Исследование возможности утилизации шамотной пыли в производстве строительной плитки

Бабина Т.М., Беломеря Н.И., Мнускина В.В.

В производстве огнеупоров одним из факторов отрицательного воздействия на окружающую среду является шамотная пыль. Только одна вращающаяся печь Велико-Анадольского огнеупорного комбината ежегодно "производит" в среднем около 13800 тонн шамотной пыли. Поскольку шамотная пыль может выступать в качестве ценного сырья, многие исследователи делали попытки найти способы ее использования в различных технологиях.

Шамотная пыль, улавливаемая системой пылеочистки, представляет собой смесь в различной степени обожженных глинитых частиц. Дисперсный состав пыли шамотного производства зависит от технологического процесса, типа и размера печи, химического и зернового состава сырья. Грубые частицы шамотной пыли являются продуктом механического уноса сырьевой смеси. Более тонкие фракции пыли образуются в результате уноса газовым потокомобжигаемого материала из активной зоны печи.

Шамотная пыль Велико-Анадольского огнеупорного комбината, получаемая при обжиге каолина Владимирского месторождения, представляет собой тонкодисперсный порошок с неполностью удаленной гидратной влагой, следовательно, может использоваться в качестве заменителя глин в массах для изготовления керамических плиток.

Основным сырьем в производстве керамических плиток в условиях Славянского керамического комбината являются высококачественные пластичные, низкоспекающиеся тугоплавкие глины, обладающиевысокой связующей способностью. С целью уменьшения усадки плиток при однократном обжиге уменьшают содержание глинистых компонентов в массах, увеличивая содержание обожженного каолина и шамота из боя обожженных плиток. Добавки обожженного каолина и шамота увеличивают в фазовом составе черепка количество муллитовой сосавляющей, что повышает его прочность. Таким образом, существует теоретическое обоснование возможности частичной замены глинистой составляющей масс шамотной пылью.

В настоящей работе были проведены исследования, целью которых являлось изучение возможности полной или частичной замены глин Никифоровского и Николаевского месторождений, входящих в состав масс для изготовления облицовочных, фасадных и метлахских плиток, продуктами пылеулавливания производства шамота. В ходе предварительных исследований определены свойства шамотной пыли, характеризующие ее как глинистый материал. Полученные характеристики позволили теоретически обосновать возможность использования шамотной пыли в строительной керамике.

На образцах указанных видов плиток, содержащих в разных количествах исследуемый продукт и обожженных при температуре 1000, 1025 и 1050 градусов С, были определены сооветствующие регламентируемые характеристики: водопоглощение, морозостойкость, огневая осадка, истираемость. Анализ результатов определения водопоглощения показал, что с увеличением содержания шамотной пыли водопоглощение образцов всех видов плиток увеличивается и для его снижения необходимы более высокие температуры обжига. Требуемыми значениями водопоглощения характеризуются образцы, в которых шамотной пылью заменено 20-50% глины. Оптимальная температура обжига образцов всех видов плиток данных составов равна 1050 градусов С.

Введение в состав образцов фасадных плиток более 50% шамотной пыли понижает их морозостойкость. Морозостойкими являются образцы фасадных плиток, обожженные при температуре 1050 градусов С, в которых пыль содержится в количестве 20-50%.

Определение величины линейной огневой усадки образцов облицовочных, фасадных и метлахских плиток показало, что шамотная пыль понижает усадку всех образцов плиток. Величина истираемости образцов метлахских плиток, содержащих в своем составе продукты пылеулавливания, отвечает предъявляемым требованиям, то есть не превышает 0,1-0,25 г/см2.

Таким образом, разработанные составы масс плиток для внутренней и наружной облицовки стен и устройства полов с применением в качестве заменителя глинистого сырья шамотной пыли, позволяют получить керамический черепок со свойствами, удовлетворяющими предъявляемым требованиям.

Кроме этого, следует отметить улучшение внешнего вида черепка плиток, содержащих шамотную пыль.

Для понижения температур обжига образцов трех видов плиток в состав масс было введено дополнительное количество плавней (5,10 и 15% сверх 100%). Исследование свойств образцов плиток с повышенным содержанием плавней позволило определить, что при увеличении количества плавней на 15% температура обжига облицовочных плиток снижается на 50 градусов С, фасадных - на 75 градусов С и метлахских - на 75 градусов С.

Обобщая результаты проведенных исследований необходимо отметить, что существует реальная возможность использования продуктов пылеулавливания производства шамота для изготовления керамических плиток.