Анализ изменения содержания натрия в процессе переработки электрокорунда

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ изменения содержания натрия в процессе переработки электрокорунда

Схема процесса

В ходе обсуждения с представителями ТОО «Казогнеупор 2015» проблемы повышенного содержания натрия в электрокорунде, поставляемом в ООО «Технокерамика», было принято решение проанализировать изменение содержания натрия на каждом этапе производства порошков из белого электрокорунда. В соответствии с этим решением, ниже представлены результаты анализа содержания натрия в исходном сырье по данным лабораторий ООО «Технокерамика» и ТОО «Казогнеупор 2015», а также содержание натрия в трёх фракциях шлифовального порошка - грубой (F30), средней (F70) и тонкой (F180). В том случае, если одна из фракций в той или иной партии не производилась, брались результаты определения содержания натрия в наиболее близкой по гранулометрическому составу из произведённых фракций. Схема процесса с типовым содержанием натрия в получаемых фракциях приведена на рис.1.

Рис.1 Схема переработки электрокорунда белого.

Ниже показана таблица с содержанием натрия в сырье и получаемых фракциях, полученных на линии «шаровая мельница - рассев №1». Красным выделено превышение.

Таблица 1

1. Отмечено значительное увеличение содержания натрия в фракции -100 мкм ПСП по сравнению с исходным сырьём.

2. По содержанию натрия в готовых фракциях F30, 70 и 180 ясности пока нет, часто получается превышение в одной из них и отсутствие превышения в других. Это может быть связано с неоднородностью содержания натрия в сырье по партиям и от контейнера к контейнеру в рамках одной партии. Необходимо произвести дополнительные анализы архивных образцов.

3. Касательно методов химического анализа. Лаборатория ТОО «Казогнеупор 2015» выдаёт постоянные результаты по содержанию натрия в фракции 3-1, слабо коррелирующие с результатами анализа готовых шлифпорошков и материала фильтра и практически всегда соответствующие требованиям ГОСТ, что говорит о фактически недостаточной чувствительности к содержанию натрия в корунде. В то же время, лаборатория ООО «Технокерамика» часто даёт результаты, не соответствующие требованиям ГОСТ, но коррелирующие с содержанием натрия в готовых шлифпорошках однако стабильности результатов (особенно при измерении на пламенном фотометре) нет. Несмотря на то, что используются одинаковые методики и даже реактивы, часто возникают разногласия в показаниях. Это может быть связано с пробоотбором, пробоподготовкой и проведением анализа. Во время анализа на пламенном фотометре разброс показаний связан как с нестабильностью пламени из-за конструктивных недоработок прибора ФПА-2-01, так и с коррозией распылительной системы, не выдерживающей анализа в соответствии с ГОСТ (это недоработка самой методике ГОСТа). Кроме этих факторов также влияет пробоподготовка. При анализе методом титрования многое зависит от восприятия изменения цвета индикатора, даже от размера капель индикатора и титранта. Был проведён опыт по титрованию, при котором не заметное на глаз изменение цвета индикатора, вызванное разным количеством титранта, было чётко определено при измерении на спектрофотометре. Однако применение спектрофотометра, как и другого оборудования, определяющего точку эквивалентности более точно, чем при визуальном определении, не предусмотрено в ГОСТ. Исходя из этого, а также из положительного опыта применения атомно-эмиссионного дугового спектрометра в Павлодарском алюминиевом заводе (ПАЗ), было бы правильным решением перейти на определение натрия при помощи подобного прибора, не требующего сложной пробоподготовки и не зависящего от человеческого фактора.

В целом по программе испытаний и созданию межлабораторного эталона, у нас есть согласие с ТОО «Казогнеупор 2015», но со следующими поправками:

В программе испытаний использовать следующие образцы:

1. глинозём Г-00

2. порошок ПКПЛ-99 фракция 3-1 мм

3. порошок ПКПЛ-99 фракция 1,1-0,8 мм

4. порошок ПКПЛ-99 фракция 0,8-0,63 мм (F30)

5. порошок ПКПЛ-99 фракция 0,63-0 мм

6. порошок F30 производства Русал*

7 порошок фракции 0,5-1 производства Русал*

Всех образцов должно быть по два, то есть, в сумме 14 шт.

Пробы 1-5 должны быть подготовлены в ТОО «Казогнеупор 2015», пробы 6, 7 должны быть подготовлены в ООО «Технокерамика». Должен быть осуществлён обмен пробами и параллельный анализ химического состава.

Глинозём должен быть исследован методом титрования по методике ПАЗ.

Корунды должны быть проанализированы по методу титрования по методике ПАЗ с использованием СО Г-00 (0,38±0,02%), ГОСТ 28654 методом титрования с использованием СО К2Г (0,19±0,02%) и СО Г-00 (0,38±0,02%). Метолику с пламенным фотометром просим исключить, так как наш фотометр находится в ремонте и дата его готовности не определена. Несколько проб будут направлены в «третьи» лаборатории, имеющие методики определения натрия в диапазоне 0,2-0,5%. Образцы, по которым будет достигнуто максимальное совпадение результатов во всех лабораториях, будут использоваться как стандартные образцы между ТОО «Казогнеупор 2015» и ООО «Технокерамика».

натрий электрокорунд глинозем

Опытная плавка глинозема с введением ингибитора для уменьшения оксида натрия в электрокорунде

Дополнение в связи с вновь полученными результатами по плавке глинозёма Г-00 с исходным содержанием натрия 0,42% в дуговой печи с добавлением 1,4% и 0,7% бишофита (MgCl₂).

Плавка осуществлялась в ЦНИИЧерМет в двухэлектродной дуговой печи переменного тока с футеровкой из корундового огнеупора. Напряжение составляло около 56 В, ток - 1500А. Масса загруженной шихты составляла 30 кг в обоих случаях. Время плавки составляло 30 минут. Плавка осуществлялась на слив, слив осуществлялся в ёмкость, выложенную кирпичами из корундового огнеупора и присыпанную глинозёмом. Остывание происходило в тесение 15-20 минут в огнеупорной ёмкости, а затем слиток извлекался, и дальнейшее остывание происходило на тележке.

Результаты анализа содержания натрия в полученных слитках показаны в таблице 2.

Таблица 2

Видно, что добавление бишофита даже в количестве 0,7%, что в два раза меньше необходимого по стехиометрии количества, приводит к сильному снижению содержания натрия. Что касается магния, который остаётся в корунде, то согласно диаграмме состояния Al₂O₃-MgO, при содержании магния в корунде даже около 1% не должно наблюдаться ухудшения его огнеупорных и абразивных свойств. Количество образующейся шпинельной фазы будет количественно равно перешедшему в расплав оксиду магния. Такое количество шпинельной фазы скорее всего будет с трудом обнаруживаемо рентгеновской дифракцией (будет зависеть от степени совершенства решетки образующейся фазы).

Вывод

Плавка электрокорунда с добавлением бишофита снижает содержание натрия в электрокорунде и позволяет увеличить пригодную для применения в шлифзерне, шлифпорошках и микрошлифпорошках часть слитка. Рекомендуемое содержание бишофита в сырье составляет 0,5%.

В связи с износом футеровки опытной печи из-за слишком низкого положения электродов, опыт с плавкой глинозёма с 0,8% борной кислоты откладывается. Однако такой же опыт проводился на заводе «Казогнеупор» в 2004 году. Как видно из документа, при добавлении борной кислоты в количестве 0,8% снижение содержания натрия в электрокорунде составило около 0,1%. При этом по наблюдениям, цвет полученного электрокорунда был не товарным, коричнево-оранжевым.

Размещено на Allbest.ru