Проект цеха "Обжиг" по производству керамического кирпича М 150
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ользования в качестве микроармирующего наполнителя. Но в некоторых отраслях промышленности имеет значение и химический состав волластонита, т. к. он является одновременно источником СаО и Si02. Волластонит ценится за его белизну (90-97%) химическую инертность, игольчатость (15:1-20:1) высокую температуру плавления (15400С) хорошие термоизоляционные свойства, низкую поглощаемость влаги и кислот.
Области применение волластонита довольно широки и разнообразны. Волластонит главным образом является перспективным наполнителем композиционный материалов, использующихся в ответственных отраслях промышленности: керамическая, в том числе в строительной, фарфорофаянсовой, санитарной керамики; стройиндустрии: цементная, стекольная промышленность, производство минеральной ваты, деталей машин и т.д. Основной областью применения волластонита в настоящее время является керамическая промышленность. Особый интерес представляет использование волластонита в производстве глазури, глазурной фритты, флюсов и цветных протрав (смальты) [57,58].
Следует подчеркнуть важную роль волластонита в производстве изделий строительной керамики. Добавление волластонита в качестве добавки ведет к повышению качества изделий, в первую очередь их прочности, и сокращению времени обжига, а также уменьшает количество брака при сушке и обжиге изделия. В США эта особенность материала оценена по достоинству, где более половины получаемого волластонита расходуется на изготовление кафеля.
Керамическая масса с добавкой волластонита обладает совершенно необычными свойствами. При нагревании до максимальной температуры шихта расплавляется лишь частично, не расплавившиеся остатки волластонитовых иголок создают плотный каркас, препятствующий изменению прежнего объема. Небольшая потеря объема обусловлена увеличением пор связующей глины, являющейся обязательным компонентом шихты (волластонит при плавлении и последующей кристаллизации практически не меняет объема). Последующая кристаллизация шихты при охлаждении изделия прочно скрепляет иголки между собой. Получающийся в результате керамический черепок обладает рядом свойств: во-первых, он практически сохраняет размеры, приданные ему при формовке, а, во-вторых, из-за большой пористости и "сетчатого" строения черепок, несмотря на низкую прочность, близкую к прочности фарфора, почти не бьется [59,60].
Требования к волластонитовому продукту зависят от области его применения. В керамической промышленности используется концентрат, в котором содержание волластонита должно быть не менее 80%, а примесь кальцита не должно превышать 5% [61]
Анализ источников литературы показал актуальность и необходимость применения нетрадиционных видов добавок, таких как природный цеолит и синтетический волластонит в производстве строительного кирпича. Добавки улучшат не только прочностные характеристики продукции, но и позволят экономить на процессах сушки и обжига [62].
10.2 Характеристика сырьевых материалов и методы исследования
Ввиду отсутствия местной каолинитовой глины и из-за экономической нецелесообразности разработки удаленных месторождений гидрослюдистых глинистых пород в качестве основного сырья принят лесс Шымкентского месторождения. Химический состав лесса, представленный в табл.10.2.1, отличается сравнительно высоким содержанием щелочно - земельных оксидов и железистых соединений [45].
Таблица 10.2.1 Химический состав лессовидной глины Шымкентского месторождения
Исходные данные Содержание оксидов, %SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOK2ONa2OTiO2MnO2п.п.п.Лёсс47,59,0511,55,51,624,272,87 - -11,03
В минералогическом составе было обнаружено большое количество кварца, наряду с кварцем в лессе содержатся полевые шпаты и CaCO3. Минералогический состав расiитывали на основе рентгенограммы лесса на аппарате ДРОН-3 (рис. 10.2.1).
Рис. 10.2.1 - Рентгенограмма лесса Шымкентского месторождения
По гранулометрическому составу лесс Шымкентского месторождения является низкодисперсным: содержание частиц размером менее 5 мкм 18-20%; пылеватые частицы 42-48% и пеiаные 32-37%. Из-за низкого содержания частиц, обеспечивающих формуемость массы, при формовании изделий пластическим способом наблюдается разрыв граней и трещины в глиняном брусе, что требует глубокой переработки сырья для полного разрушения первичной структуры породы со значительным разбуханием глинистых минералов при увлажнении [63].
Для обеспечения необходимого уровня спекания массы на основе лесса, в состав шихты вводили измельченную добавку природного цеолита Чанканайского месторождения (г. Алматы) и синтетического волластонита.
Цеолитсодержащая порода имеет красно-коричневый цвет, массовая доля цеолита в породе составляет 50-84%. Химический состав представлен в табл.10.2.2, цеолитсодержащая порода характеризуется высоким содержанием SiO2, сравнительно большим содержанием Al2O3 и красящим оксидом Fe2O3.
Таблица 10.2.2 Химический состав цеолитсодержащей породы Чанканайского месторождения
Исходные данные Содержание оксидов, %SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOK2ONa2OTiO2MnO2п.п.п.Цеолит6014,50,131,4 -0,660,610,70,1995
Минеральный состав цеолитсодержащей породы, по данным рентгенофазового анализа (рис. 10.2.2), представлен клиноптилолитом, кварцем и полевыми шпатами. В незначительном количестве имеются примеси глинистых минералов. При этом содержание основных компонентов породы составляет: клиноптилолита - 70-84%, кварца и полевого шпата - 24-30%, глинистых минералов - 3% [63,64].