министерство  высшего и среднего специального

  образования республики  узбекистан 

Ташкентский химико-технологический  институт

                                                        

На  правах рукописи

                                                                                                   УДК 666.431 
 

САБИРОВ БАХТИёр тохтаевич 
 

ПОЛУЧЕНИЕ  КЕРАМИЧЕСКИХ  ПЛИТОК

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ   ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО  ПРОИЗВОДСТВА

05.17.11 - Технология силикатных и тугоплавких

неметаллических материалов

А В Т О Р Е  Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени 

кандидата технических наук

      4

4

 
 
 
 
 
 

Ташкент – 2009 

 Диссертационная работа выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте 
 

 

      

      Защита состоится «___»____________ 2009 г. в «______» часов на заседании Специализированного совета Д 067.24.01 при Ташкентском химико-технологическом институте по адресу: 100007, г.Ташкент,                              ул. Мирзо Улугбека, 41.  

      С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ташкентского химико-технологического института по адресу: 100011, г.Ташкент, ул. А.Навои, 32. 

      Отзывы  на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью, просим направить по адресу: 100011, Ташкент, Узбекистан, ул.Навои, 32,   ТашХТИ,   ученому секретарю   Специализированного совета 

Д 067.24.01.     
 

      Автореферат разослан “_____” ______________ 2009 г. 
 
 

 Ученый  секретарь

 Специализированного совета,

   кандидат технических наук, доцент                                 Тохтахунова Г.А.  

   ОБЩАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА  РАБОТЫ

 

    Актуальность  работы. В настоящее время роль промышленности строительных материалов в развитии безотходных технологий  не ограничивается рамками переработки собственного минерального или иного сырья, она значительно шире, поскольку здесь используются отходы и попутные продукты других отраслей промышленности, применяемые в качестве исходного сырья для производства высококачественных строительных материалов, в частности керамических плиток.

    При этом следует отметить, что производство керамических облицовочных плиток внесено в «Перечень проектов локализации производства новых видов готовой продукции, частей и комплектующих к ним», который утвержден Постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан № 18 от 14.01.2004 г. (с изменениями в соответствии Постановлением КМ РУз № 447 и № 620 от 30.12.2004г.). 

    Принимая  во внимания тот факт, что многие промышленные отходы по своему химическому составу и свойствам близки к сырьевым ресурсам, используемым различными отраслями промышленности строительных материалов, они могут служить полноценным заменителем природного сырья. Кроме того, накопление больших объемов отходов в отвалах и шламонакопителях способствует загрязнению  атмосферы и представляет опасность для окружающей природной среды. Их ежегодный объем в Узбекистане составляет более 100 млн. тонн, из них 14 % являются токсичными отходами.

    В связи с этим, в настоящее время переработка отходов становится первоочередной задачей, основой решения проблемы ресурсосбережения.  Используя отходы, снижая потребление природных ресурсов, сокращая выбросы и сбросы, снимая вредное влияние хранилищ отходов на окружающую среду, можно решить большой круг экономических и экологических проблем. Поэтому разработки, посвященные получению дешевых качественных строительных материалов, являются в настоящее время важными и актуальными.

    Технологические возможности более широкого использования природного и техногенного сырья в производстве новых керамических материалов далеко не исчерпаны, однако их освоение также не происходит, что в значительной степени обусловлено недостаточной изученностью твердофазных процессов, протекающих при их  термической обработке.

    Следует отметить, что к одному из путей  регулирования структуры и физико-химических, а также технических свойств керамических материалов относится изменение состава массы за счет использования новых недефицитных сырьевых материалов.  Кроме того, использованием гальванических шламов в составе керамических масс, можно снизить потребление традиционных минеральных ресурсов, а также решить экономические и экологические проблемы. 

    На  основании вышеизложенных проблем  промышленности строительных материалов и экологии было поставлено данное исследование.

      Степень изученности проблемы. К настоящему времени имеется ряд исследований, посвященных утилизации гальванических шламов при производстве силикатных материалов различного назначения. Однако, вопросу их применимости для производства керамических плиток должного внимания еще не уделялось и данное направление исследований является новым и оригинальным подходом к задаче утилизации гальванических шламов с одновременным улучшением показателей спекания плиток при их скоростном обжиге на современных поточно-конвейерных линиях.

     Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР.  Исследования выполнены в соответствии с координационными планами по проблеме: «Керамические материалы многоцелевого назначения на основе минерального сырья и отходов химической промышленности» (№ гос. регистрации - 01.200009400).

     Целью исследования является разработка составов и ресурсосберегающей технологии  получения облицовочных керамических  плиток с улучшенными свойствами на основе местных сырьевых ресурсов с использованием шламов - отходов гальванического производства.

     Задачи  исследования. Для достижения поставленной цели намечено решить следующие задачи:

        - исследование химико-минералогических  составов гальванических шламов  и обоснование возможности их  использования для разработки  масс керамических плиток;

        - комплексное исследование физико-химических  и технологических характеристик процессов спекания и фазовых превращений керамических масс для плиток с использованием гальванических шламов при скоростном обжиге;

    - определение механизма плавнеобразующего действия гальванического шлама в присутствии полевошпатовых минералов – Койташского пегматита и клинца Сергелийского камнедробильного комбината (КДК); 

    - разработка  оптимальных составов  масс для скоростного обжига с использованием гальванического шлама;

    - установление  критериев спекаемости керамических масс на основе композиции «каолин–пегматит–клинец» с использованием гальванического шлама;

    - проведение производственных испытаний  и установление соответствия  физико-механических показателей  опытных плиток требованиям действующих ГОСТ 6141-91 и O’zSt 823-97;

    - технико-экономическое обоснование  практического использования разработанного  состава массы, содержащей гальванический  шлам.

      Объект  и предмет исследования. Объектами исследования являются гальванические шламы некоторых предприятий г.Ташкента, в частности СП «Эльга-Азия», ОАО «Алгоритм», ГАО «ТАПОиЧ», а также местные сырьевые ресурсы – Койташский пегматит, Ангренский вторичный каолин и клинец Сергелийского КДК.

      Предметом исследования является изучение физико-химических и физико-механических свойств опытных образцов, установление оптимальных составов и технологических режимов их получения, а также выполнение производственной апробации. 

      Методы  исследований. Диссертационная работа выполнена с применением современных методов физико-химического анализа, таких как рентгенофазовый, дифференциально-термический, кристаллооптический, электронно-микроскопический, рентгеноспектральный, химико-аналитический, а также традиционных методов керамической технологии.

      Основные  положения, выносимые  на защиту:

• обоснование  возможности использования гальванических шламов в качестве плавнеобразующих компонентов керамических масс для производства облицовочных плиток скоростного обжига;  
• установление влияния гальванического шлама на керамико-технологические свойства масс, содержащих Ангренский вторичный каолин и  полевошпатовые плавнеобразователи;
• механизм спекания керамических масс новых разработанных составов;
• оптимальный состав массы и характеристики пресспорошка с использованием гальванического шлама для производства плиток на поточно-конвейерной линии;
• критерии спекаемости новых масс скоростного обжига, содержащих гальванический шлам;
• соответствие технологических показателей опытных плиток скоростного обжига требованиям  действующих стандартов;
• результаты опытно-производственного применения керамических масс с использованием гальванического шлама для производства облицовочных плиток.       

      Научная новизна работы:

   - впервые обоснованы возможности  использования гальванических шламов вышеуказанных предприятий для производства облицовочных плиток;

   - установлены плавнеобразующие свойства гальванических шламов в составе керамических масс;

   - изучены физико-химические процессы  при спекании опытных масс, выявлена положительная роль гальванического шлама в процессе спекания, связанная с ускорением образования жидкой фазы, снижением её вязкости за счет растворения в ней ионов Са²⁺ и SO₄^2- в результате разложения сульфата кальция гальванического шлама и одновременного влияния ионов кальция на раннее образование кристаллической фазы анортита;

   - разработаны оптимальные составы  масс, установлены значения давления прессования и влажности пресспорошков, технологические параметры обжига облицовочных плиток;

   - объяснена интенсификация процессов спекания опытных керамических масс, связанная с высокой дисперсностью и повышенной реакционной способностью гальванического шлама в условиях скоростного обжига на поточно-конвейерной линии.

      Результаты  исследований выявили возможность использования гальванического шлама в качестве плавнеобразующего сырьевого компонента в составах керамических масс для производства облицовочных плиток и создают предпосылки дальнейшего их применения в промышленности строительных материалов.

      Научная и практическая значимость результатов исследования.  Разработаны эффективные составы керамических масс для облицовочных плиток и рекомендованы к последующему внедрению в производство. 

      Практическая  значимость результатов исследования состоит в утилизации гальванических шламов путем внедрения в производство масс, в которых они будут содержаться в качестве компонентов, ускоряющих спекание и повышающих качество производимых плиток при скоростном обжиге на конвейерных линиях. В целом, использование гальванических шламов расширяет сырьевую базу керамических строительных материалов, решая проблему ресурсосбережения и экологии.

      Реализация  результатов. Разработанные оптимальные составы керамических масс на основе местных сырьевых ресурсов с использованием гальванических шламов опробованы в производственных условиях на действующих поточно-конвейерных линиях скоростного обжига ОАО «Ташкентский комбинат строительных материалов» (ТашКСМ) и ООО “Минокор” в Бухарской области. Полученные керамические плитки по своими показателями полностью отвечают требованиям ГОСТ 6141-91 и O’zSt 823-97.