Глава VII приготовление керамических масс и глазурей

§ 20. Добыча, обогащение и хранение сырьевых материалов

Добыча сырья. Способ добычи сырьевых материалов определяется технико-экономическими факторами, зависящими от вида и свойств минерального сырья, климатических условий и геологических особенностей расположения месторождения.

Разработка месторождения (карьера) включает в себя два вида работ:

- подготовительный, в который входит удаление в летнее время верхнего слоя почвы, растительности, устройство водоотводных канав и подъездных дорог к карьеру, удаление вскрышных пород (пород, закрывающих необходимое для добычи сырье) в отвал;

- добычу сырья, состоящую в извлечении его из массива, погрузке и транспортировании к месту потребления или хранения.

Добычу глин и каолинов осуществляют главным образом открытым способом, т. е. удаляют вскрышную породу и далее выбирают полезные сырьевые материалы. Добыча этим способом может быть полностью механизирована. Вскрышные породы удаляют с помощью типового оборудования по нескольким вариантам. Например, одноковшовый экскаватор — автосамосвал — бульдозер или многоковшовый экскаватор — ленточный конвейер и др. Таким же образом выбирают и транспортируют полезное сырье.

В зимнее время глину добывают, применяя различные способы утепления: укрытие фронта разработки толстым слоем утепляющего материала (торф, солома, опилки), сжигание дешевых сортов угля, торфа на поверхности разрабатываемого участка карьера, разрыхление поверхностного слоя разрабатываемого участка с последующей засыпкой слоем бурого угля и сжиганием его. В районах с суровыми климатическими условиями и при наличии большой мощности добываемого пласта используют передвижные или постоянные закрытые помещения — тепляки, оборудованные калориферами, которые обогревают закрытый участок добычи. В передвижных тепляках перекрытие из ферм смонтировано на катках и перемещается по рельсам.

При добыче плотных и прочных пород (полевой шпат, жильный кварц, доломит и др.) применяют предварительное их разрыхление буровзрывными операциями.

Обогащение сырья. Для очистки от посторонних примесей и включений применяют обогащение минерального сырья, основными методами которого являются: рудоразработка, гравитационный, классификация по крупности, флотация, электромагнитная сепарация и термическая очистка.

Рудоразработку осуществляют ручной сортировкой сырья на движущемся ленточном конвейере, при этом 1 используется различие в цвете полезных и примесных минералов и пород.

Гравитационный метод основан на различии в скорости движения частиц сырьевых материалов в жидкостях или газах под действием центробежных сил в центрифугах, аэро- и гидроциклонах, концентрационных желобах.

Классификацию по крупности производят выборочным дроблением и измельчением сырья.

Флотация основана на различии физико-химических свойств поверхности частиц разделяемых материалов; из-за сложности подбора флотирующих добавок этот метод применяют редко.

Электромагнитная сепарация основана на различной магнитной восприимчивости, диэлектрической проницаемости и электропроводности разделяемых веществ.

Термическая очистка позволяет путем нагревания сырьевых материалов удалять примеси в виде газообразных соединений (пары воды, оксиды серы, углерода, легколетучие примеси).

Каолины практически всех месторождений применяют только после обогащения, в результате чего содержание минерала каолинита увеличивается с 45% до 98...99%. Обогащение каолинов производят в местах их добычи на обогатительных комбинатах.

Из каменистых материалов (отощающие материалы, плавни) централизованно обогащается пегматит на по-мольнообогатительном комбинате. В основном же все виды каменистых материалов (кварц, доломит, полевой шпат) проходят обогащение в массозаготовительных цехах заводов (МЗЦ).

Хранение сырья. Нормативные запасы (от одного до трех месяцев работы предприятия) сырья позволяют ритмично работать производству на одной партии сырья с заранее определенными свойствами.

К качеству сырья для производства изделий художественной керамики предъявляются повышенные требования. Поэтому хранить сырье следует на складах, предотвращая его загрязнение. Чтобы сырьевые компоненты не смешивались, на складе должно быть предусмотрено такое количество отсеков, которое бы позволяло раздельно хранить каждый вид и партию сырьевых и других материалов.

Складские помещения для сырьевых материалов, где, как правило, осуществляется первичная переработка и обогащение сырья, проектируют исходя из установленных нормативов его запаса.

В склад (рис. 1), если он расположен на значительном расстоянии от места добычи, сырье доставляют рельсовым транспортом. Из саморазгружающегося вагона 1 сырье поступает по откосам в траншею и затем мостовым краном 3 загружается навалом в отсеки 2, расположенные вдоль стены склада. На противоположной стороне, ближе к массозаготовительному цеху (МЗЦ) размещается оборудование 5 по первичной переработке сырья, в которое сырьевые материалы подаются ящичным питателем 4. Далее сырье поступает в бункера для хранения в МЗЦ.

Рис. 1. Склад сырья: 1— вагон, 2 — отсеки, 3 — грейферный мостовой кран, 4 — питатель, 5 — помольное оборудование

  При небольших расстояниях от места разработки до склада сырья применяют ленточные конвейеры с шириной ленты 900, 1000 и 1200 мм. Основные преимущества конвейеров — возможность автоматизации и дистанционного управления, организация непрерывности процесса транспортирования, простота и дешевизна монтажа и эксплуатации.

Материалы, используемые в небольших количествах в качестве добавок или вспомогательного сырья (обогащенный каолин, глинозем, бура, сода, жидкое стекло, скипидар, борная кислота), поступают обычно в таре.

Сырье, затаренное в мешки, хранится на складе на поддонах высотой 1,8...2 м.

Все виды сырья, поступающие в производство, принимает и контролирует заводская лаборатория. При отсутствии складских помещений для хранения сырья не следует выгружать его на землю, так как это приводит к загрязнению и потерям сырьевых материалов. В этом случае устраивают специальные забетонированные, предварительно очищенные площадки, на которые выгружают лишь один вид сырья. Насыпать новую партию сырья поверх ранее прибывшего можно только после разрешения заводской лаборатории. Каждая партия сырья снабжается биркой с указанием номера партии, сорта и времени получения. Для учета поступления и выдачи сырья должен вестись специальный журнал.

Перед подачей на обработку из сырьевых материалов, поступивших на завод, удаляют примеси. Удаление осуществляют вручную на ленточных конвейерах, подающих материал на обработку. Например, из глины отсортировывают куски, содержащие большое количество посторонних включений или сильно запесоченные; из полевого шпата и кускового пегматита — куски с железистыми включениями и другими примесями (кварцем, слюдой). При сортировке боя (черепа) изделий удаляют шамотные и гипсовые включения, а также черепки с железистыми выплавками и т. п. Бой после сортировки и предварительного дробления до размера кусков 15...20 мм направляют для хранения в бункер.