Научная статья на тему 'Кислотоупорные керамические изделия на основе кирпично-черепичных глин Республики Татарстан'

Кислотоупорные керамические изделия на основе кирпично-черепичных глин Республики Татарстан Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
137
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Строительные материалы
ВАК
RSCI
Ключевые слова
КИРПИЧНО-ЧЕРЕПИЧНОЕ СЫРЬЕ / BRICK-TILE RAW MATERIALS / КИСЛОТОУПОРНАЯ КЕРАМИКА / МЕСТОРОЖДЕНИЯ / DEPOSITS / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ / ТУГОПЛАВКИЕ ГЛИНЫ / ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ / PILOT TESTS / ACID-RESISTANT CERAMICS / PROCESSING ADDS

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Пермяков Е.Н., Корнилов А.В., Садыков Р.К., Морозова С.В.

Выполнены исследования по получению кислотоупорного кирпича из общераспространенных полезных ископаемых, в частности из кирпично-черепичного сырья месторождений Республики Татарстан. Исследовано девять месторождений глинистого сырья, которое относится к различным минералого-технологическим разновидностям. Для управления микроструктурой керамики, в том числе регулирования ее плотности, использованы два способа: механоактивационная обработка сырьевых компонентов и применение эффективных модифицирующих добавок. Показана пригодность местных кирпично-черепичных глин Республики Татарстан для получения кислотоупорной керамики для предприятий химической промышленности. В результате опытно-промышленных испытаний получены изделия, которые по регламентируемым параметрам (кислотостойкость, прочность при сжатии, водопоглощение, водопроницаемость, термическая стойкость)соответствуют кислотоупорному кирпичу прямому, клиновому, радиальному классов А, Б и В, фасонному классов А и Б.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Пермяков Е.Н., Корнилов А.В., Садыков Р.К., Морозова С.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Acid-Resistant Ceramic Products Based on the Brick-Tile Clays of the Republic of Tatarstan

The studies for obtaining acid-resistant brick of common mineral resources, in particular from the brick-tile raw material deposits of the Republic of Tatarstan have been carried out. Theinformation about the stocks in the Russian Federation of the traditional raw material for acid-resistant ceramics refractory clay have been given. To control the microstructure of theceramic, and thus the regulation of its density two methods are used: mechanical activation processing of raw materials and efficient use of modifiers.The suitability of the local brickand The Republic of Tatarstan tile clay to produce new products have been demonstrated, such as acid-resistant ceramics for the chemical industry.As a result of pilot tests the productswhich correspond to the direct acid-resistant brick, arch, radial classes A, B and C, mold classes A and B by parameters such us acid resistance, compressive strength, waterabsorption, water permeability, thermal stykost have been obtained.

Текст научной работы на тему «Кислотоупорные керамические изделия на основе кирпично-черепичных глин Республики Татарстан»

УДК 666.774:553.611

Е.Н. ПЕРМЯКОВ, канд. техн. наук, А.В. КОРНИЛОВ, д-р техн. наук, Р.К. САДЫКОВ, канд. геогр. наук, С.В. МОРОЗОВА, инженер

ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» (420097, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Зинина, 4)

Кислотоупорные керамические изделия на основе кирпично-черепичных глин Республики Татарстан

Выполнены исследования по получению кислотоупорного кирпича из общераспространенных полезных ископаемых, в частности из кирпично-черепичного сырья месторождений Республики Татарстан. Исследовано девять месторождений глинистого сырья, которое относится к различным минералого-технологическим разновидностям. Для управления микроструктурой керамики, в том числе регулирования ее плотности, использованы два способа: механоактивационная обработка сырьевых компонентов и применение эффективных модифицирующих добавок. Показана пригодность местных кирпично-черепичных глин Республики Татарстан для получения кислотоупорной керамики для предприятий химической промышленности. В результате опытно-промышленных испытаний получены изделия, которые по регламентируемым параметрам (кислотостойкость, прочность при сжатии, водопоглощение, водопроницаемость, термическая стойкость) соответствуют кислотоупорному кирпичу прямому, клиновому, радиальному классов А, Б и В, фасонному классов А и Б.

Ключевые слова: кирпично-черепичное сырье, кислотоупорная керамика, месторождения, технологические добавки, тугоплавкие глины, опытно-промышленные испытания.

E.N. PERMYAKOV, Candidate of Sciences (Engineering), A.V. KORNILOV, Doctor of Sciences (Engineering), R.K. SADYKOV, Candidate of Sciences (Geography) S.V. MOROZOVA, Engineer

Central Research Institute for Geology of Industrial Minerals (4, Zinina Street, Kazan', Tatarstan, 420097, Russian Federation)

Acid-resistant ceramic products based on the brick-tile clays of the Republic of Tatarstan

The studies for obtaining acid-resistant brick of common mineral resources, in particular from the brick-tile raw material deposits of the Republic of Tatarstan have been carried out. The information about the stocks in the Russian Federation of the traditional raw material for acid-resistant ceramics - refractory clay have been given. To control the microstructure of the ceramic, and thus the regulation of its density two methods are used: mechanical activation processing of raw materials and efficient use of modifiers. The suitability of the local brick and The Republic of Tatarstan tile clay to produce new products have been demonstrated, such as acid-resistant ceramics for the chemical industry. As a result of pilot tests the products which correspond to the direct acid-resistant brick, arch, radial classes A, B and C, mold classes A and B by parameters such us acid resistance, compressive strength, water absorption, water permeability, thermal stykost have been obtained.

Keywords: brick-tile raw materials, acid-resistant ceramics, deposits, processing adds, pilot tests.

Предприятия нефтегазохимического кластера Республики Татарстан (РТ) являются одними из флагманов ее промышленного производства, и их доля в валовом региональном продукте очень значительна. Создание конкурентоспособных кислотостойких высокопрочных керамических материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами для предприятий химической промышленности РТ является актуальной задачей.

С целью дальнейшего вовлечения в эксплуатацию месторождений общераспространенных полезных ископаемых (ОПИ) для производства строительных материалов, сокращения сроков их ввода в эксплуатацию, а также для увеличения конкурентоспособности продукции существующих производств за счет внедрения новых технологий в РТ разработана «Концепция импорто-замещения в строительной отрасли на 2015—2016 гг.» [1]. В 2015 г. в рамках Государственного контракта по заказу Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» были выполнены исследования по получению кислотоупорного кирпича из кирпично-черепичного сырья местных месторождений.

Кислотостойкую керамику применяют для футеровки башен и резервуаров на химических заводах, печей, а также устройства полов в цехах с агрессивной средой. Кислотоупорные изделия отличаются высокой плотностью, прочностью и кислотостойкостью. Например, кислотоупорный кирпич по физико-техническим показателям в зависимости от класса и вида изделия должен соответствовать следующим нормам: кислотостойкость не менее 95—97,5%; прочность при сжатии не менее 30—55 МПа; водопоглощение не более 6—10%;

водопроницаемость 24—48 ч (ГОСТ 474—90 «Кирпич кислотоупорный. Технические условия»).

Для производства изделий кислотоупорной керамики, как правило, применяют тугоплавкие глины. Единых требований к качеству сырья, регулируемых государственными стандартами, нет, и пригодность сырья устанавливается по свойствам готовых изделий. В РФ для кислотоупорной керамики используют преимущественно тугоплавкие глины, запасы которых ограничены. В настоящее время государственным балансом учтено 78 месторождений тугоплавких глин, большинство которых расположено в Центральном, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах. В распределенном фонде недр находится 26 месторождений, разрабатывается 21 объект. На территории Приволжского федерального округа учтено 13 месторождений, из них разрабатываются два — в Самарской области и Республике Башкортостан (РБ). В РТ данное сырье отсутствует и разработка ресурсосберегающих технологий получения кислотоупорной керамики на основе местных ОПИ, в частности легкоплавких полиминеральных глин, является важным направлением.

Химически стойкая и высокопрочная керамика, как правило, имеет плотную структуру. Для управления микроструктурой керамики, а соответственно, и регулирования ее плотности можно использовать механоак-тивационную обработку исходных компонентов, применять эффективные модифицирующие добавки [2].

Улучшение спекаемости глинистого сырья может быть достигнуто путем введения в него добавок-плавней и добавок двойного назначения (порообразующих и повышающих прочностные характеристики), например

научно-технический и производственный журнал f -л-jj, f ^дjjijJJljlrf

август 2016 Vj! ®

Таблица 1

Минералого-технологическая диагностика глинистого сырья методами АЛА, СВ и ВА

Месторождение глинистого сырья РТ Муниципальный район РТ АЛА СВ Минералого-технологическая разновидность ВА

ОЕ, мг экв Чгл., усл. ед. К Содержание разбухающих минералов, % CaCO3, %

Ключищенское Верхнеуслонский 27 38 1,53 29 4а 0,04

Южно-Чистопольское Чистопольский 34 60 1,41 31 3б 0,26

Тетюшское Тетюшский 37 48 1,46 32 3б 4,64

Сарай-Чекурчинское Арский 34 56 1,51 30 3б -

Красногорское Мамадышский 34 41 1,39 30 3б 3,13

Сахаровское Алексеевский 23 12 1,71 21 4б 11,6

Алексеевское 32 51 1,63 26 4а -

Шигалеевское Пестречинский 37 74 1,59 31 3б -

Пестречинское 37 68 1,66 37 3а -

тугоплавких глин, цеолитсодержащих кремнистых пород и др. [3, 4].

С целью оценки возможности получения кислотоупорной керамики из кирпично-черепичных глин исследовано девять месторождений РТ: Ключищенское, Южно-Чистопольское, Сарай-Чекурчинское, Красногорское, Тетюшское, Шигалеевское, Алексеевское, Сахаровское и Пестречинское. Глины отличаются по химическому и минеральному составам, структурно-текстурным и морфологическим свойствам и относятся к различным минералого-технологическим разновидностям [5].

Минералого-технологическая диагностика исследуемого сырья методами адсорбционного люминесцентного анализа (АЛА), статической влагоемкости (СВ) и волюметрического анализа (ВА) показала, что пять проб глинистого сырья относятся к минералого-технологи-ческой разновидности 3б, две пробы — к разновидности 4а и по одной пробе — к разновидностям 3а и 4б (табл. 1). Классификация (типизация) по минералого-технологи-ческим разновидностям разработана для глинистого сырья, используемого для производства керамических кирпича и камней. Критериями диагностики сырья являются следующие параметры: обменная емкость (ОЕ), число глинистости (Чгл.), коэффициент К, содержание монтмориллонитового компонента (МК) и карбонатов. В зависимости от качества глинистое сырье подразделяется на семь разновидностей: монтмориллонит-гидрослюдистая глина — на разновидности 3а, 3б, 4а, 4б и 5а, гидрослюдистая — на 5б и 6а [6]. Установление разновидности позволяет прогнозировать качество сырья и керамических изделий, полученных по технологии пластического формования.

В качестве технологических добавок использовались монтмориллонитовая цеолитсодержащая глина Городи-щенского проявления РТ, цеолитсодержащая мергель-но-кремнистая порода Татарско-Шатрашанского месторождения РТ, тугоплавкая глина Талалаевского месторождения РБ.

На первом этапе исследования на лабораторных образцах определялись регламентируемые параметры (прочность, кислотостойкость и водопоглощение), по которым можно оценить пригодность исследуемого сырья для получения кислотостойкой и высокопрочной клинкерной керамики. Было выявлено оптимальное соотношение в шихте между исходным легкоплавким глинистым сырьем и технологическими добавками.

Двухкомпонентные керамические массы готовили путем смешивания в определенных соотношениях глинистого сырья и технологической добавки, измельчен-

ных до полного прохождения через сито № 063, увлажняли водой из расчета получения нормальной формовочной влажности, дважды пропускали через шнек-смеситель. После вылеживания глиномассы в течение суток формовали пластическим способом образцы-ба-лочки размером 160x40x40 мм методом набивки в формы. Образцы сушили сначала в естественных условиях на воздухе, потом в сушильном шкафу при температуре 105оС и обжигали в электрической печи. Обжиг лабораторных образцов проводили при температуре 1020, 1050, 1100 и 1150оС в электропечи типа СНОЛ 12/16. Режим обжига: подъем температуры до 500оС — 6 ч; выдержка при 500оС — 2 ч; подъем температуры от 500 до 1020 (1050,1100, 1150)оС — 16 ч; выдержка при конечной температуре — 3 ч; охлаждение до 50—60оС —24 ч.

Кислотостойкость определяли только на образцах, которые по водопоглощению и прочности при сжатии (с учетом опытного коэффициента пересчета на образцы стандартных размеров и минимальной температуры обжига) соответствовали нормативным требованиям.

Керамические образцы, изготовленные только из природного глинистого сырья и обожженные при температуре 1050 и 1100оС, по значению кислотостойкости (95,2—97,4%) соответствуют требованиям ГОСТ 474—90, предъявляемым к прямому, клиновому и радиальному кирпичу класса В и фасонному кирпичу классов А и Б. Для различных типов изделий, в том числе и высшего класса, оно должно находиться в пределах 95—97,5%. Показатели прочности при сжатии (46,8—154,2 МПа) и водопоглошения (1,3—9,5%) также удовлетворяют регламентируемым стандартным значениям (прочность не менее 30—55 МПа, водопоглощение — не более 6—10%).

Добавка монтмориллонитовой цеолитсодержащей глины в количестве 10 и 20% в глинистое сырье Ключи-щенского, Южно-Чистопольского, Красногорского, Тетюшского и Сарай-Чекурчинского месторождений позволяет получать кислотостойкую керамику с улучшенными свойствами. В зависимости от разновидности легкоплавкого природного глинистого сырья и содержания в нем технологической добавки показатель кислотостойкости увеличивается на 0,3—1,6%, вследствие чего улучшится качество кислотоупорного кирпича. В этом случае значение кислотостойкости отдельных образцов керамики удовлетворяет требованиям стандарта, указанным для прямого, клинового и радиального кирпича классов А и Б. Прочность при сжатии возрастает при введении добавки в сарай-чекурчин-скую (10 и 20%), красногорскую (10 и 20%) и ключи-щенскую (10%) глины. Некоторое снижение прочности наблюдается у образцов, приготовленных из южно-чи-

[ ■■ - >1'.: > ^ : г;-' научно-технический и производственный журнал август 2016

Рис. 1. Снимки керамических образцов, х1000: а - 100% ключищенской глины; б - 90% ключищенской глины+10% цеолитсодержащей глины; в - 100% южно-чистопольской глины; г-70% южно-чистопольской глины +30% цеолитсодержащей глины

стопольской и тетюшской глин, но ее значения остаются высокими.

Высокие прочностные характеристики керамики подтверждаются исследованием методом растровой электронной микроскопии. На рис. 1 представлены снимки (увеличение х1000) образцов, обожженных при 1100оС. Полученные керамические образцы имеют плотноспеченную структуру и незначительное количество пор. Подобная структура положительно сказывается и на показателе кислотостойкости.

Введение в глинистое сырье Шигалеевского месторождения цеолитсодержащей мергельно-кремнистой породы позволило получить кислотостойкую керамику с удовлетворительными свойствами, в то время как на образцах из исходной глины зафиксированы нитевидные трещины (при температуре обжига 1100оС) и трещины толщиной до 1 мм (1020оС). Добавка тугоплавкой глины Талалаевского месторождения приводит к увеличению прочностных характеристик лабораторных образцов. Показатель кислотостойкости керамики, полученной из двухкомпонентной сырьевой смеси, незначительно повышается или практически остается без изменения.

Добавка тугоплавкой глины в алексеевскую глину существенно не влияет на кислотостойкость образцов, при этом прочностные характеристики в основном снижаются.

Полученные образцы по показателю кислотостойко-сти также удовлетворяют требованиям ГОСТ 961—89 «Плитки кислотоупорные и термокислотоупорные керамические». Введение в глинистое сырье технологической добавки, например монтмориллонитовой цеолит-содержащей глины, позволяет получать большее количество марок кислотоупорных изделий и повысить их сортность. Например, плитки, приготовленные из 80% южно-чистопольской глины и 20% добавки, обожженные при 1100оС, имеют показатели кислотостойкости, водопоглощения и механической прочности, соответствующие маркам ТКГ (первого и высшего сортов), КС (первого и высшего сортов), КШ (первого и высшего сортов) и ТКШ (первого и высшего сортов). Из данного исходного глинистого сырья возможно получение изделий только марок КС, КШ и ТКШ первого класса.

Таким образом, из легкоплавкого глинистого сырья возможно получение кислотоупорной керамики, удовлетворяющей по показателям кислотостойкости, меха-

нической прочности и водо-поглощению требованиям, предъявляемым к кислотоупорному кирпичу и плитке.

С целью получения высокоплотного и прочного керамического камня при более низкой температуре обжига было исследовано влияние механической активации глинистого сырья в различных аппаратах (виброизмельчителе, шаровой мельнице и электромассклас-сификаторе) на физико-механические свойства керамических образцов. Исследования проводились на глинистом сырье минералого-техноло-гических разновидностей 3а (Пестречинское месторождение), 3б (Сарай-Чекурчинское) и 4б (Сахаровское).

Установлено, что механо-активация глинистого сырья с использованием различного помольного оборудования влияет на его реакционную способность. Вследствие этого сырье приобретает новые свойства и может быть использовано для получения высокоэффективной продукции, в частности кислотоупорных керамических материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Показано, что механическая активация глинистого сырья заметно улучшает его спекаемость, прочность при сжатии лабораторных керамических образцов увеличивается. Наиболее эффективна обработка глинистого сырья разновидности 3б в виброизмельчителе (прочность керамики при сжатии увеличивается в 2,2 раза), водопоглощение при этом снижается.

Эффективность активации зависит от свойств глинистого сырья, в частности от его спекаемости. Например, обработка глины разновидности 3а в электромассклас-сификаторе, обладающей лучшей спекаемостью из всего исследуемого сырья, практически не повлияла на характеристики образцов. Механоактивация глинистого сырья разновидности 3б приводит к увеличению прочности при сжатии на 75%. При этом значения прочности при сжатии и водопоглощения керамических образцов удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам керамическим кислотостойким.

При использовании механоактивационного глинистого сырья может быть снижена температура обжига керамики при сохранении ее прочностных характеристик. Эффективность применения такого технического решения зависит от энергетических затрат на процессы механоактивации глинистого сырья и обжига керамических изделий.

При выборе глинистого сырья для проведения опытно-промышленных испытаний были учтены результаты минералого-технологической диагностики, которые показали, что самым распространенным сырьем является разновидность 3б (табл. 1). По результатам исследования, полученным для данной разновидности одного месторождения, можно прогнозировать и качество глинистого сырья на аналогичных (четырех) месторождениях. С учетом этого перспективной является и минера-лого-технологическая разновидность 4а, к которой относится глинистое сырье двух месторождений (Ключи-щенское и Алексеевское).

Критериями выбора улучшенных сырьевых смесей для проведения опытно-промышленных испытаний являлись физико-механические характеристики лабора-

научно-технический и производственный журнал |г

42 август 2016

Таблица 2

Химический состав исследуемого сырья

Наименование глины Содержание в % к массе абсолютно сухого вещества

SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 FeO MnO CaO MgO Na2O K2O P2O5 SO3 общ ППП

Алексеевская 75,91 0,72 10,33 4 0,19 0,06 1,11 0,95 1,27 1,7 0,1 0,1 3,66

Шигалеевская 66,3 0,84 13,36 6,3 0,2 0,11 1,82 1,87 1,06 2,07 0,1 0,06 5,97

Талалаевская 59,07 1,62 23,37 3,36 0,24 0,02 0,96 0,76 0,19 0,76 0,04 0,08 9,51

Таблица 3

Физико-механические характеристики лабораторных образцов

Состав шихты Температура обжига, оС Общая усадка, % Водопоглощение, % Средняя плотность, г/см3 Предел прочности Кислотостойкость, %

при изгибе, МПа при сжатии, МПа

100% алексеевской глины 1120 6,8 5,6 2,08 11,7 106,4 98,7

1150 11,9 2,7 2,16 12,7 133,9 98,1

90% алексеевской глины + 10% талалаевской глины 1120 7 6,8 2,02 11,7 68,5 98,1

1150 11,5 5,4 2,05 12 68,3 98,5

80% шигалеевской глины + 20% талалаевской глины 1050 15,5 4,8 2,13 19,7 128,7 97,6

1120 11,8 1,7 2,24 20,3 122,9 97,8

70% шигалеевской глины + 20% талалаевской глины + 10% кварцевого песка 1050 12,9 6,2 2,09 17,8 80,7 95,5

1120 11,6 3,7 2,16 13,4 105,4 96,4

торных образцов и параметры технологических режимов (температура обжига, использование технологических добавок, применение исходного или механоакти-вированного глинистого сырья) их получения.

Идеальным вариантом является сырьевая смесь, состоящая только из исходного глинистого сырья, а температура обжига образцов была бы минимальной. Введение в смесь технологической добавки требует проведения операции по пробоподготовке. Применение механоак-тивированного сырья влечет также дополнительные затраты, и в этом случае нужно проводить расчеты по экономической эффективности двух методов улучшения свойств керамических изделий: проведение обжига при повышенной температуре и механоактивация глинистого сырья, керамика из которого обжигается при меньшей температуре с сохранением ее характеристик.

С учетом вышеизложенного из пяти месторождений минералого-технологической разновидности 3б (табл. 1) для опытно-промышленных испытаний было выбрано глинистое сырье Шигалеевского, из двух месторождений разновидности 4а — глинистое сырье Алексеевского месторождения. Для проведения испытаний были отобраны две укрупненные (полузаводские) пробы глинистого сырья с действующих карьеров. В качестве технологической добавки использовали тугоплавкую глину Талалаевского месторождения (РБ) и речной кварцевый песок месторождения «Остров Золотой» (РТ) с модулем крупности 0,73.

Химический состав глинистого сырья приведен в табл. 2. По содержанию Al2O3 в прокаленном состоянии (14,2%) шигалеевская глина относится к группе полукислого сырья, алексеевская (менее 14%) — к группе кислого сырья.

С целью улучшения физико-механических свойств керамики, в частности кислотостойкости, на стадии лабораторно-технологических испытаний были исследованы четыре сырьевые смеси: 1) 100 % алексеевской глины; 2) 90% алексеевской глины + 10% тугоплавкой глины; 3) 80% шигалеевской глины +20% тугоплавкой глины; 4) 70% шигалеевской глины +20% тугоплавкой глины +10% кварцевого песка. При этом температура

обжига составляла 1050, 1120 и 1150оС, физико-механические характеристики образцов представлены в табл. 3.

Полученные образцы имеют удовлетворительный внешний вид, общая усадка равна 6,8—15,5%; водопоглощение — 1,7—6,8%; прочность при сжатии — 68,3—133,9 МПа; прочность при изгибе — 11,7—20,3 МПа, кислотостойкость - 95,5-98,7%.

Значения кислотостойкости у керамики, полученной из шихт, содержащих алексеевскую глину, практически одинаковы; более высокую прочность при сжатии имеют образцы, отформованные из 100% глины. Повышение температуры обжига с 1120 до 1150оС незначительно влияет на данные характеристики. Следовательно, оптимальные параметры имеют образцы, отформованные из исходного глинистого сырья и обожженные при температуре 1120оС, кроме того, применение однокомпонентной сырьевой шихты для получения готовой продукции является экономически более выгодным.

Сравнительная оценка сырьевых шихт на основе шигалеевской глины показала, что лучшие свойста имеет керамика, полученная из двухкомпонентной смеси: 80% шигалеевской глины и 20% тугоплавкой глины. Ее кислотостойкость выше на 1,4-2,1%, прочность при сжатии — на 17-60%. При этом увеличение температуры обжига с 1050 до 1120оС не приводит к заметному улучшению свойств.

С учетом полученных результатов опытно-промышленные испытания проводились на следующих сырьевых шихтах: первая - 80% глинистого сырья Шигалеевского и 20% тугоплавкой глины Талалаевского месторождений, температура обжига 1070оС; вторая - 100% глины Алексеевского месторождения, температура обжига 1130оС.

Опытные образцы керамических изделий размера 1НФ были получены способом пластического формования на технологической линии ФГУП «ЦНИИгеол-неруд», предназначенной для проведения укрупненных (опытно-промышленных) испытаний глинистого сырья. Оборудование линии соответствует современным требованиям технологии изготовления керамического

. •■■ >' у. : , ^ : г;-' научно-технический и производственный журнал август 2016

кирпича и позволяет проводить укрупненные испытания на малообъемных пробах массой 0,5—1 т.

В результате опытно-промышленных испытаний из исходного глинистого сырья Алексеевского месторождения при температуре обжига 1130оС получен полнотелый кислотоупорный кирпич со следующими характеристиками: кислотостой-кость — 98,2%; прочность при сжатии — 69 МПа; прочность при изгибе — 7,2 МПа; водопоглоще-ние — 4,1%; средняя плотность — 2,1 г/см3; общая усадка 9%.

Из сырьевой шихты, состоящей из 80% глинистого сырья Шигалеевского месторождения и 20% тугоплавкой глины Талалаевского месторождения, при температуре обжига 1070оС получен кирпич с кислотостойкостью 97,7%, прочностью при сжатии 76,2 МПа, прочностью при изгибе 8,4 МПа, водопоглощением 5,1%, средней плотностью 2,1 г/см3. Общая усадка 14,1%.

Для полученных изделий также были определены водопроницаемость, термическая стойкость и морозостойкость, у всех образцов водопроницаемость составляет 48 ч, термическая стойкость — 3 теплосмены, морозостойкость — 100 циклов.

По регламентируемым параметрам (кислото-стойкость, прочность при сжатии, водопоглоще-ние, водопроницаемость, термическая стйкость) изделия соответствуют кислотоупорному кирпичу прямому, клиновому, радиальному классов А, Б и В, фасонному классов А и Б.

На рис. 2 приведена технологическая схема получения кислотоупорного кирпича из глинистого сырья минералого-технологической разновидности 3б (Шига-леевское месторождение). В схеме получения изделий из сырья разновидности 4а отсутствуют операции подготовки технологической добавки и смешения. Оборудование применяется стандартное, используемое на керамических заводах по производству стеновых керамических материалов.

Рис. 2. Технологическая схема получения кислотоупорного кирпича из глинистого сырья минералого-технологической разновидности 3б

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о принципиальной возможности использования местных кирпично-черепичных глин Республики Татарстан для получения кислотоупорной керамики для предприятий химической промышленности. Из глинистого сырья Шигалеевского и Алексеевского месторождений получен высокопрочный кислотоупорный кирпич, удовлетворяющий техническим требованиям нормативных документов.

Список литературы

1. Концепция импортозамещения в строительной отрасли на 2015—2016 гг. в Республике Татарстан. Распоряжение Кабинета министров Республики Татарстан от 19.09.2015 г. № 2091-Р.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Корнилов А.В., Лузин В.П. Эффективные способы переработки глинистого сырья для получения изделий строительной керамики // Стекло и керамика.

2004. № 1. С. 24-26.

3. Цыплаков Д.С., Корнилов А.В., Гревцев В.А., Пермяков Е.Н. Активированная цеолитсодержащая добавка для получения керамических материалов // Вестник Казанского технологического университета. 2015. № 19. С. 163-165.

4. Цыплаков Д.С., Корнилов А.В., Лыгина Т.З., Пермяков Е.Н. Влияние активационного измельчения тугоплавкого глинистого сырья на свойства керамических материалов // Вестник Казанского технологического университета. 2016. № 8. С. 68-72.

5. Васянов Г.П., Горбачев Б.Ф., Красникова Е.В., Садыков Р.К. Использование ресурсов глинистого кирпичного сырья Республики Татарстан для строительного комплекса // Строительные материалы. 2015. № 8. С. 17-22.

6. Корнилов А.В., Пермяков Е.Н., Лыгина Т.З. Минералого-технологические разновидности глинистого сырья для производства керамического кирпича и керамзитового гравия // Стекло и керамика.

2005. № 8. С. 29-31.

References

1. The concept of import substitution in structural branch for 2015-2016 in the Republic of Tatarstan. Order of the Office of the Minister of the Republic Tatarstan of 19.09.2015 No. 2091-P.

2. Kornilov A.V., Luzin V.P. Effective methods conversions of clay raw materials for obtaining products of construction ceramics. Steklo i keramika. 2004. No. 1, pp. 24—26. (In Russian).

3. Tsyplakov D.S., Kornilov A.V., Grevtsev V.A., Permja-kov E.N. The activated additive containing zeolite for receipt of ceramic materials. Vestnik kazanskogo tekhno-logicheskogo universiteta. 2015. No. 19, pp. 163—165. (In Russian).

4. Tsyplakov D.S., Kornilov A.V., Lygina T.Z., Permja-kov E.N. Influence of an activation refinement of refractory clay raw materials on properties of ceramic materials. Vestnik kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2016. No. 8, pp. 68-72. (In Russian).

5. Vasyanov G.P., Gorbachev B.F., Krasnikova E.V., Sadykov R.K. Use of resources of clay brick raw materials of the Republic of Tatarstan for a structural complex. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 8, pp. 17-22. (In Russian).

6. Kornilov A.V., Permyakov E.N., Lygina T.Z. Mineral-technological kinds of clay raw materials for production of a ceramic brick and ceramsite gravel. Steklo i keramika. 2005. No. 8, pp. 29-31. (In Russian).

научно-технический и производственный журнал |r ('SJÜiil^J-'

44 август 2016 Vj! ®

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.