Вскрышные породы – как сырье для производства строительной керамики

Кристаллические сланцы – плотная (2,69-2,73г/см³, прочная R_сж=200 МПа порода, представленная разновидностями кварц-биотитовых сланцев, а высокоглиноземистая вскрышная порода каолинит-гидрослюдистого состава, низкопластичная (пластичность 6-7) состоит в основном из каолинита, гидрослюды и гематита.

Использование кристаллических сланцев в керамических смесях на основе легкоплавких глин приводит к уменьшению формовочной влажности смеси до 2-3,5% и снижению усадки и чувствительности глины к сушке. Обжиг при t=950-1050⁰ показал, что изделие из разработанных составов имеют прочность на 45-50% выше, чем исходные, и дают возможность получить кирпич с маркой 150-200.

Введение в керамические смеси кристаллических сланцев дает возможность производить керамические канализационные трубы.

Для производства керамических плиток на основе легкоплавких глин для повышения содержания в составе смеси Al₂O₃ расширения температурного интервала спекания и уменьшения деформации при обжиге вместо дефицитных компонентов (каолина, огнеупорной глины) вводят высокоглиноземистую вскрышную породу.

Используя такую добавку удалось получить фасадные керамические плитки при t=1050⁰С.

Экструзионный асбестоцемент

с использованием отходов обогащения

Горно-обогатительные комбинаты ежегодно сбрасывают в отвалы отходы обогащения железной руды, которые могут быть использованы в производстве экструзионного асбестоцемента.

В отходах содержится до 65% кварца и недоизвлеченные рудные минералы магнетит и соединения железа.

Их вводили в асбестоцементную массу в количестве от 0-50%. Физико-механические испытания после автоклавной обработки по режиму 2+8+2 час. при давлении 0,8 МПа, показали, что образцы, содержащие оптимальное количество отходов обогащения, имели прочность на 20%выше, чем контрольные. Это является результатом активации кварца и других компонентов отходов при автоклавной обработке.

Рентгенофазовый анализ показал, что при введении этих добавок увеличивается и степень гидратации портландцемента. Продукты твердения представлены в основном низкоосновными гидросиликатами кальция типа CSH.

В повышении прочностных показателей имеет значение также и отсутствие среди новообразований гидросиликатов типа С₂S, понижающих прочность вследствие пластинчатого строения.

Были изготовлены методом экструзии подоконные доски с использованием отходов обогащения с применением автоклавной обработки.

Использование известняковых пород,

добываемых со сланцем

Горючие сланцы – это ценное сырье, содержащее органические вещества, поэтому их можно использовать не только как топливо и материал для химической промышленности, но и как комплексное сырье, минеральная часть которого, может быть использована в строительстве.

Технологическая схема обогащения предусматривает: после предварительного отсева на колосниковых грохотах со щелью 300 мм горная масса крупностью 1000-1200 мм поступает в барабанную дробилку, где сланец и частично порода дробятся и направляются на перегрузочный пункт.

Порода – известняки – отходы - отмываются от магнетита и обезвоживается на резонансных грохотах. Прослойки известняков являются низкокарбонатным сырьем и в основном характеризуются содержанием окиси кальция 44,8-47,7%.

В результате обогащения горной массы на обогатительной фабрике в известняках – отходах происходит увеличение содержания горючих веществ и летучих по сравнению с прослоями известняков.

Известняки удовлетворяют требованиям предъявляемым к сырьевым материалам для цементной промышленности и могут быть использованы для приготовления портландцементной шихты.

Другим потребителем известняка может быть строительная промышленность, которая успешно использует известняковый щебень, пригодный в качестве сырья для тяжелых бетонов М400. Фракции известняка 0-20мм могут использоваться в качестве сырья для производства строительной извести и заполнителя асфальтобетона.

При производстве щебня образуется большое количество высевок карбонатных пород, которые могут стать заменителем цемента при укреплении основания дорог.

Обоженные высевки могут быть использованы в конструктивных слоях в качестве самостоятельного материала или в составе смесей с инертными каменными материалами, из фракции известняка 0-20 мм можно производить известняковую муку.

Применение карбидной извести и карбонатных

отходов

На содовых, целлюлозно-бумажных, азотно-туковых предприятиях скапливаются в виде отходов карбонаты кальция ( СаСО₃ ).

Карбидная известь применяется для получения известково-кремнеземистых вяжущих и на их основе автоклавных материалов. В качестве кремнеземистых компонентов используются полевошпатовые пески, горелые шахтные породы, вскрышные породы, отвальные доменные шлаки и отходы обогащения руд.

Совместный помол карбидной извести с песком приводит к повышению активности смеси в 2-2,5 раза. Предел прочности при сжатии изделий на карбидной извести после запаривания достигает 25 МПа.

Автоклавные силикатные изделия, приготовленные с применением известьсодержащих промышленных отходов можно применять в конструкциях, соприкасающихся с минерализованными водами (после ТВО - нестойкие)

Одним из промышленных направлений использования этих ресурсов является получение известково-белитового вяжущего и силикатного кирпича марок 125-200 с морозостойкостью 25циклов на его основе и производство строительных растворов, плотных автоклавных бетонов марой 150-300, газобетонов плотностью 300-800 кг/м3 и керамзитобетонов марок 35-50. Отходы содового производства используются для получения наполнителя асфальтобетонных смесей, линолеума, поливинилхлоридной плитки и тампонажных материалов.