История деятельности человека связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, которые вложены в земные недра при образовании и развитии нашей планеты.
Вся добыча полезных ископаемых – это разработка карьеров, шахт и бурение скважин.
Если при добыче песка или глины доля вскрышных пород незначительна, то при добыче каолиновых глин доля вскрышных пород значительно больше.
Для успешной конкурентной торговли на рынок надо поставлять качественный товар. Поэтому добывающие компании вынуждены незначительный слой кондиционного полезного ископаемого удалять вместе с вскрышными слоями в отвалы.
Как правило, над каолином находится песок, четвертичные суглинки или лессы, которые совершенно бесполезны при добычи каолина, но могут быть ценным сырьем для производства керамических строительных материалов.
Использование отвалов
Вариант 1
Наблюдая работу карьеров по добыче каолиновых или беложгущихся глин, всегда видел огромные отвалы вскрышных пород, которые состоят из вполне кондиционного сырья для строительной керамики.
Объемы этих отвалов составляют сотни и сотни тысяч тонн.
Например, для производства 10 млн. штук полнотелого кирпича в год, надо всего 47 тыс. тонн глинистого сырья.
Невольно приходит мысль о возможности использования этих отвалов для организации производства строительной керамики на месте этих отвалов.
При добыче каолиновых глин обязательно разрабатываются карьеры. Стоимость вскрышных работ закладывается в себестоимость товарной продукции, так что сырье из этих отвалов становится совершенно бесплатным, что значительно сокращает себестоимость строительных материалов, произведенных из такого сырья.
Вариант 2
Использование вскрышного слоя, в котором содержится крупнозернистый песок и каолин, для производства светложгущегося клинкера.
На практике мной были разработаны составы шихт, в которых содержание таких отходов составляло 40…70%. Этот состав успешно использовался при производстве клинкера бежевого и желтого цветов.
Вариант 3
Использование аргиллитовых отходов углеобогащения для производства полнотелого кирпича повышенной марочности.
Такой метод производства очень выгоден и с точки зрения энергосбережения, т.к. в этих отходах может содержаться до 40% топлива, так необходимого для обжига керамического кирпича.
На отходах угледобычи и углеобогащения работают некоторые кирпичные заводы в соседней Польше.
Переработка вскрышных отвалов традиционная для технологии производства строительной керамики: питатель – каскад вальцев – смеситель.
При производстве лицевой строительной керамики и керамической черепицы, каскад вальцев заканчивается валками с зазором 0,6…0,8 мм.
При производстве рядовой строительной керамики, каскад вальцев заканчивается валками с зазором 1,5…3,0 мм.
Для дробления плотных, твердых аргиллитовых пород, хорошо себя зарекомендовали шахтные молотковые мельницы с воздушной сепарацией продуктов дробления.
Дробящие и мелющие машины разрушают первичную природную структуру глинистого сырья и попутных включений.
Основным разрушающим фактором для глинистых минералов является вода, поэтому после измельчающих машин рекомендую устанавливать смеситель, для увлажнения шихты до формовочной влажности и после смесителя организовывать процесс вылеживания переработанной шихты.
Во время вылеживания вода разрушает слоистое строение глинистых минералов, что впоследствии очень важно для синтеза новых керамических соединений.
Использование отходов обработки гранитов
При обработке гранитов (резка и шлифовка) образуется гранитная крошка и гранитная пыль.
Гранитная крошка может быть использована и в производстве специальных бетонов, а вот гранитная пыль является прямым отходом, которым засоряются водоемы, овраги, а в целом наше жизненное пространство.
Гранитная крошка размером от 0,5 до 3,0 мм при формовке используется в качестве отощителя для снижения влияния свили.
При обжиге, оплавляясь, гранитная крошка принимает участие создание прочного керамического черепка.
Гранитная пыль, из-за присутствия полевых шпатов, является плавнем, снижает водопоглощение обожженных изделий и переводит эти изделия в разряд клинкерных.
При использовании гранитной крошки и пыли в технологии производства строительной керамики, можно применить сетчатый (дырчатый) сепаратор, для отделения крупных и мелких частиц, и, далее, питатель, для дозированной подачи этих компонентов в шихту.
Прямое использования вулканических стекол
При подборе в лаборатории шихты, для повышения прочности и снижения водопоглощения обожжённого черепка, вводили в шихту молотый в пыль обсидиан.
При добавлении 5% молотого обсидиана к тощим лессовым суглинкам с содержанием глинистых (по Рудковскому) 9%, прочность черепка лабораторного образца увеличивается до эквивалента марки 350…400, водопоглощение снижается с 16% до 10%.
Измельчение вулканических стекол, из-за их твердости, достаточно сложный процесс и т.к. я этим не занимался, не могу его описывать.
Из выше написанного можно сделать следующие выводы:
1) отвалы вскрышных пород являются сырьем для производства керамических строительных материалов и их использование снизит себестоимость керамических строительных материалов и сократит открытие дополнительных карьеров.
2) использование вулканических горных пород и продуктов их обработки повышают эксплуатационные свойства строительной керамики.
