Технико-экономические показатели производства керамзита

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение………………………………………………………………….3

1. Основные сырьевые материалы для производства керамзита.

     1.1.Состав и свойства сырьевых материалов………………………5

     1.2.Способы добычи сырьевых материалов……………………….6

     1.3.Нормативные требования, предъявляемые к сырьевым

материалам……………………………………………………………….7

2. Технология производства керамзита.

     2.1.Основные способы производства керамзита…………………..9

     2.2.Подробное изложение мокрого способа производства

керамзита………………………………………………………………..11

     2.3.Технологическая схема производства керамзита……………16

3. Характеристика керамзита и области применения.

     3.1.Виды керамзита и технологическое оборудование для производства керамзита……………………………………………………………….16

     3.2.Области применения……………………………………………21

     3.3.Основные производители………………………………………25

Заключение……………………………………………………………...27

Список используемой литературы……………………………………28

Приложение 1…………………………………………………………..30

Приложение 2…………………………………………………………..31

Приложение 3…………………………………………………………..32

Приложение 4…………………………………………………………..33

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Керамзит - это легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных вспучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050 – 1300 С в течение 25–45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5 – 10, 10 – 20 и 20 – 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м3) гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия 8–20 %, морозостойкость должна быть не менее 25 циклов.

Длительный опыт освоения керамзита показал, что методы его получения, а также области использования его технических свойств могут быть самыми разнообразными. Керамзит применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, а также в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок. Возможности современных технологий и наличие разнообразного сырья для производства теплоизоляционных материалов не смогли вытеснить со строительного рынка хорошо проверенный и надежный товар. Натуральность керамзита и его доступность еще долго будут определяющими факторами для многих заказчиков и домовладельцев при выборе утеплителей для дома или коттеджа. [1]

Целью данной курсовой работы является рассмотрение технологии производства керамзита.

Задачи представляют собой:

1. Изучение сырьевых материалов, используемых для получения керамзита
2. Рассмотрение технологии производства
3. Рассмотрение видов керамзита
4. Изучение областей применения керамзита

Для написания курсовой работы я использовала литературную базу разных книг. Так же я взяла информацию с сайтов производителей керамзита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные сырьевые материалы для производства керамзита
1. Состав и свойства сырьевых материалов.

Сырьем для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся в основном к осадочным горным. Некоторые   камнеподобные   глинистые породы — глинистые сланцы, аргиллиты — относятся к метаморфическим.

Глинистые породы отличаются сложностью минералогического состава и, кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические принеси. Глинистые минералы слагают глинистое вещество — наиболее дисперсную часть глинистых пород (частицы мельче 0,005 мм). Собственно глинами называют глинистые породы, содержащие более 30% глинистого вещества. Для производства керамзита наиболее пригодны монт-мориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца. Общее содержание SiO2 должно быть не более 70%, А12О3 — не менее 12% (желательно около 120%), Fe2O3+ FeO — до 10%, органических примесей -1-2%. Пригодность того или иного глинистого сырья для производства керамзита устанавливают специальным исследованием его свойств. Важнейшее из требований к сырью -вспучивание при обжиге.

Вспучиваемость характеризуется коэффициентом вспучивания

                      (1)

где VК — объем вспученной гранулы керамзита;

Vc — объем сухой сырцовой гранулы до обжига.

Второе требование к сырью (в значительной степени связанное с первым) — легкоплавкость. Температура обжига должна быть не выше 1250°С, и при этом переход значительной части наиболее мелких глинистых частиц в расплав должен обеспечить достаточное размягчение и вязкость массы. Иначе образующиеся при обжиге глины газы, не удерживаемые массой, свободно выйдут, не вспучив материал.

Третье из важнейших требований — необходимый интервал вспучивания. Так называют разницу между предельно возможной температурой обжига и температурой начала вспучивания данного сырья. За температуру начала вспучивания принимают ту температуру, при которой уже получается керамзит с плотностью гранулы 0,95 г/см3. Предельно возможной температурой обжига считается температура начала оплавления поверхности гранул. Для расширения температурного интервала вспучивания используют такой прием, как опудривание сырцовых глиняных гранул порошком огнеупорной глины, что позволяет повысить температуру обжига и при этом избежать оплавления гранул. [5]

 

2. Способы добычи сырьевых материалов.

Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов.  Вначале участок месторождения расчищается от растительности. Затем снимается слой вскрышного грунта (остатки растительного покрова, пни, корни растений, слой почвы). Для повышения качества глинистого сырья одновременно убирается также верхний слой глины, состоящий из окислившихся (вступивших в реакцию с воздухом) пород и содержащий повышенное количество примесей. Поэтому толщина вскрыши может достигать  3–5 метров.

После выполнения вскрышных работ производится отгрузка глины экскаватором в автотранспорт. Перед отгрузкой глины производится её шихтовка — размельчение крупных кусков. Размер комьев в отгружаемом сырье составляет не более 300 миллиметров в поперечнике. В связи с особенностями глинистого сырья (налипанием глины на ковш), для добычи используются экскаваторы с прямой лопатой, оснащенные раскрывающимся ковшом — так называемые экскаваторы-погрузчики. [13]

 Добыча сырья проводится  по всей высоте, не выделяя  отдельные пласты. Если выполняется  добыча камнеподобных пород, таких  как аргиллиты или глинистые  сланцы, прибегают к проведению  буровзрывных работ. Разработку таких пород можно делать круглый год, в том время как мягкие породы добывают лишь в определенный периоды. Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.

Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу. [8]

 

3. Нормативные требования, предъявляемые к сырьевым материалам.

         Для производства керамзита используются в основном легкоплавкие глины, глинистые сланцы, суглинки, обладающие способностью вспучиваться при нагревании их до температуры 1050–1250 °С.

Сырьем для производства керамзита являются разновидности глинистых пород, которые при обжиге с добавками или без них вспучиваются, образуя легковесный заполнитель ячеистой структуры для легких бетонов. Могут применяться рыхлые, плотные, камнеподобные глины и суглинки, неразмокающие в воде метаморфизованные глинистые сланцы и аргиллиты, характеризующиеся высокой плотностью, а также бентонитовые глины.

При этом химический, зерновой и минеральный состав глинистого сырья не регламентируется, а рекомендуемое содержание отдельных компонентов должно находиться в следующих пределах:SiO2 – до 70 %, А12О3 – 12–23 %, Fe2O3 + FeO – 5–10 %, CaO + MgO – 3–8 %, Na2O + K2O – 2,5–5 %, свободного кремнезема – до 25 %. Желательной является тонкодисперсная примесь органического вещества (0,9–2,5 %). Для увеличения вспучиваемости возможно введение корректирующих добавок: опилок и др. [10]

Пригодность различных глинистых пород в качестве сырья для производства керамзитового гравия определяют, в первую очередь, по степени и интервалу вспучивания при обжиге, по объемной массе в куске получаемого керамзитового гравия и основным физико-механическим показателям. Для глинистых пород некоторых разрабатываемых месторождений существуют технические условия, в соответствии с которыми к ним предъявляются требования по внешнему виду (цвет, плотность, структура), зерновому, химическому составу, оптимальной температуре вспучивания, интервалу вспучивания и другим свойствам. [12]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технология производства керамзита.

2.1. Основные способы производства  керамзита.

Существует 4 способа получения керамзитовых гранул, каждый из которых отличается своей технологией:

1. Сухой
2. Мокрый
3. Пластический
4. Порошково-пластический

Выбор способа зависит от характеристик сырья и его качества.

Сухой способ применяют при использовании сланцев, шунгитосодержащих пород, аргиллитов и других однородных по составу крупноструктурных камнеподобных пород, подвергающихся при карьерной влажности дроблению и рассеву.  
При подготовке полуфабриката фракций 2,5 — 5 и 5 — 15 или 5 — 10 и 10 — 20 мм предпочтение должно быть отдано двух- или трехступенчатому дроблению сырья с отсевом годных фракций после каждого дробильного агрегата. Такое решение уменьшает выход фракций менее 2,5 мм, которые при отсутствии линии по обжигу керамзитового песка идут в отвал. Отдельные фракции сырца подают из расходных бункеров весовыми дозаторами во вращающуюся печь (размером 2,5Х 24 м) предварительной тепловой обработки (до 400С в течение 20 мин), а затем во вращающуюся обжиговую печь (размером 3,5Х20 м), где материал вспучивается при 1120 — 1150С в течение 12 — 15 мин.  
Во избежание образования спеков в 2 м от зоны вспучивания со стороны горячего конца подают порошок огнеупорной глины, кварцевого песка или пиритных огарков. Готовый продукт с температурой около 900 С поступает по желобу через откатную головку печи в барабанный холодильник (размером 2,2Х16 м) для охлаждения до 600 С. Окончательное охлаждение до 70 С происходит в аэрожелобе шириной 200 мм и длиной 10 м.  
К положительным сторонам сухого способа производства следует отнести простоту схемы, немногочисленность технологических переделов, меньший расход электроэнергии, уменьшение затрат на организацию производства и др. Недостатки способа: неполное использование сырья, невозможность корректировки состава полуфабриката органическими и минеральными добавками, получение готового продукта повышенной крупности и др. [8]

Мокрый способ производства керамзита делится на 6 этапов:

1. Добыча сырья и проверка его характеристик. Глина добывается в карьерах, после чего отправляется на завод для проверки влажности. Влажность не должна превышать 30%, если влажность превышена в глину добавляют сухой глиняный пылевидный порошок (глиняная пыль) для понижения влажности.
2. После проверки влажности глина попадает в вальцы грубого помола, где  формируются первые глиняные гранулы определенного размена.
3. Следом гранулы-сырцы поступают в вальцы тонкого помола, где гранулы приобретают размер 7-10 мм.
4. После этого глиняные гранулы попадают в сушильный барабан, где проводится последняя обработка перед обжигом.
5. Процесс обжига. Гранулы поступают в печь длиной 40м и диаметром 2,5м. Обжиг проходит при температуре 1200-1350°С
6. Последний этап – охлаждение. Керамзит поступает в холодильник длиной 20 м и диаметром 2,5м после чего отправляется на склад. [9]

Пластический способ достаточно популярен для производства керамзита. Используется рыхлое сырье, впоследствии перерабатываемое в вальцах или подобных агрегатах в увлажненном состоянии. После этого из глиномассы формируются сырцовые гранулы в виде цилиндров, которые в свою очередь, округляются позже уже при транспортировке.

Стоит отметить, что важна своевременная переработка глинистого сырья и формирование гранул примерно одного размера. Гранулы с влажностью 20% могут быть сразу направлены в печь или заранее подсушиться в сушильных барабанах, так как подсушенные гранулы могут иметь более высокую производительность.

Этот способ не так уж и прост, более энергоемок в отличие от других способов, более затратен, однако коэффициент вспучивания тут наиболее высок.

Порошково-пластичный способ отличается от самого первого тем, что изначально производят порошок с помощью помола сухого сырья, а далее уже добавляя воду, производится глиномасса, из которой формируются гранулы.

Включение помола связано с дополнительными затратами, а также при недостаточно сухом сырье, его надо высушить. Но все же этот способ имеет право на жизнь, так как если сырье неоднородно, его таким образом легче перемешать. Также вводить добавки и равномерно их распределять также проще при помоле. [14]

 

2.2.    Подробное изложение мокрого способа производства керамзита

Мокрый способ подготовки применяется в случае использования сырья неоднородного по качеству, но хорошо размокающего в воде, с высокой карьерной влажностью (пастообразные, зыбкие и рыхлые), иногда имеющего недостаточно хорошую вспучиваемость и поэтому требующего введения в состав шихты добавок, улучшающих свойства сырья.