Цех по производству керамзита

гравия, когда каждая гранула вспучивается по-разному при неоднородности сырья и непостоянстве температурных условий в печи. В результате керамзитовый гравий - это совокупность неодинаковых вспученных гранул различной плотности и прочности.

    Для получения однородности керамзита  есть два пути:

    - первый путь состоит в совершенствовании технологии 
производства, усреднение сырья, более тщательно его переработке 
и грануляции, стабилизации режимов термоподготовки, обжига и 
охлаждения, улучшения фракционирования.

    -     второй путь - разделение готовой продукции на фракции не 
только по крупности, но и по плотности зерен.

    Применительно к керамзитовому гравию термин «обогащение» означает разделение его на классы по плотности зерен. Более легкий будет богаче, хорошо вспученными зернами, более тяжелый - богаче менее вспученными, зато более прочными зернами.

    Считается, что керамзитовый гравий и другие пористые заполнители подлежат обогащению только в условиях сухой сепарации, что их нельзя увлажнять, поскольку по ГОСТ 9759-83 влажность поставляемого керамзитового гравия должна быть не более 2%. Однако это ограничение касается поставляемого гравия, а при использовании его можно увлажнять, как того требует технология. В технологии легких бетонов нередко рекомендуется предварительно увлажнять пористые заполнители, чтобы уменьшить поглощение ими воды из бетонной смеси. 

    2.3. Характеристика используемого  сырья

    Сырьем  для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся в основном к осадочным горным.

    Для производства керамзита наиболее пригодны монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца.

    Основной  критерий пригодности глинистого сырья  для 
производства    керамзита - способность  вспучиваться  при

термической обработке  в пределах 1050-1250°С и образовывать при этом материал, имеющий ячеистое строение с плотностью в куске в пределах 200-1350 кг/м³.

     Различают     слабо-,     средне-     и    хорошовспучивающиеся

глинистые породы с коэффициентом вспучивания  соответственно до 2,5; 2,5 - 4,5 и Кв свыше 4,5; чем выше коэффициент вспучивания

сырья, тем меньше плотность керамзита, и тем более ценно это сырью для производства керамзита.

    При отсутствии хорошо- и средневспучивающих глинистых пород для производства керамзита, используемого в конструктивно-теплоизоляционных бетонах, сырьем могут служить слабовспучивающиеся глинистые породы с железистыми, органическими и другими добавками.

    Установить  ценность керамзитового сырья по какому-либо одному признаку весьма затруднительно, поэтому в большинстве случаев определяют ряд свойств: генезис, внешний вид, минералогический, химический и гранулометрический состав, огнеупорность, интервал вспучивания, содержание свободного керамзита засоренность крупнозернистыми (камневидными и карбонатными) включениями, а также структурно-механические свойства, большинство из которых оказывает прямое и притом весьма существенное влияние на основные критерии керамзитового сырья - плотность и коэффициент вспучивания.

    Физико-механические и важнейшие технологические  свойства глинистого сырья в основном определяется его вещественным, минералогическим, гранулометрическим и химическим составами.

    Вещественный  состав. По вещественному составу легкоплавкие глинистые породы делят на следующие группы. К супесям относят мелкообломочные горные породы с содержанием частиц глинистых минералов 3-10%. Супеси занимают промежуточное положение между песками и суглинками. Они непластичны, обладают слабой связующей способностью и при некоторой оптимальной влажности комкаются. Для производства керамзитового гравия они не пригодны.

    Суглинки  - тонкообломочные глинистые породы различного 
химико-минералогического состава и генетического происхождения с содержанием частиц глинистых минералов 10-30%. По ряду основных свойств они занимают промежуточное положение между глинами и суглинками. Суглинки обладают средней пластичностью и слабой связующей способностью.

     Лессовидные глины и суглинки - пылевидные глинистые породы с преобладанием частиц размером 0,05-0,001мм, от которых зависят основные свойства этих пород. Содержание карбоната кальция в лессах обычно превышает 10%. Поэтому из-за возможного оплавления и деформации при обжиге

заполнителя они в чистом виде без добавок других пород не пригодны для производства керамзита во вращающихся печах.

    Сланцы - обширная группа метаморфических пород разного состава с характерной сланцеватой текстурой, обусловленной параллельным расположением чешуйчатых и таблитчатых минералов.

    По  минералогическому составу сланцы подразделяют на глинистые, кремнистые, хлоритовые, шунгитовые и др.

    Аргиллиты- глины, затвердевшие в результате природного прессования, дегидратации, перекристаллизации и цементации.

    Основную  массу аргиллитовых пород составляют глинистые минералы - гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, хлориты с примесью кварца, полевых шпатов, слюд и т. д. Они также содержат до 50-80% кремнезема, до 20% и более глинозема и незначительное количество щелочей.

    Трепел  - высокопористая, слабо сцементированная, рыхлая, осадочная порода. Основной оксид породы – SiO2 (70-90%).

    Диатомиты - легкая, рыхлая, слабосцементированная порода, состоящая преимущественно из микроскопических кремнистых панцирей одноклеточных диатомитовых водорослей.

    Опока - осадочная кремнистая горная порода с полураковым изломом, на 90% состоящая из мелкозернистого аморфного водного кремнезема с примесями глинистых веществ, карбонатов, кварца, полевого шпата, вулканического стекла, органических остатков и др.

    Минералогический  состав. Глинистые горные породы -механическая смесь различных глинообразующих минералов и сопутствующих примесей. Мономинеральные глины в природе встречаются редко. Поэтому минеральный тип глины обычно характеризуют преобладающим в рассматриваемой породе глинообразующим минералом.

    С появлением новых методов исследования, главным образом рентгеноструктурного и термографического анализов, было установлено, что основу большинства глинистых пород составляют различные глинистые материалы, находящиеся не в аморфном, а в кристаллическом состоянии, и что именно эти минералы те или другие основные свойства глинистым породам. Наиболее распространенны минералы монтмориллонита, гидрослюд или иллита, хлорита, каолинита и вермикулита.

    

    Гранулометрический  состав. Все минералы, входящие в состав полиминеральных легкоплавких глин, можно подразделить на первичные и вторичные.

    К первичным относят минералы, входившие  в состав минеральных пород, подвергшихся выветриванию: кварц, полевые шпаты, слюды, роговые обманки, авгиты, граниты, эпидот, турмалин, рутил, циркон, апатит, кальцит, доломит, серпентин, ставролит, титанит, магнетит, бетит, ангидрит, амфиболы и многие др.

    К вторичным - минералы, образовавшиеся в процессе выветривания, переотложения  и преобразования различных пород, в первую очередь глинообразующие  минералы группы монтмориллонита, гидрослюд, гидрохлорида, вермикулита, каолинита, а также водные оксиды алюминия, оксиды и гидроксиды железа, и многие другие.

    Первичные материалы в глинах, как правило, более прочны и химически устойчивы, чем вторичные, что проявляется  в том, что первичные минералы сосредотачиваются главным образом в более крупных фракциях глинистого сырья размером более 0,001мм, тогда как вторичные минералы составляют основу самых тонкодисперсных фракций.

    Частицы крупнее 0,01мм представлены в глинах преимущественно кварцем при  незначительном содержании слюды, полевых  шпатов и некоторых других первичных минералов.

    Химический  состав легкоплавких пород обусловлен их минералогическим составом, количеством и составом примесей и так же разнообразен, как и минералогический состав.

    В легкоплавких глинистых породах, как  показали исследования, состав основных составляющих, определяемых химическим анализом, варьируется в весьма широких пределах: SiO₂ - 48-80%; А1₂O₃ - 7-27%; Fе₂O₃ и FeO - 0,5-13,5%; CaO- 0,5-20%; MgO- 0,3-12%; К₂О и Na₂О- 0,5-7,5%.

    В ряде случаев природное глинистое  сырье может быть улучшено введением добавок. Например коэффициент вспучивания

можно повысить, добавив в глину примерно 1% мазута, солярового масла и других органических веществ, железистые добавки, в частности отходы производства серной кислоты из спирта - пиритные огарки.

    Если  золы и шлаки вводятся в больших дозах, сопоставимых с расходом глинистого сырья, то получаемый керамзит обычно называют глинозольным или глиношлаковым. Чаще всего добавки вводятся в сравнительно небольших дозах, и основным сырьем для производства керамзитового гравия остаются глинистые породы.

    Для расширения температурного интервала  вспучивания используют такой прием, как опудривание сырцовых глиняных гранул порошком огнеупорной глины, мелким кварцевым песком или иным тугоплавким порошком, что позволяет  повысить температуру обжига и при этом избежать оплавление гранул.

    Химический, минералогический и гранулометрический составы легкоплавких глинистых  пород в решающей степени влияют на их вспучивание и образование  ячеистой структуры керамзита.

    Химический  состав глинистых пород оказывает значительное влияние на процесс вспучивания главным образом потому, что он обуславливает образование пиропластической массы при обжиге с оптимальной для порообразования вязкостью в пределах определенного интервала температур (50-200°).

    Однако, каким бы благоприятным не было сочетание  химических   составляющих,    создающих     необходимые

реологические условия для порообразования  размягченной массы, этого не достаточно, чтобы произошло само вспучивание.

    Химический  состав вспучивающихся глинистых пород колеблется в широких пределах. Поэтому важно установить пределы содержания каждого из компонентов и их соотношения для вспучивающегося и невспучивающегося глинистого сырья, а для сырья, обладающего различной вспучиваемостью. 
 
 
 
 
 

    

    

    3. Технологическая часть

      3.1. Обоснование принятой технологии производства

    Основное  оборудование керамзитовых предприятий  оборудование для обжига. В настоящие время наиболее распространен метод обжига керамзитового гравия в одно- и двухбарабанных вращающихся печах; кроме того, осваивается промышленное производство керамзитового гравия и песка в печах кипящего слоя.

    Достоинство вращающихся печей как аппаратов  для 
вспучивания     глинистых     пород - возможность     получать заполнителей, зерновой состав, которого в основном соответствует нормативным требованиям.

    Другое  важное достоинство вращающихся  печей состоит в том, что зерна материала в них вспучиваются в свободном объеме, не ограниченном стенками или неподвижной массой таких же зерен. Поэтому процесс может быть очень интенсивным, что позволяет получать 500 кг/м³ при коэффициенте выхода 2-3.

    К недостаткам вращающихся печей  помимо их низкой тепловой экономичности относится трудность обжига в них слабо- и средневспучивающихся глинистых пород с малым интервалом вспучивания.