Кварцевые отходы

Кварцевые отходы являются побочным продуктом технологического процесса обработки кварцевого сырья.

Экспериментальные данные показывают, что кажущаяся пористость сырца находится в зависимости от зернового состава - чем меньше размеры частиц вводимых кварцевых отходов, тем больше пористость. Влияние зернового состава на пористость сырца связано с плотностью упаковки зерен, приобретаемой при прессовании. Обычно максимальное уплотнение сырца обеспечивается при большом количестве мелких и крупных зерен.

При применении кварцевых отходов целесообразно в качестве второго компонента шихты использовать чистые кварцевые мелкозернистые пески, часть которых необходимо вводить в тонкомолотом виде. Если вводить в шихту 50 % крупных кварцевых отходов, 15 % мелкозернистого песка (- 99 % SiO2) и 35 % его же в тонком помоле, добавляя при этом 0 5 % СаО 1 5 % FeO, то после обжига при 1410 - 1420 с выдержкой в течение - 50 час.

Опыты показали, что прочность ячеистых образцов из смесей, обработанных в дезинтеграторе, с повышением активности смеси резко увеличивается лишь до определенного предела, затем либо остается без изменений, либо увеличивается очень незначительно. При равной активности смеси прочность ячеистого материала увеличивается тем значительнее, чем больше его объемный вес и тоньше помол кварцевых отходов.

Приведены результаты, исследования свойств газосиликатного материала с различным объемным весом, изготовленного на основе железистых кварцевых отходов горнообогатительного комбината и доломитовой извести. Установлено, что по физико-механическим и физическим свойствам (прочности при сжатии и изгибе, объемному весу, водопоглощению, сорбцион-ному увлажнению, линейным деформациям, теплопроводности, атмосфере-стойкости и морозостойкости) полученный ячеистый материал удовлетворяет требованиям технических условий. Показано, что ячеистый материал с объемным весом 800 - 1200 кг / м3 на основе кварцевых отходов и доломитовой извести является достаточно атмосферостойким стеновым материалом.

Доказана зависимость содержания новообразований в образцах от активности исходной смеси при разной дисперсности в ней кварцевых отходов и разных способах приготовления сырьевых смесей.

Характер промышленного использования кремнезема (кварца) обуславливается его физико-химическими особенностями: высокой огнеупорностью и стойкостью к воздействию большинства кислот и щелочей, способностью образовывать стойкие, диэлектрические, прозрачные стекла, а также различные эвтектики и химические соединения, обладающие ценными техническими свойствами. Практически все семейство минералов кремнезема используется в промышленности, науке и технике. Области его применения определяются вещественным составом, структурой, физико-механическими свойствами и обогатимостью сырья

В связи с резким удорожанием энергоресурсов в последние годы возросли требования к теплозащите промышленных и гражданских зданий. В то же время, большинство уже построенных зданий не отвечают современным требованиям по теплозащите. Повышенные теплопотери через ограждающие конструкции приводят не только к экономическому ущербу, но и к тепловому загрязнению окружающей среды, к увеличению выброса «парниковых» газов. В этой связи актуальной задачей является разработка эффективного ограждающего материала, который мог бы использоваться как при новом строительстве.

Для комплексного изучения и оценки использования кварцевых отходов необходимо иметь ясное представление об основных технических требованиях к кварцевому сырью различного назначения. В современной минералогии кварц как минерал занимает ведущее место, но в свою очередь полезные свойства зависят от генетического типа месторождения, разработанной технологии, области применения, что и представляет кварц как полезное ископаемое.

Существует большое количество природных разновидностей высококремнеземистого сырья, которые отличаются генетическими особенностями, структурно-текстурными и химическими характеристиками, что в свою очередь определяет технологичность сырья и возможность его комплексного использования.

Целью работы является вовлечение в сферу строительства Ханты-Мансийского автономного округа – Югры отходов кварцевой промышленности, путём разработки новых технологий его переработки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд конкретных задач:

1. Изучить физико-химические свойства кварца нескольких месторождений округа. Исследовать зависимость между свойствами кварца и показателями качества ячеистого бетона, получаемого на его основе; сделать вывод о механизме формирования состава и строения бетона под влиянием комплексного воздействия на исходные материалы.

2. Изучить влияние температуры, давления, продолжительности реакционного превращения, соотношения исходных компонентов на химический состав и строение ячеистого бтона бетона различного назначения.

3. Проанализировать существующие технологии переработки и обогащения кварца и предложить наиболее экологически безопасную технологию производства ячеистого бетона с заданными эксплуатационными свойствами.

4. Установить закономерности формирования структуры ячеистого бетона по предложенной технологии и методы её регулирования.

5. Разработать технологический регламент по производству изделий из ячеситого бетона на основе кварцевых отходов округа. Дать экономическое обоснование целесообразности применения данного способа производства.

6. Предложить и экономически обосновать технологию применения ячеистых бетонов на основе кварцевого сырья в современном домостроении.

7. Создать экспериментальное производство по выпуску опытных партий строительных материалов с применением кварцевых отходов.

Научная новизна. Научная новизна исследований, которые будут проведены, заключается в следующем:

- будут проведены всесторонние исследования возможности использования в качестве минеральной составляющей бетона кварцевых отходов;

- будут выявлены закономерности формирования структуры бетонов в зависимости от природы, состава всех его компонентов и методов их активации, которые предопределят оптимальные технологические параметры производства строительного материала с заданными параметрами;

- будут изучены основные физико-химические свойства бетонов различного состава и различною назначения.

В изучении закономерностей изменения структурно-механических свойств бетона будут определены наиболее существенные факторы. Среди которых необходимо выделить: природу минерального компонента, соотношение компонентов, режимы обработки и обогащения. Именно эти три фактора будут определять эксплуатационные свойства конечною продукта.

Основными требованиями, предъявляемыми к проектируемому бетону как строительному материалу являются:

- повышение теплоизоляционных свойств ячеистого бетона;

- снижение расхода высокомарочного цемента без отрицательных последствий для качества выпускаемой продукции;

- минимальная равновесная и начальная влажность.

В процессе проведенной научно-исследовательской paботы по проекту будут:

проанализированы:

- существующие технологии переработки и обогащения кварцевых отходов и предложена наиболее экологически безопасная и экономически целесообразная технология производства ячеистых бетонов с заданными свойствами;

получены:

- новый класс ячеистых бетонов с улучшенными теплоизоляционными свойствами;

- новые данные о химическом составе кварца природных месторождений автономного округа, о механизме физико-химических превращений различных по составу бетонных смесей как в условиях обработки, так и в процессе формирования структуры смеси;

- исходные данные для разработки и изготовления укрупнённой опытной установки;

установлены:

- закономерности формирования структуры бетонной смеси по предложенной технологии и методы её регулирования;

исследованы:

- закономерности формирования структуры бетонной смеси ячеистых бетонов, которые предопределяют оптимальные технологические параметры производства строительных материалов;

- основные физические, химические и механические свойства ячеистых бетонов различного состава и различного назначения;

разработаны:

- технологический регламент по производству ячеистых бетонов на основе мелкодисперсных песков и технология его использования;

дано:

- экономическое обоснование целесообразности использования предлагаемой технологии.

Следует отметить особую социальную значимость реализации результатов настоящего проекта. Конечная цель настоящего проекта предполагает получение исходных данных для создания новой технологии, которая будет инициировать создание малых предприятий по получению строительных материалов из доступного местного сырья, что не только приблизит к решению жилищной проблемы в округе, но и создаст реальную возможность повышения занятости в округе.

Результаты работы будут использованы для отработки технологических параметров производства строительных материалов с заданными свойствами и последующей организацией малых предприятий по их производству.

Экономическая целесообразность проведении работ он проекту и последующая организации производства строительных материалов на основе местного сырья определяется:

- доступностью исходного сырья - наличие собственной сырьевой базы в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре.

- в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре имеются свои компоненты - сырье, газ, электроэнергия, что сможет существенно сократить затраты.

Исходя из сказанного выше, планируемое производство особо чистых кварцевых концентратов в Ханты-Мансийском автономном

округе - Югре может послужить зародышем развития различных отраслей промышленности. из чистого кварца и его отходов.

Д.т.н., Профессор кафедры «Строительство» А.Ф.Косач

Поиск по сайту: