В работе приведены результаты исследования получения каустического магнезита путем обжига породы Савинского месторождения
магнезит, магнезиальное вяжущее, каустический магнезит, периклаз, термическая обработка
В Иркутской области расположено крупнейшее в мире месторождение магнезита, с объёмом руды превышают 2 млрд тонн. По оценке экспертов, этого хватит на то, чтобы снабжать минералом Россию в ближайшие 100 – 150 лет.
Сырье Савинского месторождения представлено наиболее чистыми разновидностями магнезитов. По качеству магнезит Савинского месторождения превосходит известный в России и за рубежом Саткинский магнезит на Урале. Савинские магнезиты содержат в среднем (для сортов I, II и III): MgO – 46,26 %; CaO – 0,56 %; SiO2 – 1,50 %; R2O3 – 1,51 %; п.п.п. – 50,24 % [1]. Отличительной особенностью этих магнезитов является высокое содержание оксида магния и низкое оксида кальция, что обуславливает высокое качество огнеупорных изделий.
В строительном производстве из природного магнезита получают материал – каустический магнезит, обладающий свойствами вяжущего.
Магнезит обжигают с целью получения окиси магния. При обжиге магнезит разлагается согласно уравнению
MgCO3 = MgO + CO2.
Одновременно разлагаются сопутствующие магнезиту другие карбонаты
CaCO3 = CaO + CO2; FeCO3 = FeO + CO2.
Термическая диссоциация МgСО3 начинается при температуре 350° С и с достаточной скоростью проводится при температуре 640—660° С. СаСО3 начинает диссоциировать уже при температуре 825° С. Полное удаление CO2 из магнезита достигается при температуре 1000—1100° С. Температурный режим обжига влияет на содержание окиси магния в конечном продукте, а следовательно, и на его качество, как вяжущего.
Цель работы заключалась в составлении математической модели содержания окиси магния от параметров процесса обжига.
Исходным сырьём является тонко измельченный магнезит Савинского месторождения из мельниц Восточно-Сибирского завода огнеупоров. Обжиг проводился в муфельной печи. Параметры обжига приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристика управляемых параметров обжига
|
Параметр |
Обозначение |
Ед. измерения |
Диапазон изменения |
|
Температура обжига |
tо |
°С |
600 - 850 |
|
Время обжига |
|
минут |
60 - 240 |
Температура обжига контролировалась термометром сопротивления ТСМ гр.23. Время обжига определялось с момента набора расчётной температуры.
В качестве параметра, характеризующего эффективность процесса обжига принималось процентное содержание в конечном продукте окиси магния MgO (определялось в заводской химической лаборатории ВСЗО) - 
.
Исследования проводились по методике рационального планирования многофакторных экспериментов [4] с использование симметричного двухфакторного плана 5х5. По результатам опытов составлена модель технологического процесса получения каустического порошка из природного материала Савинского месторождения в виде уравнения приближённой регрессии (1):
. (1)
В заключение следует отметить, что в России пока нет промышленного производства получения каустического магнезита прямым обжигом природного материала. Результаты исследования показывают реальную возможность получения магнезиального порошка с содержанием MgO выше 80%, а следовательно, и перспективность создания такого производства на базе Савинского месторождения.
1. Пальгова А. Ю. Обзор мировых запасов магнезиального сырья / А. Ю. Пальгова. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 3 (83). — С. 193-196.
2. Крамар Л.Я., Черных Т.Н., Орлов А.А., Трофимов Б.Я. Магнезиальные вяжущие из природного сырья. – Челябинск: «Искра-Профи». 2012. – 146 с.
3. Российская Федерация. Стандарты. ГОСТ 1216-87 «Порошок магнезитовый каустический».
4. Вознесенский А.В. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях/ А.В. Вознесенский. – М.: Финансы и статистика, 1981. – 263 с.
