюл. №12.

161. Бизнес план инвестиционного проекта строительства производства гранулированных калийно-известковых удобрений: пояснительная-записка: 70-Зб/95-ПЗ/ ОАО «Центрогипроруда», АО СП «Белгородский цемент». - Белгород, 1995-инв. №1683.

162. Разработка процессов окускования Стойленских отвальных мелов для раскисления почв: отчет о НИР / Белгородский филиал «Механобрчермет» -Белгород, 1989, №>FP0187.0094687.

163. Наседкин В.В. Перлит как заполнитель легких бетонов. Историческая хроника и перспективы на будущее // Строительные материалы. — 2006. №6. -С. 70-74.

164. Нациевский С.Ю. Перлит в современных бетонах, сухих строительных смесях и негорючих теплоизоляционных изделий // Строительные материалы. 2006. - №6. - С. 78-81.

165. Ильина Т.Н., Шкарпеткин Е.А. Техника и технология гранулирования отходов перлитового производства // Сотрудничество для решения проблем отходов: материалы VI Междунар.конф./НТУ«ХПИ».-Харьков, 2009.-С. 102-103.

166. Гридчин A.M., Севостьянов B.C., Лесовик B.C., Михайличенко С.А. Малотоннажные технологические модули для комплексной переработки природных и технических материалов: науч. труды конф. «Нанотехнологии производству». Фрязино, 2006.

167. Гридчин A.M., Севостьянов B.C., Дубинин H.H., Севостьянов М.В. и др. Энергосберегающая техника и технология для. комплексной переработки природных и технологических материалов*// Стекло мира, 2006 г. — №6.

168. Гридчин A.M., Севостьянов B.C., Лесовик B.C., Севостьянов М.В. и др. Технологические коплексы заполнителей из технических материалов // Известия ВУЗов «Строительство». 2007. №7.

169. Зверева Н.С., Логинов С.К. Мосевнин А.В*. Биотехнология переработки отходов птицеферм в органическое удобрение // Рециклинг отходов, 2008:-№4(16)-С. 22-24.

170. Пат. 2084276. Способы производства гранулированных удобрений из тонкодисперсных порошкообразных материалов. / Е.И. Гибелев, В.И. Гибелев, А.Я. Литвин; заявл. 27.02.95, опубл. 20.07.97.

171. Пат. 1813771 Российская Федерация, Мелиорант для< раскисления почв / И.А. Шок, Т.Н. Ильина, А.Ш. Шакиров и др.; заяв 31.07.91; опубл. 07.05.93, Бюл. №17 3 с.

172. A.C. 1594161 СССР. Способы получения карбонатной суспензии для нейтрализации почвенной кислотности / Т.Н. Ильина, M.JI. Вишневецкий, А.Ш. Шакиров, № 4351305/26 - 26, заявл. 26.10.87; опубл. 23.09.90; Бюл. № 35.

173. Мурадов Г.С., Шомин И.П. Получение гранулированных удобрений прессованием. -М.: Химия, 1985. — 208 с.

174. Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. М.: Химия, 1977. - 352 с.

175. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.: Химия, 1974.-413 с.

176. Михайлова В.А., Бересневич П.В., Борисов В.Г., Лобода А.И. Борьба с пылью в рудных карьерах. М.: Недра, 1981, - 262 с.

177. Ильина Т.Н., Михайлова С.Д. О закреплении пылящих .поверхностей техногенных материалов // Вестник БГТУ 2003. - №6, ч III. - С. 39 - 42.

178. Дерягин Д.Б., Чугаев Н.В., Миллер В.П. Поверхностные силы. М.: Наука, 1985.-399 с.

179. Дерягин Д.Б., Кретова H.A., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973.-400 с.345

180. Разработка способов снижения поверхностного пыления при перевозке угля открытым способом: отчет о НИР / БТИСМ: рук. Ильина Т.Н. — Белгород, 1990. 63 с. - № ГР 01900046493.

181. Разработка физико-химических методов закрепления, поверхностей хвостохранилищ ЛГОКа: отчет о НИР7 БТИСМ; рук. Ильина Т.Н. Белгород, 1999. - 43 с. - № ГР 01990005604.

182. Изыскание заменителей бентонитов и способов снижения связующех . добавок: отчет о НИР (заключ) / «Механобрчермет» рук. Салыкин А.А; отв. исп. Сомова Т.Н. Белгород - Кривой Рог, 1.981. - 170 с. - № ГР 79018644, инв. №974816.

183. Абрамзон A.A., Бобрева Л.Е., Зайченко Л.П. и др. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник. Л.: Химия, 1984. -392 с.

184. Мосинец Р.И., Шестаков В.А., Авдеев О.В., Мельниченко В.М. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра, 1981.-309 с.

185. Tayжнянекая З.А. Стабилизация и рекультивация хвостохранилищ обогатительных фабрик за рубежом // Цветметинформация. М.: 1976. - 21 с.

186. Саратов И.Е., Бакиш И.Е., Данилов М.А. Способ уменьшения утечек из хвостохранилища мелкозернистыми хвостами // Обогащение руд. 1990. -№1 (219).-С. 39-41.

187. Долгих С.Н., Магуль В:К., Опыт строительства и эксплуатации бессточных хвостохранилищ в условиях Крайнего Севера // Обогащение руд. -1996. №3 (245). - С. 47 - 50.

188. Олейников А.Г., Покловский. В.Г. Физико-химической закрепление хвостохранилищ// Цветметинформация. М., 1976. - 25 с.

189. Абрамзон А.А Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение. М.: Химия, 1975. - 248 с.

190. Ромадин В.П. Пылеприготовление.-М.:Гос.энергет. изд-во, 953.-517 с.

191. Холодникова Ю.В. Антикоррозионная защита оборудования химически стойкими полимерными материалами // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009. - №8. - С. 40 - 41.

192. Варсонофьев В.В., Кольмах-Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. М.: Химия, 1985. - 240 с.

193. Холин Б.Г. Центробежные и вибрационные грануляторы плавов и распылители жидкости. М.: Машиностроение, 1977. - 182 с.

194. Мозолин H.A. и др. Виброгрануляторы дисперсных сред // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1978. - №7. - С. 44-45.

195. Патент 1117530, Франция, МКИ В 01 J 2/12; С 05 В 19/02. Установка для получения гранул. Опубл. 1975 г.

196. A.C. 1662667, МКП В01 J 2/12: Гранулятор / B.C. Павленко, И.В. Коц, В.М. Легеза (СССР). №4680474/26 заявл. 18.04.89; опубл. 15.07.91, Бюл. №26.

197. Гришаев И .Г., Классен П.В., Цетович А.Н. // ТОХТ. 1977. - т XI. -№3. - С. 437-443.

198. Овчинников П.Ф., Грибняк Т.Т., Грибкова Л.В., Сарахов А.И. К теории вибрационного гранулирования. // ТОХТ. 1970. - т I. - №4. - С. 608-610.

199. Грибняк Т.Т. Овчинников П.Ф., Грибкова JIB'., Сарахов А.И. О локальных амплитудах колебаний частиц сыпучей массы в процессе вибрационной обработки // ТОХТ. 1972. - т 6. — №1.

200. Мозолин H.A. Исследование режимных параметров и конструкрук-тивного оформления в процессе виброгранулирования с учетом свойств перерабатываемых сред: дис. . канд. техн. наук. Томск: ТПИ, 1980. - 141 с.

201. Белоножко А.Н., Гришин Н.М., Севрюк Л.Г. и др. Совершенствование технологии подготовки шихты для окатышей на Полтавском ГОКе: тез. Докл. Всесоюзной научно-техн. конф. / ДМЕТИ. Днепропетровск, 1990. - С. 160.

202. Ильина,Т.Н1, РибелевЕ.И! Гранулирование в технологиях утилизации промышленных отходов // Химическое и< нефтегазовое машиностроение. 2009. - №8. - С. 34-36.

203. A.c. 138667 СССР, С 22 В 1/14, F27B 21/00. Способ подготовки агломерационной шиты к спеканию и устройство для его осуществления / А.Л. Учитель, Г.Ф. Волынский, В.П. Лялхок и др. 4099769/31-02, заявл. 26.05.86; опубл. Бюл. №12,1988.

204. Ильина Т.Н. Снижение пылеуноса из вращающейся цементной печи // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2008.—№10.-С. 36-40.

205. Вибрационно-центробежный гранулятор / Т.Н. Ильина, М.В. Севостьянов, В.И. Уральский, Е.А. Шкарпеткин; заявитель Белгор. Госуд. Технол. Унт. -№2009135800, заявл. 25.09.09.

206. Лотов В.А., Кутугин В.А. Формирование пористой структуры пеносиликатов на основе жидкостекольных композиций // Стекло и керамика. 2008. -№1.-С. 6- 10.

207. Лотов В.А. Контроль процесса формирования структуры пористых материалов // Строительные материалы. 2000. - №9. - С. 26 - 28.

208. Лотов В.А., Кривенкова Е.В. Кинетика процесса формирования пористой структуры.пеностекла // Стекло и керамика. 2002. - №3. - С. 14-17.

209. Седельников М.Б., Погребенков В.М. Получение керамических пег-ментов со структурами волластонита и диоксида с использованием* нефелинового шлама // Стекло и керамика. 2007. - №10. - С. 28 - 30.

210. Погребенков В.М., Седельников М.Б., Верещагин В.И. Керамические пигменты на основе кальций-магнетитовых силикатов // Стекло и керамика. -1996.-№1-2.-С. 30-32.

211. Шморгуненко Н.С., Корнев В.И. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства. -М;: Металлургия, 1982.- 128 с.

212. Базилевич C.B., Вегман В.Ф. Агломерация. М*.: Металлургия, 1967.

213. Терцаги К. Механика грунтов в инженерной практике. М.: Гос-стройиздат, 1958.

214. Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1961.

215. Цытович H.A. Механика грунтов. М.: Высш. шк., 1983. - 288 с.

216. Франк-Каменецкий В.А. Рентгенография основных типов породообразующих минералов. JL: Недра, 1983. - 166 с.

217. Симуров В.В., Третинник В.Ю. Влияние обменных катионов на структурно-механические свойства водных дисперсий монтмориллонита // Коллоидн. ж. 1972. - т XXXIV. - №2. - С. 258-262.

218. Осипов В.И., Сергеев Е.М. Кристаллохимия глинистых минералов и их свойства. В кн.: Инженерно-геологические свойства глинистых пород и процессы в них. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1972, вып. 1.

219. А. с. 1392132 СССР, С 22 В 1/242. Связующая добавка для оком-кования рудш концентратов / Т.Н. Ильина, A.A. Балес, М.Л. Вишневиц-кий, Ф.М: Журавлев, A.A. Давидюк. №4003916/23-02; заявл. 30.12.85; опубл. 30.04.88; Бюл. № 16. - 3 с.

220. А. с. 1632994 СССР, С 22 В 1/243. Способ получения окатышей / Т.Н1 Ильина, A.A. Балес, М.Л. Вишневицкий, Л.В. Наумкина, В.А. Минь-ков. №4457207/02; заявл: 08.07.88; опубл. 07.03.91, Бюл. №9.-3 с.

221. Производство основных видов продукции черной металлургии в России // Новые огнеупоры. 2010. - №4. - С. 110.

222. Ильина Т.Н., Шок И. А. Регулирование реологических параметров дисперсных систем // Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии: тез. докл. Всесоюзной конф. (одиннадцатые научные чтения БТИСМ) / БТИСМ. Белгород, 1991. - ч 5. - С. 28.

223. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы) М.: Химия, 1982. - 400 с.

224. Ильина.Т.Н., Севостьянов B.C., Уральский В.И., Севостьянов М.В., Шкарпеткин Е.А. Механизм постадийного гранулообразования полидисперсных материалов // Химическое и> нефтегазовое машиностроение. -2010.-№4.-С. 3-7.

225. Пат. 2412753 Российская Федерация, МПК . Вибрационно-центробежный гранулятор / Ильина Т.Н;, Севостьянов М.В., Уральский

226. B.И., Шкарпеткин Е.А.; заявитель и патентообладатель Белгор. госуд. ун-т -№2009135800; заявл. 25.09Ю9; опубл. 27.02.2011, Бюл.№ 6.« 8с.

227. Севостьянов М.В. Прессвалковый экструдер для формирования техногенных порошкообразных материалов: автореф. дисс. . канд. техн. наук. -Белгород: 2006. 24 с.

228. Бобович Б.Б., Девяткин В.В: Переработка отходов производства и потребления: справочное издание/ Под ред. Б.Б. Бобовича.- М.: Интермет Инжиниринг, 2000- 496 с.

229. Никитин Д.П., Новиков Ю:В. Окружающая среда и человек.- М-.: Высшая школа, 2000- 240с.

230. Севостьянов B.C., Нестерцов^А.И., Свергузова C.B. и др.// Строительные материалы. -2006; -№8. -С. 17-19.

231. Гридчин-A.M., Севостьянов. B.C., Лесовик В.С„ Севостьянов М.В. и др. Технологические комплексы для производства активированных композиционных смесей и сформованных материалов/ «Строительные материалы». -2004.-№9. -С. 34-36.

232. Ильина Т.Н., Шкарпеткин Е.А. Техника и технолгия гранулирования отходов перлитового производства// Сотрудничество для решения проблем отходов: материалы VI Междунар. Конф./ НТУ «ХПИ».- Харьков, 2009. -С. 102-103.

233. Ширина Н.В., Загороднюк JI.X. Перлитовая пыль- эффективный наполнитель для сухих строительных смесей.// Научно-технический и производственный журнал/ строительные материалы- 2007. -№5. -С. 44-45.

234. Пат. № 2302285, РФ. Рециркуляционный смеситель/ A.M. Гридчин, B.C. Севостьянов; В.С, Лесовик и др. Бюл. №19, 2007.

235. Патент на полезную модель №45000, РФ, МКП Е21Д11/10. Эжек-ционная машина для набрызга бетона/ Е.Ф: Катаев, Ф.Е. Катаев, A.A. Шадров. Бюл. № 10, 2005.

236. Беров Я.И.,Петров С.И. Дудко П.П., Наседкин В.В.Некоторые аспекты использования перлитобетона в строительстве // Строительные материа-лы.-2006.-№6.-С.82-83.

237. Ильина. Т. Н., Севостьянов-М. В., Шкарпеткин £. Av Конструктивно технологическое совершенствование агрегатов для гранулирования порошкообразных материалов // Вестник БГТУ.-2010.-№ 2.-С.100-402.

238. Ильина Т. Н. Реологические исследования растворов полимеров //Вестник ББТУ. -20101- №3; €.110-1141

239. Ильина; Т. Н. О взаимодействии; водорастворимых, полимеров.с компонентами гранулируемых шихт // Вестник БГТУ. 2010. - №2. - С. 110-113.

240. Обеспыливающая вентиляция: монография / В. А. Минко, И. Н. Логачев, Р. И. Шумилов, Т. Н. Ильина и др.; под общ. ред. В. А. Минко. Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. - 565 с.

241. Севостьянов B.C., Ильина Т.Н., Севостьянов М.В., Шкарпеткин Е.А. Исследование условий процесса микрогранулирования в дисперсных системах // Вестник БГТУ.- 2011.- №1.- С.81-86.

242. Примечание: жирным шрифтом выделены статьи в журналах, рекомендованных ВАК, а также авторские свидетельства и патенты на изобретения Ильиной Т.Н.

243. Перечень приложений, подтверждающих практическую значимостьразработок:

244. Глинистые связующие материалы для производства железорудных окатышей. Технические условия. ТУ 14-9-364-89. 18 стр

245. Акт внедрения разработок в лабораторную практику ЗАО «Белмеханобр», г.Белгород, 2009г.1 стр

246. Акт внедрения связующей добавки для окомкования руд и концентратов на ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат», г.Старый Ос-кол, 2008г.1 стр

247. Акт промышленных испытаний теплоизоляционных смесей с использованием гранулированных пористых заполнителей на основе пылеуноса перлитового производства на ООО «Бентопром», г. Старый Оскол, 2009г.3 стр

248. Расчет технико-экономической эффективности от использования пори-зованных гранулированных заполнителей на основе отходов производства вспученного перлитового песка при производстве теплоизоляционных смесей на ООО «Бентопром», г.Старый Оскол.7 стр

249. Акт промышленных испытаний технологического процесса производства терлоизоляционной смеси и ее нанесения на обрабатываемые поверхности на ООО «Чистовод», г. Белгород, 2010 г.4 стр

250. Расчет технико-экономической эффективности от использования техники и технологии, приготовления и нанесения теплоизоляционных смесей с поризованным гранулированным заполнителем на ООО «Чистовод», г. Белгород.6 стр

251. Акт промышленных испытаний технологического комплекса для производства гранулированной продукции из техногенных материалов с низкой насыпной плотностью на ООО «РЕЦИКЛ-ИНТЕХ», г.Белгород, 2011 г. .2 стррс/ложемб/е 1 3&-6

252. МИНИСТЕРСТВО МЕТАЛЛУРГИИ СССР ОКП 07 5216 0000 ГРУППА А-51

253. Базовая организация №9 зарегистрировано в Госстандарте 29.12.89 за №9/0128 Отв. за регистрацию:

254. УТВЕРЖДАЮ: Заместитель директора по научно -исследовательской работе института «Механобрчермет»1. В. А. АРСЕНТЬЕВ1989 Г.1. Зо

255. Держатель подлинника: Институт «Механобрчермет»

256. Срок действия с 01. 01. 90 г до 01. 01. 95 г1. СОГЛАСОВАНЫ1. РАЗРАБОТАНЫ

257. Главный инженер концерна «Рудпром»

258. А. И. Сухорученков .Н' 1989 г.

259. Заместитель начальника Горного отдела филиала А.А.Новиков40 ' 1989 г.

260. Главный ижинер ГП «Укрруда»

261. Л.К. Саворский " ✓✓ 1989 г.1. Г * •! г і » - - і ^ £1. Зло , ІЇР.

262. Ст. научный сотрудник института Механобрчермет

263. B. П. Маковей „ 0У * 1989 г.

264. Ст. научный сотрудник Белгородского института Механобрчермет

265. C. А. Требу ко в *0У* М 1989 г.

266. Инженер института Механобрчермет

267. Н. А. Тихонова „ Р(/" ^ 1989 Г.

268. Ст. научный сотрудник Белгородского филиала института Механобрчермет1. Т.Н. Ильина" 1989 г.1989 г.у

269. В зависимости от минералогического состава глинистые связующие материалы классифицируются в соответствии с табл. I.