його властивостями з погляду огрудкування, є розбухання при зволоженні, дисперсність, зв'язність, здатність обміну іонів, здатність виділяти при нагріванні вологу, що запобігає розтріскуванню окатишів при швидкому нагріванні.
Частинки бентоніту після зволоження утворюють плівку з великою поверхнею, яка обволікає частинки руди і з'єднує їх між собою. Міцність сирих і, головне, висушених окатишів з добавкою бентоніту підвищується завдяки взаємному тяжінню частинок бентоніту і тяжінню частинок, бентоніту і магнетиту, причому зв'язка зберігається і після видалення води під час сушіння.
Бентонітовиє глини складаються з монтморилоніту і йому подібних матеріалів. Їх склад визначається формулою (Al, Mg) 2 _ 3 - (OH) 2 - (Si 4 Oio) - nH 2 O.
Для крісталлохімческой структури бентонітів характерним є симетричний розподіл тетраедов силікату, між якими вклинюється цеолітовий шар. Частина іонів кристалічної решітки має здатність обмінюватися катіонами Ca * +, Mg 2+, Na +. Основним структурним елементом частинок бентоніту є два тетраедричних грані Si - O, розділені однієї октаедричної гранню. Частинки, мають позитивний заряд, якщо вони розташовані на цих гранях. Негативний заряд частинок, цілком ймовірно, виникає внаслідок катіонного обміну.
монтмориллонитов, що володіють хорошими сполучними властивостями, мають високий негативний заряд. Невеликі кількості катіонів Mg 2+ можуть настільки змінити потенціал бентоніту, що він втрачає якість сполучного. Іон Са 2+ може знизити потенціал бентоніту майже до нуля. Для активації бентонітів застосовують з'єднання натрію.
Зі структурою кристалічної решітки бентоніту пов'язані деякі специфічні властивості, які проявляються при його реакції з водою. Бентоніти інтенсивно поглинають воду і збільшуються при цьому в об'ємі в 15-20 і більше разів. У природному стані більшою мірою розбухають лужні бентоніти.
Бентонітовиє глини є тонкодисперсними системами. Розміри окремих кристалів набагато менше 0,1 мкм. У результаті цього бентоніти відрізняються великою поверхнею (близько 600-900 м 2/г). У водних суспензіях лужноземельних бентонітів частка частинок розміром не більше 1,5 мкм становить тільки 30-40%, а в водної суспензії високоякісного лужного бентоніту частка частинок цієї крупності становить 70-90%.
Більш вигідними є содові бентоніти, що відрізняються високим ступенем розбухання і великим значенням рН. Збільшення обсягу содових бентонітів при розбуханні становить до 40% (рН 9-10), а кальцієвих - до 10% (рН 8).
Добавка бентоніту призводить до зміцнення окатишів в зонах сушіння і випалу. Висока міцність окатишів з добавкою бентоніту, цілком ймовірно, пов'язана з утворенням шлакового розплаву. Застосування бентоніту має такі переваги: ??поліпшення комкуемості, підвищення міцності сирих окатишів, поліпшення газопроникності шару окатишів при випалюванні на колосникових гратах, зменшення утворення дрібниці, поліпшення значень міцності при стиранні в результаті більш рівномірних умов спікання. Бентоніт також впливає на міцність окатишів при відновленні. Це явище проявляється значніше для окатишів з багатих концентратів, ніж для окатишів з концентратів з більшою часткою порожньої породи.
3.2 Заміна бентоніту іншими сполучними
Пошук замінників бентоніту, що є основою сполучною добавкою, обумовлений все зростаючим його дефіцитом, прогресуючим зниження якості і значною віддаленістю його родовищ від фабрик огрудкування. Застосування бентонітів з низькою сполучною здатністю потребують їх підвищеної витрати в шихту (до 18-20 кг/окатиш), що помітно збіднює її по залізу через високого вмісту в них кремнезему (близько 60%).
Відповідно до класифікації замінники бентоніту поділяються на два основних типи: неорганічні сполучні, що включають в себе глинисті і вапняно-цементні речовини, і органічні, підрозділяються у свою чергу на продукти переробки горючих копалин, продукти целюлозно-паперової промисловості, інші похідні органічного синтезу. Природними замінниками дефіцитного бентоніту в першу чергу можуть служити глиноземисті залізні руди, нонтронітовие і келловейских глини, а також відходи глиноземного виробництва. Нонтронітовие глини - це залізисті різновиди монтмориллонита, в яких глинозем повністю або частково заміщений оксидом заліза.
Перспективні родовища нонтронітових глин, придатних для огрудкування залізорудного концентрату, розташовані в основному на території Оренбурзької, Кустанайської, Челябінській і Актюбінської областей (Східне, Кайрактінское, Кіембаевское, Сахарінское, Афанасієвський, Берсуатское і цілий ряд інших родовищ). На цих родовищах запаси нонтронітових глин складають в сукупності 200 млн. Т. Для всіх родовищ характерні хороші...
