Raport ştiințific sintetic intermediar
Problema care a condus la aceast proiect a apărut recent, atunci cānd beneficiarii din industria sticlei au īncetat să mai cumpere nisip datorită restricțiilor apărute in ceea ce privește calitatea sticlei, adică nisipul existent nu a īndeplinit cerințele necesare. Datorită situației existente, obiectivul major al acestui proiect este purificarea nisipului cuarțos cu conținut scăzut de fier prin proiectarea unui separator magnetic inovativ care să permită atingerea obiectivului: nisipuri cuarțoase pentru industria sticlei cu conținut de fier mai mic de 0,09 %.
Rezumatul etapei a II-a
Din resursele identificate īn etapa I, s-au efectuat experimente de măcinare la
diferite condiții pentru reducerea dimensiunii particulelor de nisip. Condițiile
analizate implică variația cantității de material procesat (raportul masă
bile/masă pulbere). Experimentele de măcinare au fost realizate īn mori
planetare cu bile. Nisipul măcinat a fost analizat din punct de vedere
morfologic cāt și compozițional. De asemenea pentru controlarea umidității s-au
efectuat experimente de uscare a nisipului prin tratamente termice la
temperaturi care depășesc punctul de evaporare al apei pānă la 1200 °C. Īn
același timp s-au efectuat tratamente termice combinate: măcinare urmată de
tratament termic și tratament termic urmat de măcinare. Din experimentele de
măcinare rezultă o scădere a dimensiunii particulelor odată cu creșterea
timpului de măcinare. Dimensiunea de particule scade și cu scăderea cantității
de nisip procesat (raportul masă bile masă pulbere). Se constată că măcinarea
urmată de tratament termic este mai benefică pentru separare. De asemenea,
creșterea temperaturii de tratament termic la 1200 °C conduce la eliminarea
aproape completă a fierului din nisip. Utilizānd analizele chimice s-au trasat
curbe de variație a fierului īn funcție de dimensiunea particulelor de nisip
pentru probele măcinate, tratate termic și probele supuse separării magnetice.
Pentru realizarea experimentelor de separare magnetică a fost conceput un
dispozitiv experimental (care trebuie dezvoltat īn continuare). Īn urma
experimentelor de separare magnetică s-a constatat că un tratament termic la
1200 °C conduce la eliminarea completă a ferului din nisip prin separare
magnetică.
Rezumatul etapei a III-a
Utilizānd rezultatele etapei a II-a, pentru implementarea industrială, s-a ales
efectuarea unor tratamente termice la temperaturile de 200, 400 și 600 °C pentru
o durată de 2 ore, īn aer. Probele tratate termic au fost măcinate timp de 1, 5
și, respectiv, 10 minute īntr-o moară planetară, utilizānd un raport masă
bile/masă pulbere de 4:1. Nisipul astfel procesat a fost separat magnetic
utilizānd fie fracția integrală, fie o fracție mai mică de 100 m, obținută prin
cernere. Fracția integrală separată magnetic a fost ulterior analizată, iar o
parte din aceasta a fost cernută din nou pe o sită de 100 m. Nisipurile
separate au fost analizate și s-a ajuns la concluzia că pentru nisipul integral,
un tratament termic timp de 2 ore la 200 °C și măcinare timp de 1 minut se poate
elimina pānă la 30 % din fierul conținut; pentru un tratament termic timp de 2
ore la 200 °C și măcinare timp de 5 minute se poate elimina pānă la 43 % din
fierul conținut; pentru un tratament termic timp de 2 ore la 200 °C și măcinare
timp de 10 minute se poate elimina pānă la 31 % din fierul conținut; pentru un
tratament termic timp de 2 ore la 400 °C și măcinare timp de 5 minute se poate
elimina pānă la 38 % din fierul conținut, iar pentru un tratament termic timp de
2 ore la 600 °C și măcinare timp de 5 minute se poate elimina pānă la 52 % din
fierul conținut.
Utilizānd aceste date s-a elaborat o tehnologie de separare magnetică combinată:
măcinare, tratament termic, separare magnetică, cernere.
Rezultate obtinute in etapa a
treia:
Livrabile obținute īn etapa a III-a:
- Tehnologie de separare magnetică: care combină măcinare mecanică, tratament
termic, separare magnetică, cernere;
- Două variante de separare magnetică atāt cu jug magnetic, cāt și cu bandă īn
funcție de necesitățile beneficiarului și locul de exploatare;
- Nisipuri cu conținut scăzut de fier;
- Reducerea procentului de fier cu pānă la 50 % prin separare magnetică;
- Determinarea eficienței de separare magnetică īn funcție de temperatura de
tratament termic și granulația nisipului.
© RedFeNC, 2 0 1 8