СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМЗИТА И СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ДОБАВКИ В СМЕСЬ
MIXTURE FOR PRODUCING EXPANDED CLAY AND METHOD OF INCORPORATING ADDITIVE INTO MIXTURE

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к составам и способу приготовления смесей для производства керамзита.
Известны смеси для производства керамзита, включающие глинистое сырье и добавки (С.П.Онацкий, Производство керамзита, М., 1987,  с.148-165).
В качестве органической добавки может быть использовано соляровое и отработанное машинное масло, мазут и некоторые другие. В качестве неорганической добавки могут быть использованы пиритные огарки, выжженная керамзитовая пыль и другие (АС СССР №1585303, C04B 18/04, 1988.).
Наиболее близким аналогом является сырьевая смесь для изготовления керамзитового гравия, включающая, мас.%: керамзитовую пыль 1,6-3,6, органическую выгорающую добавку, в качестве которой используют отработанное моторное масло 0,2-0,4, глинистое сырье остальное (SU 1671633 А1, кл. C04B 14/12, опубл. 23.08.1991).
Недостатком данного состава является то, что в исходное сырье добавляют керамзитовую пыль из пылеосадительной камеры и в результате вспучивания керамзитовые шарики рассыпаются.
Цель изобретения - предотвратить рассыпание, растрескивание при формовании и обжиге керамзита.
Эта цель достигается тем, что в смесь для производства керамзита, включающую вспучивающуюся глину, неорганические добавки, органические добавки и воду, в качестве неорганической добавки вводится пыль с электрофильтров, полученная при очистке газов, отходящих при обжиге керамзита. Далее смесь перерабатывается по обычной технологии производства керамзита.
Исследование глинистого сырья из карьера Стойленского ГОКа и образующейся при его использовании при производстве керамзита пыли с электрофильтров (от печей обжига и сушильных барабанов) показало, что они резко различаются по структуре и практически не отличаются по химическому составу (см. таблицу).
Химический состав
Потери при прокаливании
Органика
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Глина из карьера Стойленского ГОКа
9,45
0,503
4,99
Пыль с электрофильтров
5,52
0,50
4,92
FeO
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
SO<sub>3</sub>
CaO
MgO
TiO<sub>2</sub>
K<sub>2</sub>O
Na<sub>2</sub>O
P<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
MnO
-
64,5
12,42
0,027
2,67
1,8
0,59
3,3
0,39
0,044
0,081
-
71,0
11,85
0,195
2,90
1,77
0,89
-
-
0,151
0,077
Эксперименты с добавкой пыли с фильтров в смесь для производства керамзита показали, что керамзит образуется даже при полной замене глины на пыль с электрофильтров. При содержании пыли с электрофильтров до 10% по весу показатели качества керамзита практически не меняются. При содержании пыли от 20 до 50% по весу на 19% увеличивается средняя плотность керамзита и на 20% снижается коэффициент вспучиваемости.
При дальнейшем увеличении содержания пыли с электрофильтров в смеси средняя плотность возрастает в 1,5-2 раза, а коэффициент вспучиваемости  снижается в 1,6-2,5 раза. Кроме того, керамзит хуже формуется и при обжиге растрескивается.
Таким образом, предельное содержание пыли с электрофильтров в смеси не целесообразно увеличивать более 50% по весу.
По проекту керамзитового завода пыли с электрофильтров должно быть около 2% от веса перерабатываемой глины. Длительные наблюдения показали, что при использовании, например, глин Стойленского карьера, реальное среднее содержание пыли составляет около 4%, хотя в отдельные короткие периоды оно может снижаться до 2% или повышаться до 6% и даже до 8%.
Пыль с электрофильтров является тонкодисперсным и сильно пылящим порошком, частицы которого электрически заряжены. Имеются сведения об использовании пыли с электрофильтров в качестве удобрений в сельском хозяйстве, для посыпания дорог в зимнее время, в качестве добавки при производстве силикатного кирпича, но основная ее масса смешивается с водой и попадает в отвалы, где благополучно высыхает и начинает пылить, нанося большой вред окружающей среде. Так как пыль с электрофильтров относится к IV классу опасности, то приходится вносить значительные налоговые выплаты за выброс опасных отходов. Даже небольшой керамзитовый завод, перерабатывающий в год около 100 тыс.т. глины, получает около 3-4 тыс.т. пыли с электрофильтров. При этом налоговые выплаты превышают 1,5 млн. рублей.
При использовании пыли с электрофильтров в качестве неорганической добавки к смеси для производства керамзита обеспечивается более полная утилизация вредных отходов керамзитового производства. При этом улучшается экология окружающей среды, снижается расход глинистого сырья, что позволяет, в свою очередь, увеличить объем и снизить себестоимость производимого керамзита. Так, годовая экономия только на добыче и перевозке глины с карьера на завод составит более 120 тысяч рублей в год.
Для уменьшения вреда здоровью персонала керамзитового завода предлагается способ введения пыли с электрофильтров в смесь для производства керамзита. При этом способе сухая пыль с электрофильтров загружается из бункера-накопителя электрофильтра по гибкому рукаву в работающий миксер, заполненный водой, тщательно перемешивается, подается в глинозапасник и распределяется по поверхности глины. Подача пыли с водой в глинозапасник может осуществляться по трубопроводу при помощи центробежного насоса.
Как показали эксперименты, подача воды в смеситель после загрузки пыли приводит к ряду нежелательных эффектов: увеличенная запыленность атмосферы в зоне загрузки, перегрузка привода миксера в момент включения и другие. Подача воды в процессе загрузки пыли требует специальных конструкций загрузочных устройств.
При реализации этого способа был реализован весьма эффективный вариант использования, в качестве миксера и устройства доставки пыли с водой в глинозапасник, строительного автобетоносмесителя.
Доставка глины в глинозапасник осуществляется из забоя, расположенного невдалеке Стойленского карьера, поэтому естественная влажность поступающей в течение года глины довольно стабильная и находится в диапазоне 19-21%. Довольно редко глина бывает более сухой или более влажной.
При подаче глины из запасника в глиносмеситель ее влажность должна составлять 30-50%, а это значит, что глину необходимо в глинозапаснике увлажнять.
Операцию увлажнения глины целесообразно совместить с операцией введения неорганической добавки. Опыт показывает, что если вода в миксере составляет не менее 12% от объема пыли, то пыль связывается водой и перестает пылить. Опыт также показывает, что верхняя граница содержания воды в смеси с пылью электрофильтров, при поступлении в глинозапасник более сухой глины из карьера, не должна превышать 50%.
В обычных условиях и при обычной влажности поступающей в глинозапасник глины содержание воды в миксере должно составлять 25-35% от объема пыли с электрофильтров.