Зависимости водопоглощения и прочности на изгиб 

     опытных материалов от давления прессования

     Рис. 

                                                                                                            Таблица  7

      Химические  составы опытных масс и расчетные 

      показатели спекаемости масс

      В этой главе также приводятся результаты проведенных опытно-производственных испытаний разработанных составов масс на действующих поточно-конвейерных линиях ОАО «ТашКСМ» и ООО «Минокор» (Бухарская обл.).   

      В серии из 7 опытно-производственных составов, испытанных на ОАО «ТашКСМ» выявлены оптимальные содержания компонентов масс, позволяющие получить производственные образцы плиток с показателями свойств, отвечающих требованиям действующих стандартов (табл.8).                                                                                     

       Таблица 8

       Шихтовые составы  опытных керамических масс (масс. %)  

         Оптимальные производственные содержания  компонентов по результатам проведенных испытаний составляют:   Ангренский вторичный каолин - 40-45 %; клинец Сергелийского КДК - 20-25 %; пегматит Койташский - 15-25 %; гальванический шлам СП «Эльга-Азия» - 10 %; плиточный бой – 10 %.

        При  влажности пресспорошка 6,5-7,0 % и давлении прессования 23-24 МПа плитки размером 200х200х7 мм после обжига при 1117^оС с выдержкой 5 мин обладали физико-механическими показателями, отвечающими или превосходящими требования ГОСТ 6141-91 и O’zSt 823-97 (табл.9).

                                                                                                               Таблица 9

Основные  показатели опытных плиток в сравнении  с O’zSt 823-97 

     Также проведены опытно-производственные испытания на ООО «Минокор» в г.Кагане (Бухарская обл.). По результатам опытно-производственных испытаний установлена оптимальная масса Б-2 состава: Ангренский вторичный каолин – 45 %; глина Каршинская – 15 %; доломит Дехканабадский – 10 %; полевой шпат Лянгарский  – 20 %; гальванический шлам СП «Эльга-Азия» - 10 %. При влажности пресспорошка 7,0 % и давлении прессования 23 МПа плитки размером 250х200х7 мм после обжига при 1132 ^оС с выдержкой 8 минут имели показатели нормируемых физико-механических свойств, отвечающие требованиям O’zS t 823-97.

         На примере ООО «Минокор» рассчитана экономия в результате замены части используемого в плиточной шихте Лянгарского полевого шпата на гальванический шлам, вводимый в оптимальном количестве 10 %. При этом расчетная ожидаемая годовая экономическая эффективность от внедрения разработки в производство при проектной мощности предприятия 360 тыс.м²/год составит более 22 млн. сум.  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ   

      На  основании проведенных теоретических  и экспериментальных исследований в работе решены актуальные научно-технические задачи по производству керамических плиток с использованием гальванического шлама и сформулированы следующие основные выводы:

     1. Изучены вещественные составы и физико-химические характеристики гальванических шламов предприятий г.Ташкента – ГАО «ТАПОиЧ», СП «Эльга-Азия» и ОАО «Алгоритм». Установлено, что основными минеральными фазами гальванических шламов, являются карбонат и сульфат кальция, кварц, соли алюминия, железа, хрома цинка, кадмия, меди и др. Обоснована возможность их использования в качестве плавнеобразующего компонента в сочетании с другими плавнеобразователями в быстроспекающихся массах керамических плиток.

     2. Изучены технологические свойства и физико-химические процессы при спекании опытных трехкомпонентных масс с использованием гальванического шлама СП «Эльга-Азия» на основе Ангренского серого вторичного каолина с раздельным использованием в них местных плавнеобразующих компонентов – пегматита Койташского месторождения, клинца Сергелийского КДК.

     Оптимальные лабораторные составы масс характеризуются  числом пластичности по Аттербергу 10,7 – 14,6; воздушной усадкой 2,34-3,20 %; чувствительностью  к сушке по Чижевскому 91-144 сек. Образцы этих составов, обожженные при температуре 1100^оС с выдержкой 15 минут, имели водопоглощение в пределах 14,8-15,9 %; общую усадку 3,38-5,95 % и прочность на изгиб 15,11-18,21 МПа.

     Наилучшими  показателями свойств обладают трехкомпонентные массы с использованием клинца Сергелийского КДК.

     3. Разработаны оптимальные составы четырехкомпонентных масс облицовочных плиток для скоростного обжига, включающие: 40-45 % Ангренского вторичного каолина; 25-30 % клинца Сергелийского КДК; 20-25 % Койташского пегматита; 10 % гальванического шлама СП «Эльга-Азия». В результате изучения влияния условий прессования на показатели свойств опытных образцов 7 составов установлено, что оптимальное давление прессования находится  в пределах 20-25 МПа при влажности пресспорошка 6,3-7,2 % и оптимальном гранулометрическом составе:  > 1 мм – 7,4-9,2 %;  1,0-0,5 мм – 26,0-28,6 %; 0,5-0,2 мм – 57,5-59,4 %;  <0,2 мм 4,2 – 7,5 %.

     4. Изучены процессы фазообразования при спекании трех-  и четырехкомпонентных масс. По мере повышения температуры до 1120^оС фиксируется новообразованный минерал анортит в массах с высоким содержанием клинца. Раннему началу образования жидкой фазы способствует высокое содержание пегматита. Возникающий полевошпатовый расплав обогащается катионами модификаторами – Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ и др. образующимися при термическом разложении сульфатных и карбонатных солей гальваничесого шлама. Данные катионы, находясь в активном реакционноспособном состоянии, реагируют с активными аморфными продуктами термического разложения каолинита с образованием эвтектических расплавов и фазы новообразованного анортита.

     5. Проанализированы известные расчетные  критерии спекаемости масс к  исследованным  составам для  скоростного обжига плиток на  конвейерных линиях. Установлено,  что необходимая степень спекания  масс с содержанием Ангренского серого каолина 40-45 %    наблюдается    при отношениях SiO_{2 cвобод.} : ∑_{плавней} ≤1  и RO:R₂O  ≥2.  Это указывает на активную роль разлагающегося гальванического шлама в процессе образования жидкой фазы и на процесс спекания в целом.

     Выявлено, что максимальное количество гальванического шлама, вводимого в плиточные массы, составляет 10%, дальнейшее увеличение ведет к сокращению интервала спекания.

     6. Проведены опытно-экспериментальные исследования по прессованию и спеканию образцов опытных плиток оптимальных составов на производственной конвейерной линии ОАО «ТашКСМ». Приемлемые показатели физико-механических свойств установлены для составов с содержанием шлама СП «Эльга-Азия» 10 % при совместном использовании клинца и пегматита -  водопоглощение 15,3-15,9 %; прочность на изгиб 16,67-17,94 МПа.