Керамический кирпич на основе композиции полиминеральной глины и никелевого шлака тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ильина Анастасия Алексеевна

• Ильина Анастасия Алексеевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Ильина Анастасия Алексеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ В ИХ СОСТАВЕ

1.1 Производство керамического кирпича в Оренбургской области

1.2 Глинистое сырье Оренбургской области

1.3 Вопросы утилизации шлаков цветной металлургии

1.4 Современные решения утилизации отходов в производстве кирпича

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА

СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Методы оценки структуры и свойств исходных материалов

2.2 Глинистое сырье

2.2.1 Составы алюмосиликатного сырья

2.2.2 Технологические свойства глины

2.3 Шлаки цветной металлургии

2.4 Выводы по главе

3.1 Метод математического планирования эксперимента свойств керамического кирпича с добавкой никелевого шлака (двухфакторный эксперимент)

3.2 Метод математического планирования эксперимента в исследовании свойств керамического кирпича с никелевыми шлаками (трехфакторный эксперимент)

3.3 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ НИКЕЛЕВЫХ ШЛАКОВ И

ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЖИГА НА СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

4.1 Оценка коэффициента конструктивного качества для разработанных составов

4.2 Исследование порового пространства керамических изделий опытных составов

4.3 Фазовые превращения в образцах опытного состава при разных температурах

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

5.1 Оценка технико-экономической эффективности применения никелевого

шлака

5.3 Стоимость оборудования, транспортных средств, амортизационных отчислений и расчет численности фонда заработной платы

5.4 Экономическая эффективность производства керамического кирпича ОС с учетом диверсификации природоохранных мероприятий

5.5 Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение И

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Керамический кирпич на основе композиции полиминеральной глины и никелевого шлака»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Индустриализация промышленного комплекса определяет активное вовлечение в производственные процессы невозобновляемых ресурсов, что неизбежно связано с образованием миллионов тонн отходов промышленности, выбросами углекислого газа в атмосферу и может привести к экологической катастрофе. В связи с этим на смену нерационального природопользования постепенно приходят технологии повторного включения отработанного сырья - технологии рециклинга. Природные ресурсы, которые использует для своей жизнедеятельности человек: нефть, газ и другие полезные ископаемые, в том числе и глины, ограничены. На территории Российской Федерации разведаны существенные запасы глин. Однако, в ряде случаев, минералогический и химический составы извлеченных на поверхность глин, их технологические свойства не обеспечивают применение их в чистом виде в производстве строительных материалов. С целью сохранения добываемых природных ресурсов, политика государства направлена на разработку и внедрение технологий, обеспечивающих повторное использование различного сырья, а также на утилизацию отходов. Согласно проведенному анализу выявлено, что во многих субъектах Российской Федерации, включая Оренбургскую область, отсутствует качественное местное глинистое сырье, которое пригодно для производства керамического кирпича. Необходимым условием для получения качественной шихты является включение в ее состав корректирующих добавок. Потребность в многостадийной подготовке глинистого сырья, сложность сушки, формования и другие факторы определяют необходимость разработки технологий производства керамического кирпича с учетом особенностей местных алюмосиликатных пород.

В тоже время в Оренбуржье, как и в других промышленных регионах РФ, накоплены и продолжают складироваться в большом количестве отходы горнометаллургической комплексов (ГМК).

Применение отходов в различных отраслях промышленного комплекса, путем их утилизации, в том числе в производство строительных материалов, направлено на решение экономических, социальных и экологических проблем: совершенствуются технологии, снижается стоимость сырья и готовых изделий, создаются дополнительные рабочие места, производится расчистка используемых под отвалы территорий, а самое главное, снижается потребность в разработке недр и добыче первичных минерально-сырьевых ресурсов. Вследствие замены в сырьевой шихте части глинистого компонента вводом добавок на основе отходов ГМК (шлаков цветной металлургии, отходов угольной промышленности), появляется возможность производить изделия с улучшенными физико-механическими свойствами. При этом, с целью снижения затрат на разработку новых месторождений, представляет интерес использование глин, которые относятся к группе побочных продуктов добычи ранее разработанных месторождений других горных пород, например, магнезитов, угля и др.

Таким образом, решение научно-технической задачи по разработке керамического кирпича с улучшенными функциональными свойствами на основе местных глин и никелевого шлака является весьма актуальным.

Степень разработанности темы исследования. Теоретические основы классической технологии получения стеновой керамики отражены в трудах

A.И. Августинника, П.И. Боженова, П.П. Будникова, Г.И. Книгиной, И.И. Мороз и др. Работы отечественных и зарубежных ученых: В.З. Абдрахимова,

B.Д. Котляра, Л.Л. Масленниковой, В.В. Прокофьевой, А.М. Салахова, А.Ю. Столбоушкина, Н.Г. Чумаченко, L. Welington, С. Zhanga, Q. Wu и др., которые посвящены использованию в качестве составной части сырьевой шихты, разработанной для производства стеновых керамических материалов, отходов промышленности: медно-никелевых, феррохромных, гранулированных доменных шлаков, хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд, хвостов обогащения медно-никелевых руд, хвостов обогащения железистых кварцитов

и пр. В работе И.В. Глибиной предложено использование никелевых шлаков в производстве изделий строительной керамики.

Объект исследования - керамический кирпич на основе композиции глины - попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака - техногенного отхода.

Предмет исследования - процессы, определяющие фазо- и структурообразование керамического кирпича с улучшенными функциональными свойствам.

Цель диссертационной работы разработка оптимального состава и технологии производства керамического кирпича методом пластического формовании с повышенной прочностью и морозостойкостью на основе глины -попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака -техногенного отхода.

Для достижения поставленной цели были сформированы задачи исследования:

- научно обосновать применение в качестве сырья для производства керамического кирпича глины в виде попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака - техногенного отхода на примере месторождений Оренбургской области;

- установить закономерности влияния степени дисперсности сырья и содержания в двухкомпонентной системе попутно-добываемой глины и никелевого шлака на изменение физико-механических свойств керамического кирпича;

- разработать с применением методов математического анализа оптимальный состав сырьевой шихты на основе композиции попутно-добываемой глины и никелевого шлака и технологию, обеспечивающую производство керамического кирпича, свойства которого соответствуют требованиям ГОСТ 530-2012;

- исследовать влияние основных рецептурно-технологических факторов на процессы фазо- и структурообразования керамического камня;

- обосновать технико-экономическую эффективность производства керамического кирпича, разработанного оптимального состава из композиции попутно-извлекаемой из недр при добыче магнезита глины и техногенного продукта - никелевого шлака;

- апробировать результаты исследований в производственных условиях и разработать практические рекомендации производства керамического кирпича на основе композиции глины - попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака - техногенного отхода.

Научная новизна работы.

Обоснованы и экспериментально подтверждены оптимальный состав и технология производства керамического кирпича методом пластического формования марки по прочности М200, марки по морозостойкости F150 на основе композиции техногенных продуктов: глины - попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака, в том числе:

1. Установлена эффективность влияния механоактивации никелевого шлака при тонкости помола от 0,1 до 0,0315 мм на повышение предела прочности при сжатии готового изделия на 5-7 % вследствие интенсивного образования стеклофазы при температуре 1000 °С, частичной аморфизации кристаллов кварца и его взаимодействии с частицами шлака.

2. Выявлено, что увеличение содержания механоактивированного никелевого шлака в шихте при одной и той же температуре определяет: рост в структуре керамического черепка объема образующейся стеклофазы на 17-19 %, в том числе аморфной фазы анортитоподобных соединений на 12-14 %; образование твердых растворов сложного состава с волластонитовой структурой при температуре 1050 °С и соединений сложнопеременного состава типа инвар.

3. Определено образование из расплава при температуре 1050 °С твердых растворов сложного состава с волластонитовой структурой в виде тонкоигольчатых образований, которые частично заполняют поры размером

более 0,1 мкм, уменьшая количество опасных пор на 47 %, обеспечивая морозостойкость готового изделия F150.

Теоретическая значимость работы. Дополнены теоретические представления о процессах структурообразования керамических масс при использовании композиции полиминеральной глины и никелевого шлака, что обеспечивает требуемые технологические характеристики формовочной смеси и эксплуатационные характеристики керамического кирпича, получаемого по разработанной технологии.

Предложен способ механоактивации, определяющий изменение тонкости помола сырья и условия направленного фазообразования в керамическом черепке, обеспечивающие частичную аморфизацию кристаллов кварца, формирование стеклофазы в при температуре 1000 °С, анортитоподобных кристаллов, твердых растворов сложного состава с волластонитовой структурой, соединений сложнопеременного состава типа инвар, что в совокупности обуславливает формирование физико-механических характеристик керамического кирпича в соответствии с требованиями ГОСТ 530-2012.

Практическая значимость диссертационного исследования:

1. Выявлено влияние частиц никелевого шлака, дисперсностью не более 0,1 мм, на реологические параметры глиномассы: снижение числа пластичности с 27 до 15 при вводе никелевого шлака соответственно в количестве от 5 до 40 %; уменьшение формовочной влажности соответственно с 35 до 22 %. Снижение коэффициента чувствительности к сушке и воздушной линейной усадки изделия-сырца от 30 до 10 % в сравнении с показателями массы из чистой глины.

2. Повышение количества шлака от 5 до 40 % определяет уменьшение опасных пор и увеличение резервных пор, которые не способны удерживать воду и при прекращении контакта с водой освобождаются от нее, обуславливая рост морозостойкости от F50 до F75 при температуре обжига 900 °С; от F100 до F150 при температуре обжига 1050 °С.

3. Разработан технологический регламент производства керамического кирпича на основе патентозащищенного состава, включающего глину -попутно-извлекаемый продукт при добыче магнезита в количестве 60 % и никелевый шлак - 40 %. Эффективность полученных результатов подтверждена выпуском партии керамического кирпича пластического формования разработанного состава в количестве 2,5 тыс. шт. на кирпичном заводе ООО «ЭКОНОМИЯ», Оренбургская область.

4. Установлена зависимость цветовой палитры керамического кирпича от комбинации параметров: температура обжига (900 - 1100 °С), количество шлака в шихте (5 - 50 %), вид материала мелющих тел (уралитовые/металлические), что обеспечивает производство облицовочного керамического кирпича, советующего требованиям ГОСТ 530-2012 следующих цветов: RAL 2002, RAL 3005, RAL 3009 и др.

5. Расчет материального баланса производства кирпича оптимального состава при мощности завода 10 млн шт. кирпича в год доказывает экономию невозобновляемого ресурса - глины на 3194,33 т/год. Утилизация отхода цветной металлургии - никелевого шлака составит 25324,50 т/год (0,7% от общего запаса отходов Южно-Уральского Никелевого комбината), обеспечивая балансодержателю шлакоотвалов экономическую выгоду в объеме 14261,4 тыс. руб. Себестоимость керамического кирпича по разработанным рецептуре и технологии производства составляет 7,38 руб., рыночная стоимость - 18,45 руб., что ниже среднерыночной цены керамического кирпича по Приволжскому федеральному округу (22,8 руб.) на 19%.

Методология и методы исследования. Методологической основой проведенных исследований являются работы российских и зарубежных ученых в области фазо- и структурообразования и свойств керамического черепка. Исследования проводились с применением действующих национальных стандартов, математического планирования экспериментов, стандартных (петрографический, химический, метод ртутной порометрии) и современных

методов - рентгенофазовый, дифференциально-термический, электронной микроскопии и др.

Положения, выносимые на защиту:

1. Особенности состава и свойств глины - попутно-извлекаемого продукта при добыче магнезита и никелевого шлака - техногенного отхода и возможность их применения в качестве сырья для производства керамического кирпича.

2. Влияние никелевого шлака на основные технологические и физико -механические свойства, а также поровую структуру синтезированного керамического материала.

3. Выявленные закономерности химико-минералогических преобразований и формирования фазового состава керамического черепка.

4. Разработанные оптимальный состав и технологические принципы производства керамического кирпича.

5. Результаты опытно-промышленной апробации разработанной технологии производства керамического кирпича и технико-экономическое обоснование ее эффективности.

Достоверность результатов исследований, представленных в диссертационной работе, подтверждается комплексом современных стандартных физико-химических методик, регламентированных нормативной документацией, использованием современного лабораторно-

экспериментального оборудования. Выводы и рекомендации работы подтверждены выпуском опытной партии кирпича на действующем предприятии.

Личный вклад состоит в формулировании основной цели и постановке задач диссертационного исследования, самостоятельном выполнении экспериментальных исследований, анализе, обработке и интерпретации с помощью математических и статистических методов, сравнении результатов теоретических исследований с опытными, подтверждение полученных данных путем опытно-промышленной апробации.

Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на региональных, всероссийских и международных научно-технических конференциях: «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры» (г. Оренбург, 2019 - 2024 гг.); «Оренбургские горизонты: прошлое, настоящее, будущее» (г. Оренбург, 2019 г.); «Развитие керамической промышленности России» КЕРАМТЕКС (г. Ростов-на-Дону 2020 г, г. Тверь 2021 г., г. Ярославль 2022 г.); «Proceedings of the International Scientific and Practical Conference on Materials Scienc: Problems and Prospects for Development, MSMEE 2019» (г. Барнаул, 2019 г.); «Proceedings of 5th International Conference on Industrial Engineering, ICIE 2019» (г. Сочи, 2019 г.) «I Всероссийская научная конференция, посвященная 90-летию выдающегося ученого-материаловеда, акад. РААСН Ю.М. Баженова» (г. Москва, 2020 г.,) «Proceedings of the 3rd International Symposium on Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research Dedicated to the 75th Anniversary of Professor Abdul-Hamid Mahmoudovich Bisliyev, ISEES 2020» (г. Грозный, Чечня 2020 г.); «Proceedings of the International Scientific Conference on FarEastCon» (г. Владивосток 2019, 2020, 2023). X международная конференции «Значение трудов Д.И. Менделеева в современных инновационных решениях» сент. 2024 г., г. Санкт-Петербург.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись при поддержке «Фонда содействия инновациям» в рамках программы «УМНИК». Работа удостоена премии лауреатов Губернатора Оренбургской области в сфере науки и техники 2022 г. А также отмечена благодарственным письмом заместителя председателя Правительства Оренбургской области-министра строительства, жилищно-коммунального, дорожного хозяйства и транспорта (выдана 21.01.2021 г.)

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 23 научных статьях, в том числе 5 статей в российских рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК, 8 статей в изданиях,

входящих в международную реферативную базу данных и систем цитирования Scopus, получен 1 патент на изобретение №2758052 РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 137 наименований и 7 приложений. Диссертация изложена на 150 страницах, содержит 40 рисунков и 30 таблиц.

Содержание диссертационной работы соответствует паспорту научной специальности 2.1.5 (строительные материалы и изделия) по областям исследований: разработка теоретических основ получения различных строительных материалов с заданным комплексом эксплуатационных свойств; разработка составов и принципов производства эффективных строительных материалов с использованием местного сырья и отходов промышленности.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ПРОДУКТОВ В ИХ СОСТАВЕ

В «Стратегии развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года» в рамках федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» [1], одними из приоритетных обозначены задачи по переориентации импорта строительных материалов, изделий, конструкций, инженерного и технологического оборудования, а также комплектующих и запасных частей, создание условий для локализации их производства на территории Российской Федерации.

Согласно данным Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации [2] объем импорта строительных материалов и оборудования варьируется в зависимости от типа объектов капитального строительства. В связи с геополитической обстановкой доля импорта продолжает снижаться, открывая новые горизонты для развития отечественной продукции.

Импорт керамического строительного кирпича находится на уровне 500600 млн усл. единиц [2, 3]. Так, объем импортируемого лицевого клинкерного кирпича составляет 30 %, лицевого кирпича ручной формовки - 35 %, при этом доля импортного оборудования для производства керамического кирпича близка к 100 %. Основной страной - экспортером керамического строительного кирпича является Казахстан с долей экспорта 90,3 %.

В ходе исследования, проведенного №оАпа1у:^ [3], производство керамического кирпича в России за последние 10 лет сократилось на 31 % (рисунок 1.1) с 7,4 млрд усл. кирпичей в 2013 г. до 5,3 млрд усл. кирпичей в 2023 г.

Рисунок 1.1 - Производство керамического кирпича в России в период с 2013 по 2023 годы

Основные причины уменьшения объемов производства стеновых

керамических изделий представлены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Основные причины уменьшения объемов производства стеновых керамических изделий

К альтернативным способам строительства можно отнести: панельное, монолитное, сборное, деревянное строительство и другие. Кирпичное домостроение является одним из самых дорогих и длительных способов возведения зданий. Однако, благодаря комплексу физико-механических показателей, экологичности и архитектурной выразительности керамические стеновые изделия, в том числе кирпич, представляют особый интерес.

1.1 Производство керамического кирпича в Оренбургской области

Наибольший интерес представляет развитие отрасли строительных материалов в Оренбургском регионе.

Одним из положений «Стратегии развития Оренбургской области до 2020 - 2030 гг.» [4] является совершенствование, техническое перевооружение и ускоренное развитие карьерной базы местных строительных материалов, снижение ресурсных, энергетических и трудовых затрат на единицу продукции, повышение экологической безопасности существующих и новых производств, реконструкция существующих и строительство новых мощностей по производству высококачественного керамического и силикатного кирпича.

На данный момент в Оренбургской области функционирует только 2 предприятия по производству керамического кирпича. Первое предприятие ООО «Кувандынский кирпичный завод», на котором производят и реализуют кирпич клинкерный керамический, второе - ООО «Экономия» г. Бузулук занимается производством кирпича, черепицы и прочих строительных изделий из обожженной глины. Мощности этих заводов составляю не более 2,5 - 3 млн усл. ед. в год. По состоянию на 2023 г. население Оренбургской области насчитывает 1 828 656 человек из них население Оренбурга - 539 236 человек. Средняя годовая производительность для завода в городе с населением от 500600 тыс. чел. должна быть не менее 10-20 млн усл. ед. кирпича в год [2, 3].

Объемов выпускаемого кирпича не хватает для обеспечения Оренбургской области керамическими изделиями, поэтому большая часть продукции является привозной (г. Самара ООО «ККЗ»; Республика Башкортостан «Башкирский кирпич»; Республика Татарстан АО «АСПК» и

др.).

К причинам снижения производства керамического кирпича в Оренбургской области можно отнести:

- экономическую нестабильность;

- недостаточный темп технологического перевооружения местных заводов, конкуренция;

- недостаточный уровень внедрения инновационных материалов и технологий производства;

- низкий уровень вовлечения отходов в качестве добавок (шлаков цветной металлургии, золы и тд.) в новое производство.

Несмотря на то, что на сегодняшний момент функционирует всего два предприятия по производству керамического кирпича, Оренбургская область обладает большим запасом глинистого сырья и техногенных отходов, пригодного для производства.

1.2 Глинистое сырье Оренбургской области

Особенности географического положения Оренбургской области обусловили принадлежность ее территории к субмеридиональным структурам герцинид южной ветви Уральской складчатой мегаструктуры. Область охватывает юго-восточную окраину Русской платформы, Предуральский краевой прогиб и северо-восточную (прибортовую) часть Прикаспийской впадины. Эти особенности явились причиной уникального разнообразия комплекса породных ресурсов области. Территориальным балансом общераспространенных полезных ископаемых Оренбургской области по состоянию на 01.01.2020 г. учитывается: 59 месторождений кирпично-черепичного сырья с общими балансовыми запасами кат. А+В+С1 - 81 162 тыс. м3, кат. С2 - 14 608 тыс. м3, забалансовыми - 897 тыс. м3 [5].

В распределенном фонде недр, в группе разрабатываемых учтены 8 месторождений с запасами кирпично-черепичного сырья кат. А+В+С1 - 16 522 тыс. м3, кат. С2 - 12 133 тыс. м3; в нераспределенном фонде недр, в группе не переданных в освоение - 51 месторождение с запасами кат. А+В+С1 - 64 640 тыс. м3, кат. С2 - 2 475 тыс. м3 [5]. Месторождения кирпично-черепичного сырья Оренбургской области представлены на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Схема размещения месторождений кирпичных глин на территории Оренбургской области

Из рисунка 1.3 видно, что на территории Оренбургской области имеются месторождения высокопластичных глин, запасы которых ограничены. Вместе с тем, на территории регионами, как и в других областях РФ, широко распространены месторождения глин, которые по своим свойствам относятся к группе кирпичных (около 40 % всех нерудных месторождений).

Согласно [6] для них характерно присутствие в небольшом количестве структурообразующего глинистого минерала каолинит.

Также на территории области имеются месторождения, в которых глинистые породы являются попутными продуктами добычи других полезных ископаемых (угля, магнезита и пр.). Запасы этой группы глин составляют 34 560 тыс. м3. Использование таких глин в производстве керамического кирпича экономит ресурсы на разработку новых месторождений, и представляет интерес для разработки ресурсосберегающей технологии керамического кирпича.

1.3 Вопросы утилизации шлаков цветной металлургии

Уральский регион отличается высокой концентрацией горно-металлургического производства (рисунок 1.4). В настоящее время 75 % добычи никеля приходится на Норильско-Талнахскую группу месторождений, 19 % на Печенегскую и 6 % на Уральскую. Ежегодный выход жидко-огненных металлургических шлаков составляет более 50 млн т, из которых на долю шлаков цветной металлургии приходится 18 %, что составляет - около 9 млн т в год. При этом в ходе переработки бедных руд количество шлака возрастает и достигает 100 т на 1 т никеля [7].

По данным федерального статистического наблюдения [8] в 2022 году объем образования шлаков цветной металлургии составил 5,81 млн т, объем их использования - 2,92 млн т (уровень утилизации - 50,7 %). Следует отметить, что цифры, представленные в базе данных Росстата, являются приблизительными, так как часть организаций не предоставляют сведения об объемах образования и обращения с отходами, включая их утилизацию в качестве вторичных ресурсов/ вторичного сырья.

Рисунок 1.4 - Размещение предприятий цветной металлургии на территории РФ

Переработка отходов цветной металлургии является актуальной задачей, над которой работают многие научные коллективы.

Из многочисленного ряда цветных металлов, залегающих на территории Уральского региона, наибольшие объемы по извлечению занимают медь и никель. В технологических схемах переработки сырья и материалов, содержащих эти элементы, образуются отходы или некондиционные продукты.

Одним из направлений в области исследования техногенных накоплений являются нераскристаллизованные медьсодержащие шлаки Медногорского медно-серного комбината (Оренбургская обл.) и никелевые шлаки Южно-Уральского никелевого комбината (Оренбургская обл.).

Отвальные медеплавильные и никелевые шлаки обладают аналогичными характеристиками: черным цветом, высокими показателями физико-механических свойств, по содержанию А12О3 в химическом составе относятся к группе кислого сырья, водопоглощение составляет 0,1-0,6 %, плотность 3300-3800 кг/м3, предел прочности при сжатии 120-300 МПа.

Согласно особенностям технологии производства, никелевые шлаки подвергаются грануляции, поэтому около 70 % частиц имеют размер от 0,25 до 2 мм. Никелевые гранулированные шлаки, несмотря на стекловатое строение, практически не обладают гидравлической активностью. Медьсодержащий шлак, после извлечения меди, сливается в изложницы и охлаждается водой, поэтому получаются более плотные литые куски с размером отдельных гранул от 5 до 10 см.

Основной объём шлаковых отвалов Медногорского медно-серного комбината образовался в результате хозяйственной деятельности в 40-90 годах ХХ века. С 2000 года объем шлаковых отвалов перестал увеличиваться, и началось систематическое ежегодное снижение объемов накопленных металлургических шлаков. Ежегодно на предприятии образуется порядка 5,5 млн тонн металлургических шлаков, которые утилизируются на 80 % за счет:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ильина Анастасия Алексеевна, 2024 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Распоряжение Правительства РФ от 31.10.2022г. №3268-р // Правительство Российской Федерации: офиц. Сайт [Электронный ресурс]. URL: sro-ural.ru (дата обращения: 01.04.2024).

2. Выписка из парламентских слушаний Минстроя России [Электронный ресурс]. URL: http://duma.gov.ru/news/13975/(дата обращения: 01.04.2024).

3. Маркетинговое исследование. Рынок керамического кирпича в России 2017-2024 гг. Цифры, тенденции, прогноз [Электронный ресурс]. URL: https://tk-solutions.ru/russia-rynok-keramicheskogo-kirpicha(дата обращения: 01.04.2024).

4. Распоряжение Правительства Оренбургской области от 20 августа 2010г. №551-пп// Правительство Оренбургской области: офиц. Сайт [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru/document/952013291(дата обращения: 01.04.2024).

5. Справка о состоянии и перспективах использования минерально-сырьевой базы Оренбургской обл. на 15.03.2021 г. [Электронный ресурс]. URL :https: //www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/202104/b 1 ed3ce2b7dff8142daf3 6c ec9dd3b76.pdf (дата обращения: 01.04.2024).

6. Каныгина, О.Н. Высокотемпературные фазовые превращения в железосодержащих глинах Оренбуржья/О.Н. Каныгина, А.Г. Четверикова, Д.А. Лазарев, Е.В. Сальникова // Вестник ОГУ. - 2010. - №6 (112). - С. 113-118.

7. Абдрахимов, В.З. Экологические, теоретические и практические аспекты использования алюмосодержащих отходов в производстве керамических материалов различного назначения без применения природного традиционного сырья/В.З. Абдрахимов, Г.Р. Хасаев, Е.С. Абдрахимова, А.В. Колпаков, И.Ю. Рощупкина // Экология и промышленность России. - 2013. - № 5. - С. 28-32. База данных Росстатапрогноз [Электронный ресурс]. Режим доступа:

8. https://rosstat.gov.ru/search?q=образование+отходов (дата обращения: 01.04.2024).

9. Близнюков, А.С. Новейшие достижения в переработке шлака // Новости черной металлургии за рубежом. -2010. -№ 4. - С. 83 - 88.

10. Шкуракова, Е.А. Использование отходов в производстве керамики / Е.А. Шкуракова, И.В. Донской // Экология и безопасность жизнедеятельности Сборник статей XXII Международной научно-практической конференции. -Пенза. - 2022. - С. 436 - 439.

11. Лыгина, Т.З. Техногенные отходы нерудного сырья в производстве строительных материалов / Т.З. Лыгина, В.П. Лузин, А.В. Корнилов // Известия КазГАСУ. - 2017. - №4 (42).

12. Славина, А.М. Обжиговые строительные материалы на техногенном сырье с улучшенными теплозащитными свойствами // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2009. - №3.

13. Макаренко, С.В. Производство строительных материалов с использованием местного сырья и техногенных отходов - комплексный и эффективный путь развития производства строительных материалов и улучшения экологической обстановки в регионе/ С.В. Макаренко, К.О. Васильев // Известия вузов. - Инвестиции. Строительство. Недвижимость. -2020. - №1 (32).

14. Куцкая, Е.И. Техногенные отходы производства Норильского промышленного района, применяемые в строительной индустрии / Е.И. Куцкая, М.А. Елесин // 21 век: фундаментальная наука и технологии: материалы XIX международной научно-практической конференции. - North Charleston, USA-2019. -Т. 2. С. 60 - 63.

15. Красновских, М.П Применение шлака черной металлургии при производстве керамического кирпича/ М.П. Красновских, И.Г. Мокрушин, Ю.И. Некрасова, В.В. Автухович // Construction materials. - 2019. - №9.

16. Абдрахимов, В.З. Экологические, теоретические и практические аспекты использования алюмосодержащих отходов в производстве

керамических материалов различного назначения без применения природного традиционного сырья / В.З. Абдрахимов, Г.Р. Хасаев, Е.С. Абдрахимова, А.В. Колпаков, И.Ю. Рощупкина // Экология и промышленность России. - 2013. - № 5. - С. 28 - 32.

17. Абдрахимов, В.З. Использование отходов золоторудного месторождения, нефтехимии и энергетики в производстве керамических материалов - перспективное направление для «зеленой» экономики/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, А.К. Кайракбаев // Экология и промышленность России. - 2015. - № 5. - С. 37 - 41

18. Абдрахимов, В.З. Использование шлака от сжигания угля Канско-Ачинского бассейна в производстве керамических материалов на основе межсланцевой глины / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова //Экология и промышленность России. - 2014. - 3. С. 36 - 39.

19. Абдрахимов, В.З. Исследование регрессивным методом анализа влияния шлака от выплавки ферросплавов на физико-механические показатели керамического кирпича / В.З. Абдрахимов, Л.Е. Хабибуллина, Д.В. Абдрахимов // Эксперт: теория и практика. 2020. - № 6 (9). - С. 48 - 59.

20. Абдрахимова, Е.С. Использование отходов цветной металлургии и топливно-энергетического комплекса в производстве сейсмостойкого кирпича снижает экологический ущерб водоемам и водотокам самарской области Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов Владимир // Эксперт: теория и практика. -2021. - №1 (10).

21. Zawrah, M. Recycling and utilization assessment of waste fired clay bricks (Grog) with granulated blast-furnace slag for geopolymer production/ M. Zawrah, R. Gado, N. Feltin, S. Ducourtieux, L. Devoille //Process Safety and Environmental Protection. - 2016. - № 103. - рр. 237-251

22. Иванов, Ф.И. Получение огеупорной керамики путем рециклинга огнеупорного лома/ Ф.И. Иванов, Е.В. Исакова, Е. А. Гардер, З.А. Коротаева // Вестник КемГУ. -2010. - №1

23. Патент 2496742 РФ. Керамическая масса/ А.В. Корнилов, Е.Н. Пермяков, Т.З. Лыгина, С.В. Морозова. - 2013. - Бюл. № 30.

24. Гурьева, В.А. Буровой шлам в производстве изделий строительной керамики/ В.А Гурьева, В.В. Дубинецкий, К.М. Вдовин // Строительные материалы. - 2015. - №4. С. 75 - 77.

25. Гурьева, В.А. Структурно-фазовые особенности строительной керамики на основе техногенного магнезиального сырья и низкосортных глин / В.А. Гурьева, В.В. Прокофьева// Строительные материалы. - 2014. - № 4. - С. 55-57.

26. Гурьева В.А., Бутримова Н.В. Строительная керамика с применением нефтяных шламов. Оренбург: ОГУ. - 2019. - 159 с.

27. Прокофьева, В.В. Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере// В.В. Прокофьева //Ленинград. -1986.

- 176 С.

28. Макаров, Д.В Перспективы использования промышленных отходов для получения керамических строительных материалов / Д.В. Макаров, Р.Г. Мелконян, О.В. Суворова, В.А. Кумарова // ГИАБ. - 2016. - №5.

29. Макаров, Д.В Исследования фазовых превращений при обжиге керамических материалов из отходов горно-металлургического комплекса / Д.В. Макаров, Е.А. Селиванова, Ю.А. Михайлова и др.//Всероссийские научные чтения памяти Ильменского минералога В.О. Полякова. - 2020. - № 21. - С. 99 -107.

30. Патент 2433980 РФ. Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича/ Л.Б. Сватовская, Л.Л. Масленникова, Н.А. Бабак, Т.И. Бойкова. - 2011. - Бюл. № 32. - 3 с.

31. Веселовский, А.А. Переработка отвальных никелевых шлаков с целью извлечения никеля и железа / А.А. Веселовский // Сталь. - 2016. - № 11.

- С. 69 - 71.

32. Веселовский, А.А. Нанесение коррозионностойких диффузионных покрытий с использованием отвальных конверторных никелевых шлаков //

Упрочняющие технологии и покрытия. - 2019. - Т. 15. № 1. - С. 3-11. URL: http s: //www. mashin.ru/files/2019/up 119_web .pdf

33. Веселовский, А.А. Безотходная переработка отвальных никелевых шлаков/ А.А. Веселовский, С.В. Лагуткин // Руды и металлы. - 2023. - № 1. -С. 52-59. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/bezothodnaya-pererabotka-otvalnyh-nikelevyh-shlakov

34. Котляр, В.Д. Керамические камни компрессионного формования на основе опок и отходов обогащения / В.Д. Котляр, А.В. Устинов, В.Ю. Ковалев, Ю.В. Терехина // Строительные материалы. - 2013. - № 4. - С. 44-46.

35. Патент 2560014 РФ. Керамическая масса/ В.Д. Котляр, А.Г. Землянская, А.В. Котляр, Ю.В. Терехина, В.А. Мирина, И.А Черенкова. - 2015. Бюл. № 23. - 3 с.

36. Патент 2566156 РФ. Керамическая масса/ В.Д. Котляр, А.Г. Землянская, А.В. Котляр, Ю.В. Терехина, А.В. Козлов, А.В. Устинов - 2015. Бюл. № 29. - 2 с.

37. Джаббарова, Н.Э. Свойства керамического кирпича с добавлением металлургических шлаков/ Н.Э. Джаббарова, Э.Н. Гулусой, М.Б. Гасанова // Наука, образование и культура. - 2023. - № 1 (64). - С. 5-8. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/svoystva-keramicheskogo-kirpicha-s-dobavleniem-metallurgicheskih-shlakov

38. Красновских, М.П. Применение шлака черной металлургии при производстве керамического кирпича ПКК «На Закаменной» /М. П. Красновских, И.Г. Мокрушин, Ю.И. Некрасова, В.В. Автухович // Строительные материалы. - 2019. - № 9. - С. 14-21. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-shlaka-chernoy-metallurgii-pri-proizvodstve-keramicheskogo-kirpicha-pkk-na-zakamennoy

39. Kizinievic, O. Eco-friendly fired clay brick manufactured with agricultural solid waste/ O. Kizinievic, V. Kizinievic , I. Pundiene , D. Molotokas //Archives of Civil and Mechanical Engineering. - 2018. - №18. - рр. 1156-1165.

40. Zawraha, M.F. Recycling and utilization assessment of waste fired clay bricks (Grog) with granulated blast-furnace slag for geopolymer production/ M.F. Zawraha, R.A. Gado, N. Feltinb, S. Ducourtieuxb, L. Devoille // Process Safety and Environmental Protectio, 2016. - №103. - рр. 237-251.

41. Salimi, M. Mechanical and compressibility characteristics of a soft clay stabilized by slag-based geopolymers and mixtures /M. Salimi, G. Ali // Applied Clay Science . - 2020. - № 184 (105390).

42. Монтаев, С.А. Использование гранулированного доменного шлака в составе керамической массы для получения керамического заполнителя (керамдора) / С.А. Монтаев, А.Б. Шингужиева, Н.С. Монтаева и др // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. -2019. - № 10. - С. 164-168. URL: https://s.applied-research.ru/pdf/2019/10/12886.pdf

43. Gencel, O. Properties of bricks with waste ferrochromium slag and zeolite/ O.Gencel, M. Sutcu, E. Erdogmus, V. Koc , V. Veli Cay, M. Sabri Gok// Journal of Cleaner Production 2013. - № 59. - рр. 111-119.

44. Ahmadia, P. Characteristics of heat insulating clay bricks made from zeolite, waste steel slag and expanded perlite/ P.Ahmadia, A. Ardeshira, A. Ramezanianpourb, H. Bayat //Ceramics International. - 2018. -№44. - рр. 75887598.

45. Welington, L. Ferreira Incorporation of residues from the minero-metallurgical industry in the production of clayelime brick / Welington L. Ferreira, Erica L. Reis, Rosa M.F. Lima // Journal of Cleaner Production. - 2015. - № 87. -рр. 505-510.

46. Esmeray, E. Utilization of sewage sludge, oven slag and fly ash in clay brick production /E. Esmeray, M. Atis //Construction and Building Materials. - 2019. - №194. - рр.110 - 121.

47. Balasubramaniam, T. Effectiveness of industrial waste materials used as ingredients in fly ash brick manufacturing/T. Balasubramaniam, P.M.Sharan

Karthika, S.Sureshkumar, M.Bharathb, M.Arunc// Materials Today: Proceedings .2021. -№49. -рр. 7850-7858.

48. Zhanga, C. Preparation and properties of foam ceramic from nickel slag and waste glass powder/ C. Zhanga, X. Wang, H. Zhu, Q. Wua, Z. Hu, Z. Feng, Z. Jia //Ceramics International. - 2020. - № 46. - рр. 623-628.

49. Wu, Q. Utilization of nickel slag as raw material in the production of Portland cement for road construction / Q. Wu, Y. Wu, W. Tong, H. Ma //Construction and Building Materials. - 2018. - №193. - рр. - 426-434.

50. Pratiwi, Y. E. Eligibility of Nickel Slag Waste Combined with Stone Ash for Manufacturing Paving Block / Y. E. Pratiwi, N. Naharudin, I. Ilham at.al. // Journal of Rehabilitation in Civil Engineering. - 2022. - Vol. 10. - N. 4. - рр. 33-44. URL:https://civiljournal.semnan.ac.ir/article_5916_73b0cf19bafc8076785e3609f1e1 d262.pdf

51. Gencel, O. Cay Properties of bricks with waste ferrochromium slag and zeolite /Gencel O. M. Sutcu, E. Erdogmus, V. Koc // Journal of Cleaner Production.

- 2016, pp. 112-113.

52. Suvorova, O.V. Ceramic products from mining and metallurgical waste / O.V. Suvorova, E. A. Selivanova, J.A. Mikhailova at.al. // Applied Sciences. - 2020.

- Vol. 10. - N. 10. - P. 3515. URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/10/10/3515/pdf

53. Черноруков, Н.Г. Теория и практика рентгенофлуоресцентного анализа/Черноруков Н.Г., Нипрук О.В. //Электронное учебно-методическое пособие. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. - 57 с.

54. Макарова, И.А. Физико-химические методы исследования строительных материалов /И.А. Макарова, Н.А. Лохова// учеб. пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - Братск: Изд-во БрГУ, 2011. - 139 с.

55. Кашперюк, П.И. Инженерные изыскания в строительстве. Геология (минералогия, петрография): учеб.-метод. пособие / П.И. Кашперюк, Н.А. Платов, А.Д. Потапов, В.С. Крашенинников, А.А. Лаврусевич, О.К. Криночкина//Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т.— Москва: Изд-во

МИСИ-МГСУ. - 2019. -85 с.: ил. - Электрон. дан. и прогр. (3,09 Мб). - ISBN 978-5-7264-2000-4. - ISBN 978-5-7264-1999-2

56. Роговой, М.И Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. Учебник для вузов. М., Стройиздпт,1974. - 315с.

57. Морозов, И.И. Технология строительной керамики. К.: Высшая школа, 1980.

58. Августинник, А.И. Керамика / А.И. Августинник. - Ленинград: Стройиздат, 1975. - 592 с.

59. Шумкина, А.А. Методы исследования химических свойств карбонатных материалов и композитов на их основе/А.А. Шумкина, М.Н. Карев // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - №5. - С.30 - 43.

60. Трофимов, Б.Я. Технология строительной керамики/ Б.Я Трофимов, К.В. Шулдяков// Челябинск: Южно-Уральский государственный университет. -2019. - 524с.

61. Канаев, В. К. Новая технология строительной керамики / В. К. Канаев. - Москва: Стройиздат, 1990. - 263, [1] с. : ил.; 22 см. - (Наука - строит. пр-ву).

62. ГОСТ 9169-2021 Сырье глинистое для керамической промышленности: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 июля 2021 г. № 825-ст/ разработан Ассоциацией производителей керамических материалов (АПКМ), Обществом с ограниченной ответственностью «ВНИИСТРОМ «Научный центр керамики». -Москва: ФГБУ «РОТ». - 2021. - 14 с.

63. Кашкаев, И.С. Производство глиняного кирпича / И.С. Кашкаев, И.Ш. Шейнман // 3-е изд., перераб. и доп. М., Высшая школа. - 1978 г. -248 с., ил.

64. Михеев, В.И. Рентгенометрический определитель минералов. - М.: Гос.технико - теоретич. изд-во, - 1959. - 868 с.

65. Гиллер, Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. - М.: Изд-во "Недра", - 1966.-180 с.

66. Вакалова, Т.В. Перспективы расширения отечественной сырьевой базы строительной керамики за счет комплексного использования месторождений глинистого сырья / Т.В. Вакалова, В. М. Погребенков, И.Б. Ревва // Векторы благополучия: экономика и социум. - 2012. - №1

67. Рентгенография основных типов породообразующих минералов (Слоис-тые и каркасные силикаты)/ Л.: Недра, 1983. - 356 с.

68. Плюснина И.И, Фролов В.Т. Глауконит аутигенный коллоидный слоистый силикат// Вестник МГУ, сер. 4, геология. - 2005. - №1. - с. 10 - 18.

69. ГОСТ Р 8.696-2010 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Межплоскостные расстояния в кристаллах и распределение интенсивностей в дифракционных картинах. Методика выполнения измерений с помощью электронного дифрактометра: национальный стандарт РФ: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 февраля 2010 г. № 10-ст/ разработан Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума», Федеральным государственным учреждением «Российский научный центр «Курчатовский институт», Государственным учреждением Российской академии наук «Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова» и Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский физико-технический институт (государственный университет)». - Москва: Стандартинфом. - 2010. - 15 с.

70. Кринари, Г.А. О возможности образования органо-смектитовых комплексов в природных условиях / Г.А. Кринари, К.Г. Гиниятуллин, А.А. Шинкарев, А.Р. Ганина, Т.З. Лыгина, A.M. Губайдуллина // Георесурсы. -2008. №1 (24).

71. ГОСТ 21216-2014 Сырье глинистое. Методы испытаний: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен в

действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2014 г. № 34-2014/ разработан Закрытым акционерным обществом «НИИКерамзит» при участии Некоммерческой организации «Союз производителей керамзита и керамзитобетона». - Москва: Стандартинфом. -2015. - 43 с.

72. Салахов, А.М. Керамика: исследование сырья, структура, свойства /

A.М. Салахов, Р.А. Салахова; М-во образ. И науки России, Казан. Нац. исслед. технол. ун-т. - Казань:Изд-во КНИТУ. - 2014. - 316с.

73. Логвиненко, Н.В. Петрография осадочных пород (с основами методики исследования) Высшая Школа, Москва. - 1984 г. - 416 с.

74. Котляр, В.Д. Особенности физико-химических преобразований при обжиге опоковидного сырья / В.Д. Котляр, К.А. Лапунова // Строительные материалы. - 2016. - № 5. - С. 40-42.

75. Иванова, В.И. Термический анализ минералов и горных пород /

B.И. Иванова, Б.К. Касатов, Т.Н. Красавина, Е.Л. Розинова //Л. Недра. - 1974. -399 с.

76. ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 июня 2012 г. № 40/ разработан Ассоциацией производителей керамических материалов, Обществом с ограниченной ответственностью «ВНИИСТРОМ «Научный центр керамики». - Москва: Стандартинфом. - 2012. - 30 с.

77. Батынова, А.А. Анализ огнеупорных свойств композитов на основе металлургических шлаков и глин / А.А. Батынова, Р.В. Тарасов, Л.В. Макарова // Современные научные исследования и инновации. - 2015. - № 1

78. Боженов, П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология / П.И. Боженов. - М., Изд-во АСВ, 1994. - 264 с.

79. Боженов, П.И. Строительная керамика из побочных продуктов промышленности / П.И. Боженов, И.В. Глибина, Б.А. Григорьев- М., Стройиздат, 1986. -136 с.

80. Сабанова, М.Н. Технологическая минералогия медных шлаков/ М. Н. Сабанова, Н. Н. Орехова, Е. А. Горбатова // Минералогия техногенеза-2015. Миасс: ИМинУрО РАН. -2015. - С. 107-114

81. Аскарова, Н.М. Некоторые минералогические свойства термически обработанного шлака АО «Алмалыкский ГМК» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. - 2021. - 4 (85).

82. ТУ 3989-003-74714301-2008 «Технические условия на абразивный песок из никельшлака»

83. Ковчур, А.С. Модифицирование керамического кирпича добавками неорганических техногенных продуктов водоподготовки ТЭЦ / А.С. Ковчур, В. К. Шелег, В.И. Жорник, С.А. Ковалева. // Наука и техника. - 2020. - №3.

84. Большаков, В.И Металлургические шлаки в строительстве / В.И. Большаков, В.З. Борисовский, В.Д. Глуховский, П.В. Кривенко, А.П. Никифоров, С.А. Щербак // Днепропетровск. - 1999. - 114 с.

85. Ngayakamo, B. H. Development of eco-friendly fired clay bricks incorporated with granite and eggshell wastes / B. H. Ngayakamo, A.Bello, A. P. Onwualu //Environmental Challenges. - Volume 1. - 2020.

86. Прохоров, С.А. Токсическая опасность соляной кислоты/ С.А. Прохоров, С.О. Потапова // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. - 2018. - №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n7toksicheskaya-opasnost-solyanoy-kisloty (дата обращения: 21.12.2023).

87. Куликова, Е. Ю. Методика расчета выбросов загрязняющих веществ при производстве строительных материалов // ГИАБ. 2004. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodika-rascheta-vybrosov-zagryaznyayuschih-veschestv-pri-proizvodstve-stroitelnyh-materialov (дата обращения: 21.12.2023).

88. Русина, В.В. Минеральные вяжущие вещества на основе многотоннажных промышленных отходов: учебное пособие. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. - 224 с.

89. Дятлова, Е. М. Химическая технология керамики и огнеупоров. В 2 ч. Ч. 1: тексты лекций для студентов специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализации 148 01 01 09 «Технология тонкой функциональной и строительной керамики» / Е. М. Дятлова, Ю. А. Климош. - Минск: БГТУ, 2014. - 224 с.

90. Смирнова, О.М Гибридные цементы на основе гранулированных доменных шлаков: основные направления исследований // Эксперт: теория и практика. 2022. №3 (18).

91. Гудков, Ю. В. Об испытании глинистого сырья для производства керамического кирпича и черепицы/ Ю. В. Гудков, В.А. Езерский // ВНИИстром им. П.П. Будникова. - Стройка. - 2011. - № 9.

92. Кайнарский, И.С. Физико-химические основы керамики/ И.С. Кайнарский, Н.Г. Орлова // М.: Наука, 1956. - 126 с.

93. Деревянко, В. Н. Структура и свойства керамического кирпича, модифицированного техногенными минеральными системами / В. Н. Деревянко, А. Н. Гришко, Ю. Н. Вечер // Вюник ПДАБА. -2016. -№7 (220).

94. Salimi, M. Mechanical and compressibility characteristics of a soft clay stabilized by slag-based mixtures and geopolymers /M. Salimi, G. Ali // Applied Clay Science- 2020. - Vol. 184. (105390)

95. Налимов, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов/ В.В. Налимов, Н.А. Чернова // М.: наука, 1965. -340 с.

96. Клячкин, В.Н. Статистические методы в управлении качеством: компьютерные технологии: учеб. Пособие. М.: финансы и статистика, 2009. -304 с. isbn 978-5-279-03046-0.

97. Кульчицкий, Л.И. Физико-химические основы формирования свойств глинистых пород/ Кульчицкий Л.И., Усьяров О.Г. // М.: Недра. - 1981. - 178 с.

98. Максимова, Т.Г. Эконометрика: учебно-методическое пособие / Т.Г. Максимова, И.Н. Попова// СПб.: Университет ИТМО, 2018. - 70 с.

99. Светуньков, И.С. Новые коэффициенты оценки качества эконометрических моделей // Прикладная эконометрика. - 2011. - №4 (24). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novye-koeffitsienty-otsenki-kachestva-ekonometricheskih-modeley (дата обращения: 25.03.2024).

100. Книгина, Г.И. Лабораторные работы по технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей/ Г.И. Книгина, Н.ЭВершинина., Л.НТкацки //М.:Высш. школа, 1977. - 208 с.: ил.

101. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен в действие Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 12 фераля 1991 г. № 5/ разработан научно-иследовательским институтом строительной физики Госстороя СССР. - Москва: Стандартинфом. - 1991. -12 с.

102. ГОСТ Р 57349-2016 Кирпич и блоки. Метод определения прочности на сжатие: национальный стандарт РФ: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2016 г. № 2019-ст/ разработан обществом с ограниченной ответственностью «ВНИИСТРОМ «Научный центр керамики». - Москва: Стандартинфом. - 2017. - 15 с.

103. Бурученко, А.Е. Влияние дисперсности непластичных компонентов керамических масс на спекание и свойства строительной керамики/А.Е. Бурученко, В.И. Верещагин, С.И. Мушарапова, В.К. Меньшикова// Constructionmaterials. - 2015. - №8.

104. Упорова, М. Г., Влияние дисперсности карбонатных пород на свойства стеновой керамики /Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. строительство и строительные технологии: сборник статей 79-ой всероссийской научно-технической конференции. Самара. - 2022. - С. - 807813.

105. Нафиков, Р. М. Некоторые аспекты структурообразования керамики на основе глины, модифицированной силикатными породами/Р. М. Нафиков, Г. Р. Фасеева, А. М. Салахов, А. И. Хацринов // Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - Том 8.

106. Брандон, Д. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля/ Д. Брандон, У. Каплан; пер. с англ. под ред. С. Л. Баженова, с доп. О. В. Егоровой. - Москва . - Техносфера. - 2004. - 384 с.

107. Столбоушкин, А.Ю.Влияние температуры обжига на формирование структуры ячеистой керамики со стеклокристаллическим каркасом (информация) / А.Ю. Столбоушкин, О.А. Фомина // Construction materials. -2019. - №4.

108. Гурьева, В. А. Влияние техногенных отходов на структуру и свойства керамического кирпича/ В. А. Гурьева, А. А. Ильина// Строительные материалы. - 2020. - Том 8. - 25-29. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-25-29.

109. Бухнера, Т. Мультитехнология, количественная характеристика порового пространства обожженного кирпича, изготовленного из пяти видов глинистого сырья, используемого в европейской кирпичной промышленности/Т. Бухнера, Т. Кифера, Л. Зелая-Лайнеза, В. Гагглб, Т. Конеггерк, Дж. Фюссла // Прикладная наука о глине. - 2021. - Том 212.

110. Козловский, В.И. Влияние размера мелющих тел на эффективность диспергирования материала в шаровой мельнице с мешалкой/ В.И. Козловский, П. Е. Вайтехович, Т. В. Камлюк. // Труды БГТУ. №3. Химия и технология неорганических веществ. - 2016. - №3 (185).

111. Бауман, В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций / В.А. Бауман, Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартынов// М.: Машиностроение, 1975. - 351 с.

112. Щепочкина, Ю.А. О конструкции мелющих тел для шаровой мельницы//Информационная среда вуза. - 2017. - С. 58-64

113. Станевич, В.Т. Строительная керамика: учебное пособие / В.Т. Станевич. - Павлодар: Кереку, 2008. - 96 с.

114. Карнаухов А. П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. - Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. - 470 с.

115. Фасеева, Г. Р. Структура пор и сравнительные характеристики кирпича / Г. Р. Фасеева, А. М. Салахов, А. И. Хацринов // Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - №8.

116. Тугова, Е.А Физико-химические основы определения плотности и пористости [Тект]: учебное пособие/ Е.А. Тугова, А.В. Травицков, О.В. Проскурина, М.В. Томкович, О.Н. Карпов//СПб.: ЛЕМА, 2018.-69с

117. Гальперина, М.К. Взаимосвязь пористой пористо-капиллярной структуры и морозостойкости фасадных керамических плиток/М.К. Гальперина, В.М. Егерев//Тр. НИИСтройкерамики. - 1985. - Вып.55. - С.5-15.

118. Абдрахимов, В.З. Исследование взаимосвязи долговечности и структуры пористости лицевого кирпича возрастом более ста лет (село Рождествено, Самарская область) // Construction and Geotechnics. - 2022. - Т. 13, № 4. - С. 30-39. DOI: 10.15593/2224-9826/2022.4.03

119. Андриевский, Р. А. Пористые металлокерамические материалы. М., Металлургия, 1964.

120. Беркман, А. С. Структура и морозостойкость стеновых материалов / А. С. Беркман, И. Т. Мельникова// Л.: Госстрой, 1962. - 136 с.

121. Беляков, А.В. Влияние содержания выгорающих добавок на свойство пористой проницаемой керамики из электроплавильного корунда (ЭПК) с различными упрочняющими связками / А.В. Беляков, Е. Зо, У. Мо,

Н.А. Попова, ЙеАунг Мин // Техника и технология силикатов. - 2017. - № 2. -С. 18-22.

122. Kornmann, M. Clay bricks and roof tiles, manufacturing and properties.

- Paris: Lasim, 2007. - 308 p.

123. Yu, C. Porous ceramics: Light in weight but heavy in energy and environment technologies, C. Yu, O. Oluwafunmilola, Z. Yanqiu // Material Science & Engineering Construction and Geotechnics. - 2021. - № 143(100589). - P. 1-65.

124. Медведева, А.В. Классификация методов контроля пористости материалов / А. В. Медведева, Д. М. Мордасов, М. М. Мордасов // Вестн. ТГТУ.

- 2012. - Т. 18, № 3. - С. 749-754

125. Schuth, F. Handbook of Porous Solids / F. Schuth, K. S. W. Sing, J. Weitkamp.-Weinheim:Wiley VCH, 2002. - 3141 p. - ISBN 3-527-30246-8, 978-3527-30246-8

126. Плаченов, Т. Г. Порометрия / Т. Г. Плаченов, С. Д. Колосенцев// Л. : Химия, 1988. - 176 с.

127. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг// Москва:Мир, 1984. - 306 с

128. Курганова, Ю.А. Изменение свойств алюмоматричных композиционных материалов, дисперсноупрочненных частицами керамики / Ю.А. Курганова, Т.А. Чернышова, М.В. Кокорин // Вестник УлГТУ. - 2004. -№ 4 (28) С. 30 - 33.

129. Балкевич В. Л. Техническая керамика: учеб. пособие для втузов. 2-е изд., пер. и доп. М.: Стройиздат. - 1984. - 256 с.

130. Кайнарский, И.С. Физико-химические основы керамики / И.С. Кайнарский, Н.Г. Орлова // М.:Наука. - 1956. - 128 с.

131. Абдрахимов, В.З. Исследование фазового состава и физико-механических свойств при различных температурах обжига кальцитосодержащей легкоплавкой глины//Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. - 2020. - №2 (734) . - С. 16-27.

132. Климов, В. В. Фазовые превращения, протекающие при обжиге Самарских легкоплавких глин различного химико-минералогического состава /В. В. Климов, В.З. Абдрахимов, И.В. Ковков // Баш.хим. ж. - 2008. - №3

133. Литвинова, Г.И. Петрография неметаллических включений/ Г.И., Литвинова, В.П. Пирожкова //М.:Металлургия. - 1972. - 184с.

134. Гришкина, А.В. Диффузионное образование микротрещин / А.В. Гришкина, А.В. Проскура // Вестник российских университетов. Математика. -1998. - №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/diffuzionnoe-obrazovanie-mikrotreschin (дата обращения: 21.04.2024).

135. Хабас, Т.А. Рентгенофазовый анализ Методические указания к выполнению лабораторных и самостоятельных работ/ Т.А. Хабас, Т.В. Вакалова, А.А. Громов, Е.А Кулинич // Томск, изд. ТПУ. - 2007. - 40 с.

136. Бабак, Н.А. Геоэкологические решения по созданию эффективной строительной керамики на базе техногенного силикатного/Н.А. Бабак, Л.Л. Масленникова, А.М. Славина // Известия Петербургского государственного университета путей сообщения - СПб: ПГУПС. - 2010. - Вып. 2. - С.220-230.

137. Бабак, Н.А. Использование промышленных отходов при производстве жаростойких бетонов/ Н.А. Бабак, Л.Л. Масленникова, А.М. Славина // Экология урбанизированных территорий. - 2009. - № 1. - С. 72-75.

Рисунок А.1 - Общий вид отвала конвертерных шлаков ЮжноУральского никелевого комбината

Рисунок А.2 - Общий вид отвала конвертерных шлаков ЮжноУральского никелевого комбината

Рисунок А.3 - Никельсодержащий концентрат из конвертерного шлака Южно-Уральского никелевого комбината

Рисунок А.4 - Никельсодержащий концентрат из конвертерного шлака Южно-Уральского никелевого комбината

¡0МЕЧЕЛ__

Южура.1никель

№ ИСХ/ЮУНК/28 /146 от 02 10 2023 г

Справка

В связи с повышением стоимости арендной платы земельного участка шлакоотвала №2, сообщаю что с 15 10.2023 года стоимость шлака шахтных печей (замусоренного) составит 81,00 рубль с НДС за тонну на условиях самовывоза.

С уважением, Коммерческий директор

И. Чернов

ислЧ(рмо(ЛИ

Рисунок В.1 - Учетная карточка изученности Халиловского месторождения магнезита, вмещающая порода представлена высокопластичной глиной

Таблица Г.1 - Расшифровка рентгенограммы глины Халиловского

месторождения

Экспериментальные Справочные данные

данные

20 (град) М) 1отн. (%) Хлорит Иллит Гидрос л. Каолин ит Монтмо рил-лонит Р-кварц Кальцит

d(A)- I

1 2 3 4 5 6 7 8 9

6,341 13,81 51 13,85-10 14,36

8,852 9,98 41 9,98-8 10,01

12,368 7,15 44 7,14-5

19,806 4,47 32 4,47-8

20,821 4,26 201 4,24-5

21,994 4,03 23 4,08-1 4,09-2

23,546 3,77 20 3,7-2 3,75-2 3,73-2

23,994 3,70 18 3,7-2 3,75-2 3,73-2

26,611 3,34 1267 3,34

27,907 3,19 41 3,109-0,5

28,752 3,10 11 3,109-0,5

29,836 2,99 17 2,98-4

30,819 2,89 56 2,84-4 2,832-2

31,226 2,86 14 2,832-2 2,83-2

34,858 2,57 33 2,56-8 2,545-8 2,57-10 2,7-2

36,511 2,45 83 2,45-5

39,445 2,28 88 2,29-2 2,28-5

40,251 2,23 30 2,23-1 2,231-4

41,020 2,19 15 2,18-6 2,176-1

42,393 2,10 51 2,13-3 2,10-7

44,848 2,01 20 2,017-4

45,771 1,92 30 1,905-2 1,92-6

50,102 1,81 117 1,8-9

54,848 1,67 48 1,68-6

59,926 1,52 73 1,539-9 1,52-5

Таблица Д.1-Матрица планирования двухфакторного эксперимента

(кодовая и в натуральных единицах)

№ состава Х1 Х2 Х1 Х2

1 -1 -1 10 930

2 +1 -1 35 930

3 -1 + 1 10 1070

4 +1 + 1 35 1070

5 -1,4142 0 5 1000

6 +1,4142 0 40 1000

7 0 -1,4142 22,5 900

8 0 +1,4142 22,5 1100

9 0 0 22,5 1000

Таблица Д.2 - Матрица планирования трёхфакторного эксперимента

(кодовая и в натуральных единицах)

№ Х1 Х2 Х3 Х1 Х2 Х3

1. -1 -1 -1 40 1000 0,0315

2. [phone] 0,0315

3. -1 + 1 -1 40 1100 0,0315

4. +1 + 1 -1 60 1100 0,0315

5. -1 -1 +1 40 1000 0,125

6. +1 -1 +1 60 1000 0,125

7. -1 + 1 +1 40 1100 0,125

8. +1 + 1 +1 60 1100 0,125

9. +1,215 0 0 73 1050 0,078

10. -1,215 0 0 32 1050 0,078

11. 0 +1,215 0 50 1336 0,078

12. 0 -1,215 0 50 785 0,078

13. 0 0 +1,215 50 1050 0, 150

14. 0 0 -1,215 50 1050 0, 024

15. 0 0 0 50 1050 0,078

РОССИЙСКАЯ ФВДВМЩШ

я к з- я к я

я я я ¡а и я г я

Kl

аайвая я

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2758052

КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИРПИЧА

Патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего оОриюваиня «Оренбургский государственный университет» (RV)

Авторы Гурьева Виктория Александровна (RU). Ильина Анастасия Алексеевна (Ки),Дорпшин Александр Нячесланович (RU)

Заявка №2021109322 Приоритетигобрстени» (lö апреля 2021 Г. Дата гтку.тдрствсиной регистрами и Ггк>Д1рстпси1н>и реестре »побрстеинй (Ъссийскои Фелграции 2fi OkTSfipn 2021 г. Срок лейстаия псиасчи te-iniaio права Hj H iuöpeKHMc rtcTCKaei Обашрс.м 2041 г.

ГуК1Мюдят€.1Ь <РсöffXilbtnM службы по шчк.шктуатши cotcmetmocmc

Г П. Нюисв

я s'ä saiiiä йя ййваваанав ийвгийя наяпа»!

я

я «

я

№

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ГШ

<11

2 758 052 С1

<5|) М11К

сои зл/ш <1006 01)

ЮДЬГАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПОИ|ПЕЛЛГ.КТ>'АЛЫЮЙ СОВСТВЕШЮСТИ

'121 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(52|СПК

сывтзкжм

(21Я21 Заявка 2021199)22. 06 04 2021

(24) Лапа (шала отсчета срока действия патеятг 46 «2021

Дате репктраым:

К1Ш1 ИригригсПи):

(22) Дата подачи заявки: 9604.2021

■45) Опт&шкомяо 26.10 2021 (жм У: ЭО

\лрес дня переписки

¿60)18. Оренбургскаяобл- г Оренбург, при Победы О.ФГБОУ Ю *ОГУ\ патевтяый отдел. аудитория 170411. Бк>в Артем Владяынрпмч

(72) Авторш)

Гурьева Винорвя Александровна (1Ц). Ильина Анастасия Алексеевна (Я1Д Дорошян Александр Вячеславович (КЦ)

(73) Пагеятообладвтсль(н)' федеральное государственное бюджетное сора това тельное учрежденье высшего сбраюеанн! «ОренОурсскнЯ госулрственвый университет-<ки)

(56) Спмсокдокументе*. цитированных 1 отчет» о поиске К1)2Э58М7П 2006 3000 НО 7779*41 С1.34 1220» ЯП (06841 A1.23.12HS» 511 1530611 А1. 15 05 197В К» 2312088С1. 101220)7 ;152Ш50]64М« А1 2(07 2005

_

54) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССАД.ТЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИРПИЧА

О

о 00 ш

Л С

(Я

00 о (Л

ю

(57) Формула изобретения Керамическая масса для получения кирпича включающая легкоплавкую глину к отлод производства, отличающаяся тем, что » качестве глины используется глина Хии-ювскою месторождения, содержащая, иасЛ: ЗЮ^ 49,5, А12О3 20,79; РсдОз^,, 7.04 Мео2.75; СаО 2.71; К,О 1,74; ТО, 1,07; Ма;00.53; МпО 0.086; Р-0,0.26: ^,„0,056. п.п.п 13.468, а в качестве отхода - никелевый шлак комбината «Южуршшнкель», сшсрхаим, иас.%; 5Ю248.79, СаО 18,56, М(0 13.15, Рс203о6ш 11,28, А12035,9; МпО 9.334; К;0 0.25; ТО} 0,24; Р50<0,24; N»500.21; „О, 186; п.пп. 1,06, при следующем

соотношении компонентов, ИиС 9с:

Гтт ИИ

э

к

«ч» (

УТВЕРЖДАЮ

Директор ООО «ЭКОНОМИЯ» Крюков Е.В. С^ « /» 03_2074г.

АКТ

о внедрении результатов научно-исследовательской работы

Мы, нижеподписавшиеся, представители в лице директора ООО «ЭКОНОМИЯ» Крюкова Е .В. с одной стороны и представителей кафедры технологии строительного производства Оренбургского государственного университета в лице, доцента, д-р техн. наук Гурьевой Виктории Александровны и аспиранта ОГУ, старшего преподавателя Ильиной Анастасии Алексеевны, составили акт о том, что на кирпичном заводе ООО «ЭКОНОМИЯ» была выпущена опытная партия керамического кирпича пластического формования в количестве 2,5 тыс. шт. следующего состава: глина Халиловского месторождения, шлак никелевого производства комбината «Южуралникель» в соотношении 64:36 по массе,%. Формовочная влажности 22 %, температура обжига 1050 ±50°С. Процент брака 0,04%.

Результаты испытаний керамического кирпича представлены в таблице.

Водопоглощение, % Средняя плотность кг/м3 Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Морозостойкость, цикл Цвет

12,9% 1760 23,1 3,4 Р150 Красно-коричневый

По показателям пределов прочности при сжатии и изгибе с учетом наименьших значений керамический кирпич согласно требований ГОСТ 5302012 соответствует марке М200.

Проведённые заводские испытания и разработанный технологический регламент позволяет ре* керамического кирпича с

Директор

Доцент, д-р техн.

Аспирант ОГУ, ст. преподаватель

Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ о научной работе 'С. Н. Летута 2023г.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ

на производство керамического кирпича с добавлением никелевых шлаков

Разработано:

заведующий кафедрой технологии строительного производства ФГБОУ

ВО «ОГУ»,_

д-р те^+ПШк, доцент

г. В.А.Гурьева

2023 г.

аспирант, преподаватель кафедры технологии строительного производства ФГБОУ ВО «ОГУ»

_A.A. Ильина

2023г.

Оренбург 2023

1. Общая характеристика производства

Настоящий регламент распространяется на керамический кирпич, изготавливаемый из высокопластичной глины (с. Халилово, Оренбургская область) с добавлением в состав модификатора в виде никелевого шлака (отход производства никеля Южно-Уральского никелевого комбината Оренбургская область).

2. Характеристика продукции

Кирпич керамический размером 250*120*65 мм с допускаемыми отклонениями от стандартных размеров в мм: по длине + 4; по ширине + 3; по толщине + 3.

Область применения - кирпич керамический применяется для возведения объектов гражданского и промышленного назначения.

Марки кирпича в зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе - М 150, М200.

Водопоглощение кирпича 12-14 %.

Морозостойкость кирпича 150-220 циклов.

Плотность кирпича - класс средней плотности 2,0.

Теплопроводность - малоэффективный (обыкновенный) [1].

Удельная эффективная активность не более 370 БК/кг [2].

3. Характеристика исходного сырья

В качестве основных компонентов сырья, применяемого при производстве керамического кирпича, используется месторождение глинистого сырья (глины) Халиловского месторождения (Оренбургская область).

Добавка: никелевые шлаки [3] - отходы производства никеля ЮжноУральского никелевого комбината (Оренбургская область).

4. Описание технологического процесса

4.1 Добыча, усреднение и складирование сырья

Разработка и добыча исходных компонентов (глины) производится в рамках ежегодного плана.

Подготовительный период, включающий в себя устройство подъездов к карьеру и обволоку, отсутствует, так как глина добывается на действующем карьере по добыче магнезита, а глина является вмещающей породой.

Добыча сырья ведется с мая по октябрь в сухую погоду на площади, обеспечивающей возможность бесперебойно работать заводу в течение 1-го календарного года.

Работы в карьере ведутся одноковшовым экскаватором с прямой лопатой Уковш. = 1,0 - 1,5 м3. К месту складирования сырье доставляется автосамосвалами, прием производится бульдозерами, которые производят конусование сырья в непосредственной близости от завода (запас сырья 1-1,5 года). Добытая глина укладывается горизонтальными слоями, а забор будет производиться вертикально, что способствует дополнительному перемешиванию и усреднению химического состава сырья, разрушению его природной структуры, что повышает эффективность последующей механической обработки глины.

Никелевый шлак, доставляемый с объектов Южно-Уральского никелевого комбината, является нерадиоактивным, пожаровзрывобезопасным, малотоксичным продуктом, относится к малоопасным веществам [4]. Усреднение (подшихтовка) никелевого шлака осуществляется при его заборе экскаватором ковшом с отрытым дном снизу насыпи до ее верха, так чтобы через открытое днище ковша шлак свободно ссыпался. Затем ссыпавшийся шлак забирают ковшом с закрытым дном и погружают в автосамосвалы. Транспортировка на завод никелевого шлака ведется автосамосвалами и складируется в непосредственной близости от завода.

Сырье из конусов забирают фронтальные погрузчики и перемещают в ящичные питатели для глины и шлака отдельно. Основные запасы сырья хранятся на открытых складах, в случае плохих погодных условий есть небольшие закрытые боксы с запасом сырья на 3-4 дня.

Усредненный химический состав глины Халиловского месторождения и никелевого шлака представлен в таблицах 1,2.

Таблица 1 - Усредненный химический состав глины Халиловского месторождения_

Содержание оксидов, масс. %

SiO2 ^2 Al2Oз Fe2Oз Na2O MgO CaO MnO P2O5 Sобщ п.п.п.

49,5 1,07 20,79 7,04 0,53 1,74 2,75 2,71 0,08 0,06 <0,05 13,68

Таблица 2 - Усредненный химический состав никелевых шлаков ЮжноУральского никелевого комбината_

Содержание оксидов, масс. %

SiO2 ^2 Al2Oз Fe2Oз Na2O MgO CaO MnO P2O5 Sобщ NiO п.п.п.

48,79 0,28 5,9 11,28 0,21 0,25 13,15 18,36 0,37 - - 0,46 0,95

4.2 Массоподготовка

Глина, находящаяся в ящичном питателе, по ленточному транспортеру подётся в камневыделительную машину, позволяющую разбить крупные включения до 100 мм и отсеять камни «дикари», встречающиеся в породе.

После камневыделительной машины движущаяся по ленте масса распределяется разрыхлителями по всей площади ленты, дозируется и поступает в стержневую мельницу, подвергается помолу в течении 2,5-3 часов.

Одновременно с глиной шлак на линии массоподготовки из ящичного питателя подается в стержневую мельницу, где подвергается помолу в течение 3-3,5 часов, далее шлак поступает шихтозапасник.

4.3 Формовка и выход сырца

Из шихтозапасника отдозированное количество глины и шлака поступает в глиномялку, производится добавление воды, паропрогрев массы и двухкопмонентная шихта перемешивается до однородной смеси. Далее масса поступает ленточный пресс, где производится вакуумация массы, нагнетание давления до 20 атм. и формирование сырца (влажность составляет 22-24 %). Из ленточного пресса выходит масса, сформованная в виде бруса, который с помощью специальной нити резательного аппарата принимает вид кирпича-сырца.

Готовый кирпич-сырец, разложенный на вагонетках, поступает в туннельную сушилку. Формовочная влажность поступающих изделий составляет 22-24 %, в туннельной сушилке сырец высушивается до максимального содержания влаги 5 % в течение 30-36 часов. Отработанный нагретый воздух до 70-90 оС из туннельной печи отсасывается эксгаустром по вентиляционным каналам и поступает в тоннельную сушку. Благодаря постепенному подъему температуры в закрытой сушильной камере с течением времени образуются испарения воды без заметного движения воздуха, что благоприятно влияет на сушку. Для обеспечения равномерности тяги в печи установлены вентиляторы.

4.5 Обжиг

По окончанию этапа сушки полуфабрикаты направляют на обжиг в туннельную печь, где образцы перемещается в статическом состоянии отдельных тепловых зон печи. При этом температурные зоны и температурная кривая обжига остаются постоянными. В качестве топлива используется природный газ. Обжиг происходит методом противотока в окислительной среде. Воздух из зоны охлаждения используется для сушки кирпича-сырца.

Основные технологические параметры:

- максимальная температура теплоносителя, подаваемого в зону сушки 100оС;

- время сушки 30-36 часов;

- максимальная температура обжига 1000 - 1050 оС;

- время обжига 32-38 часов;

- допускаемый перепад температур в зоне обжига до 20 оС.

Обожженные изделия проходят выходной контроль качества и поступают

на склад готовой продукции.

Технологический процесс изготовления керамического кирпича представлен на рисунке 1.

Условные обозначения: ^ - добавление воды и пара

Рисунок 1- Технологический процесс изготовления керамического кирпича

Список использованных источников

1. ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия

2. ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов (с Изменениями N 1, 2)

3. ТУ 23.99.19-008-82101794-2020 Шлак негранулированный классифицированный. Технические условия.

4. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности (с Изменениями N 1, 2)