Керамзит

Сухой способ. Технологическая схема производства керамзита по сухому способу включает следующие переделы: добычу глинистой породы на карьере; дробление камнеподобного или подсушенного глинистого сырья на крошку, сортировку крошки; обжиг крошки со вспучиванием; охлаждение керамзита; сортировку керамзита и коректировку его зернового состава, складирование и выдачу готовой продукции.  
     Сухой способ подготовки сырья и изготовления полуфабриката целесообразен при использовании однородного по составу крупноструктурного камнеподобного глинистого сырья типа сланцев и аргиллитов. Конечная цель переработки сырья по сухому способу – приготовление фракционированной глинистой крошки с предельным размером зерен до 20 – 30 мм в поперечнике путем дробления и рассева.  
     Верхний предел влажности различных глинистых пород, при которой они дробятся на крошку без предварительной сушки или подвяливания, колеблется в широких пределах и зависит главным образом от степени дисперсности и минералогического состава сырья. Обычно мелкодисперсные высокопластичные подсушенные породы хорошо дробятся при влажности до 16%, а породы средней пластичности – при влажности до 7 – 10%.

  В комплект механизмов и оборудования для приготовления полуфабриката по сухому способу входят ящичный подаватель, дробилки для первичного и вторичного дробления и сита для сортировки крошки по фракциям.

  Вторичное дробление камнеподобных глинистых  пород ведут на валково-зубчатых дробилках. Дробилки указанного типа должны обеспечивать: дробление на крошку сырья с влажностью, позволяющей разрушать породы без сколько-нибудь значительного замазывания дробилки и слеживания материала при последующем бункеровании; выход после дробления крошки с минимальным содержанием плоских и остроконечных зерен; получение зерен размером от 5 до 10—15 мм в поперечнике с минимальным выходом мелочи и пыли; самоочищение зубьев от налипания случайно попадающих кусков влажной глины; амортизацию при попадании посторонних твердых тел.

  Для сортировки крошки на фракции до 5 мм и 5— 15 мм применяют  вибросита и сита-бураты. При этом отделяются куски размером больше 15 мм в поперечнике, возвращаемые на повторное дробление. Для фракционирования глинистой крошки особенно целесообразны сита-бураты — многогранные равномерно вращающиеся грохоты — отличающиеся достаточной надежностью. Это позволяет организовать сортировку непосредственно на верхних площадках бункеров.

  Опыт показал, что мелкие фракции сырья целесообразно рассеивать на тканых и плетеных проволочных ситах вследствие их упругости и самоочищения, а средние и крупные — на листовых ситах с круглыми отверстиями. Наиболее мелкая фракция глины с влажностью 8— 12 % хорошо отсеивается через ячейки размером 2X2 м, а при влажности 15—18%—через ячейки размером 4X4 мм. Фракция 2—10 мм хорошо отсеивается на сите с отверстиями 10—12 мм, фракция 10—15 мм — 22— 25 мм.

Фракционированная крошка служит исходным полуфабрикатом  для получения  керамзитового гравия раз личных фракций и керамзитового песка. Фракция размером зерен до 5 мм используется в качестве полуфабриката для изготовления керамзитового песка и направляется в бункер для мелочи, установленный перед печами. Если предварительными испытаниями установлена слабая вспучиваемость мелочи, то эту фракцию направляют в отвал. Фракция 5—15 мм — полуфабрикат для керамзитового гравия.

  Если предварительные  испытания показывают возможность совместного обжига с равномерным вспучиванием без слипания фракций крошки с размером примерно от 5 до 15 мм, то ее сортируют на две фракции — до 5 и 5—15 мм.

  Предварительными  испытаниями выявляют целесообразность обжига других, помимо указанных, фракций.

  Обжиг крошки и мелочи глинистого сырья размерами примерно от 0,1 до 15 мм в поперечнике предполагает получение керамзита, зерновой состав которого соответствовал бы требованиям технических условий на керамзит, включая и керамзитовый песок. При этом после обжига допускается лишь корректировка зернового состава путем дробления более крупных фракций заполнителя.

  Для ритмичной  работы предприятия и возможности  работы отделения приготовления  полуфабриката в одну смену при  прерывной рабочей неделе емкость  промежуточных бункеров перед печами должна обеспечивать минимум 1,5-суточную потребность вращающейся печи в полуфабрикате.

  Питание вращающихся печей полуфабрикатом из промежуточных бункеров осуществляется при помощи наклонных элеваторов, ленточных дозаторов или тарельчатых питателей.

  Тип применяемого оборудования, а иногда и последовательность технологических операций могут варьироваться в зависимости от свойств перерабатываемого сырья.

 
     Пластический способ. Пластический способ изготовления керамзита преимущественно распространен в нашей стране. Он допускает использование широко встречающегося рыхлого глинистого сырья, корректирующих добавок и позволяет получать керамзит с различной гаммой свойств.  
     С учетом заложенных, при построении классификационной схемы, принципов возможно варьирование технологических параметров производства, дальнейшее совершенствование и разработка новых научных направлений.  
     Технологическая схема производства керамзита по пластическому способу включает следующие производственные операции: добычу глинистой породы; пластическую переработку увлажненного глинистого сырья и приготовление полуфабриката, пригодного для обжига со вспучиванием; обжиг полуфабриката в керамзит; охлаждение керамзита; сортировку и корректировку зернового состава керамзита; складирование и выдачу готового продукта. Пластический способ подготовки сырья и приготовления полуфабриката применяют при использовании увлажненных пластичных и рыхлых глинистых пород как однородного, так и неоднородного состава. При пластическом способе производства керамзита в глиняную массу могут вводиться добавки, повышающие склонность к вспучиванию исходного сырья, тогда как при сухом способе, когда полуфабрикат получают непосредственно из природной породы, это исключается.

  При переработке  по пластическому способу вспучивающиеся однородные глинистые породы гранулируются в полуфабрикат определенной формы размером 7— 15 мм в поперечнике. Более тщательной переработки такому сырью не требуется, так как оно уже самой природой гомогенизировано, и химико-минералогические составляющие в нем распределены равномерно. Это обстоятельство значительно упрощает изготовление гранулированного материала из подобного сырья.

  Таким образом, технология обработки однородных глин сводится к их грануляции на упрощенных механизмах типа дырчатых и прессующих вальцов. При этом куски материала можно направлять непосредственно во вращающуюся печь на обжиг или сначала сушить в отдельных сушильных установках. Следует, однако, иметь в виду, что однородное керамзитовое сырье встречается крайне редко. Переработка глинистых пород неоднородного состава по пластическому способу имеет целью разрушение природной структуры сырья, его гомогенизацию и изготовление полуфабриката с размером зерен в пределах примерно 7—15 мм в поперечнике, пригодного для обжига со вспучиванием во вращающихся печах.

  Механизмы и оборудование для переработки  и грануляции сырья выбирают в зависимости от склонности к вспучиванию и физико-механических свойств исходного сырья: влажности, плотности, вязкости, пластичности, однородности состава и т. д. При этом необходимо учитывать, что основная задача переработки неоднородного глинистого сырья по пластическому способу — тщательная его гомогенизация в целях разрушения природной структуры, равномерного распределения по всей массе химических и минералогических составляющих, влаги, а также твердых и жидких добавок, применяемых для интенсификации процессов образования керамзита и улучшения его качества.

Степень переработки  глинистого сырья оказывает исключительно большое влияние на качественные показатели заполнителя — его  плотность,  прочность,  водопоглощение, морозостойкость и т. д. Чем однороднее глинистая масса и равномернее распределены в ней составляющие, влага и добавки, тем интенсивнее протекают физико-химические процессы при обжиге, равномернее поризация материала, мельче образующиеся поры, ниже плотность и выше прочность керамзита, меньше разброс качественных показателей готового продукта. Опыт показывает, что улучшением переработки глинистого сырья можно достигнуть снижения плотности керамзита, получаемого из ряда неоднородных по составу, особенно трудно перерабатываемых, уплотненных, плохо размокаемых глин, в 1,5—2 раза и настолько же повысить его относительную прочность.

  Переработка глинистого сырья — мероприятие  комплексное. Она начинается еще на карьере при добыче и кончается  при  формировании гранулированного  сырца.

  Прототипом  упрощенного специального оборудования для переработки и грануляции глинистых пород по пластическому способу являются перерабатывающие и формующие дырчатые вальцы — вальцы тонкого помола с расстоянием между валками до 1 мм — и глиномешалки.

В комплект механизмов для переработки и приготовления гранулированного полуфабриката в основном входят: для неоднородного по составу пластичного, рыхлого сырья — ящичный подаватель, вальцы грубого помола, глиномешалка, кирпичеделательный пресс или дырчатые вальцы; для неоднородного вязкого пластичного сырья - ящичный  подаватель,  вальцы  грубого  помола, вальцы тонкого помола, глиномешалка, кирпичеделательный пресс или дырчатые вальцы. Если глинистое сырье из-за неоднородности состава, высокой вязкости, плотности и плохой размокаемости требует более тщательной переработки, гомогенизации, то дополнительно применяют глиномешалку или  перерабатывающие дырчатые вальцы.     

Порошковый  способ. Порошковый способ применяют при специальном технико-экономическом обосновании, поскольку он требует повышенных расходов топлива. Данный способ может оказаться эффективным при переработке отходов камнеподобных глинистых пород, применении пород с большим содержанием карбонатных включений, организации производства специальных видов заполнителей: жаростойких, кислото- и щелочестойких.

  Процесс переработки глинистого сырья по порошковому способу состоит из двух операций: грубого измельчения, которое в зависимости от прочности породы может осуществляться в щековой, валково-зубчатой дробилках или в глинорыхлителях, и тонкого измельчения в молотковых шахтных или в шаровых мельницах. Перед тонким измельчением крошку высушивают в сушильных агрегатах (сушильных барабанах, аэрожелобах и др.). При применении молотковых мельниц типа ММТ, оборудованных подтопками, операция подсушки совмещается с тонким измельчением.

Порошок крупностью менее 1 мм в дальнейшем замачивается водой в глиномешалках, специальных замачивающих шнеках. Практика показывает, что воду в порошок нужно вводить порциями в несколько последовательно установленных агрегатов (две-три глиномешалки). 
           Шликерный способ. Принципиальная технологическая схема производства керамзита по шликерному способу включает следующие производственные операции: добычу глинистого сырья, приготовление глинистого шлама (пульпы) необходимой густоты; обжиг шлама со вспучиванием на керамзит, охлаждение керамзита, сортировку и корректировку зернового состава заполнителя, складирование и выдачу готового продукта.  
     Шликерный способ целесообразно применять при использовании хорошо размокаемых и заболоченных глин с высокой склонностью к вспучиванию. При слабой и средней вспучиваемости исходное сырье обязательно подвергают обогащению эффективными добавками.  
     Ввиду высокого расхода топлива производство керамзита по шликерному способу может быть организовано только после тщательных технико-экономических обоснований.

  В данном курсовом проекте было принято решение, что керамзитовый гравий будет производиться  пластическим способом, так как будет  использоваться широко распространенное в нашей стране рыхлое неоднородное глинистое сырье. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.4. Новое в производстве изделия. 

Патент 1. Линия для производства мелкого керамзита.

Заявка 21.02.2005

Статус - действует 

Патент 2. Сырьевая смесь для производства керамзита.

Заявка 10.05.2006

Статус - действует 

Патент 3. Способ получения полуфабриката при производстве керамзита.

Заявка 04.08.2003

Статус - действует 

Патенты находятся  в Приложении 1, Приложении 2, Приложении 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.Технологическая  часть.

     2.1. Режим работы предприятия. 

     Для операций дробления, помола, сушки принимаем работу по 5-ти дневной недели в 1 смену – 252 дней (365 календарных дней – 106 выходных, 7 праздничных). Для операций обжига и транспортировки принимаем режим работы по 7-ти дневной рабочей неделе в 3 смены – 365 дней. Принимаем 8-ми часовую смену.

     Таблица 2.