Сырье для направленного синтеза керамических материалов

Морозостойкие керамические материалы

В качестве сырья в промышленности строительных материалов применяются в основном кремнеземсодержащие, глиноземсодержащие, карбонатные, полевошпатовые и некоторые другие виды минеральных природных и техногенных материалов. В зависимости от вида и количества основных оксидов в их составе в значительной мере изменяется и область их использования.

Минеральные отходы и попутные продукты различных отраслей  промышленности  по  содержанию  основных  оксидов  могут быть разделены на три основные группы:

1) кремнеземистые материалы, содержащие более 50 % SiO2;

2) известковые материалы, содержащие более 50 % СаО;

3) известково-кремнеземистые материалы, содержащие от 20 до 50 % СаО и от 20 до 50 % SiO2.

К кремнеземистым материалам в основном относятся отходы обогащения медных и ванадиевых руд, шлаки ТЭС, горелые породы террикоников угольных шахт, вскрышные породы и природные песчано-глинистые материалы.

Практикуемый  предприятиями  ввод  кондиционных  топливных  материалов в состав шихты повышает себестоимость продукции и не решает проблем ее качества. Ресурсосбережение может быть реализовано путем применения в качестве добавок отходов сульфатно- целлюлозного производства при условии разработки эффективных приемов их модификации для обеспечения комплексной корректировки свойств керамических масс на всех технологических переделах.

Энергетически выгодна полная (или частичная) замена суглинков на дисперсное техногенное сырье, имеющее «тепловое прошлое», с частичной или полной аморфизацией структуры (микрокремнезем, зола-унос).

Однако, несмотря на имеющиеся преимущества, эти отходы в естественном виде не пригодны как основное сырье для производства обжиговых материалов вследствие непластичности, высокой удельной поверхности, избыточного содержания отдельных ингредиентов. Для вовлечения кремнеземистых отходов в керамическое производство необходимо решить задачу синтезирования шихт, приближенных по своим свойствам к глиномассам, но ли- шенных их недостатков.

Таким   образом,   реализовать   потенциальные  возможности кремнеземистого природного и техногенного сырья в рамках суще ствующих технологических подходов довольно сложно и проблема изготовления обжиговых материалов на их основе требует изучения.

На основании фундаментальных исследований влияния газовой среды на физико-химические процессы при обжиге глиномасс и золокерамики, проведенных П.П. Будниковым, А.В. Нехорошевым, А.С. Садунасом, Б.И. Бондаренко, Р.Б. Оганесян, С.Т. Сулейменовым, С.Ж. Сайбулатовым, И.А. Тогжановым и другими, автором монографии разработано обоснование регулирования газовой среды при обжиге кремнеземистого сырья путем ввода в суглинки предварительно окисленных побочных продуктов лесохимии или направленным синтезом в сырце на основе техногенного сырья гидратных фаз, термическое разложение которых при обжиге при- водит к росту внутреннего парогазовыделения, что активизирует структурообразование и существенно влияет на характеристики строительной керамики.

Такая модификация свойств природного и техногенного кремнеземистого сырья обуславливает ее положительное воздействие на все технологические переделы, обеспечивая пластификацию сырьевых масс, упрочнение полуфабриката и улучшение ключевых показателей качества продукции.