НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЫРЬЯ ЗАЮКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВСПУЧЕННОГО ПЕРЛИТА
техник 2 категории
Северо-кавказский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Белгородский государственный технологический университет им. ”
г. Минеральные Воды
SOME ASPECTS OF THE USE OF RAW MATERIALS ZAYUKOVSKOE FIELD FOR PRODUCTION OF EXPANDED PERLITE
Esipova Anastasia Aleksandrovna
technician 2 category
North Caucasian branch of Federal state budgetary educational institution of higher professional education “Belgorod state technological University named after. V. G. Shukhov”
Mineralnye Vody
АННОТАЦИЯ.
Вспученный перлит является одним из наиболее эффективных тепло-изоляционных материалов, представляющий собой зерна песчаных или щебеночных фракций белого цвета с насыпной плотностью от 50 кг/м3 и выше, коэффициентом теплопроводности 0,04-0,05 Вт/(м ·?К). В отличие от органических теплоизоляционных материалов вспученный перлит со временем не меняет свои свойства, не подвержен коррозионному воздействию животного или растительного происхождения, не говоря о высоких экологических преимуществах.
Ключевые слова: перлит, минеральные плавни, вулканическое стекло, разработка месторождения.
ABSTRACT.
Expanded perlite is one of the most effective heat-insulating materials, which is a grain of sand or crushed stone of the fractions of white color with a bulk density of from 50 kg/m3 and above, coefficient of thermal conductivity 0,04-0,05 W/(m •OK). Unlike organic insulation materials expanded perlite with time does not change its properties, not subject to the corrosive effects of animal or vegetable origin, not to mention the high environmental benefits.
Key words: perlite, mineral marshes, volcanic glass, development of the field.
Вспученный перлит в России производится в основном из импортного сырья месторождений Армении, Турции, Украины, Грузии и др. стран, что естественно приводит к повышению цены этого материала.
В Северо-Кавказском регионе, в Кабардино-Балкарской республике, имеется Заюковское месторождение перлитовых пород, расположенное в 48 км от г. Нальчика. Запасы, способных вспучиваться, обсидиано-туфогенных песков составляют примерно 6080 тыс. м3. Промышленное применение сырья Заюковского месторождения в настоящее время не освоено из-за высоких температур вспучивания (порядка 1100 °С).
В связи с этим целью настоящей работы является изучить возможность получения вспученного перлита из пород Заюковского месторождения при пониженных температурах вспучивания.
Вовлечение перлитовых горных пород Заюковского месторождения в технологию производства вспученного перлита, возможно снижения температуры вспучивания при введении в сырье добавок минеральных плавней
Использование перлитового сырья Заюковского месторождения для организации промышленного выпуска вспученного перлита. При этом себестоимость снижается в 3-4 раза по сравнению с перлитом, полученным из импортного сырья, а также это позволит расширить номенклатуру тепло-, звукоизоляционных и др. легких материалов в строительстве России.
По зерновому составу данная порода выгодна тем, что в естественном залегании содержится значительное количество мелких фракций, что исключает процесс дробления
Примерная стоимость перлитового сырья, поступающего из Турции 5200 руб., из Украины 4000-4800 руб., из Армении 4300 руб. за 1 тонну сырья. Стоимость перлитового сырья Заюковского месторождения составляет порядка 1000-2000 руб., месторождение открытое. Планируемая прибыль составляет примерно 4000-5000 руб. на тонну сырья.
Месторождение представлено мелкозернистыми обломками вулканического стекла, располагаемых в урочище Хаюковской балки. В месторождении присутствуют открытые участки перлитовых пород на склонах балки. По зерновому составу перлитовые породы в естественном залегании на различных уровнях (на поверхности, на глубине 0,7м, 1,5 м и 2,5 м) мало различаются и содержат значительное количество мелких фракций (до 60-70 % фракции менее 2,5 мм и до 30-35% фракций менее 1,25 мм, таблица 1), что может позволить исключить процесс дробления породы.
Горнотехнические условия разработки Заюковского месторождения перлитов благоприятные, поэтому разработки можно вести открытым способом, месторождение не обводнено. Так как полезная толщина месторождения сложена рыхлыми мало сцементированными обломочными породами туфогенно-обсидиановых песков, открытая разработка его может быть организованна сравнительно просто и будет требовать незначительных капитальных затрат.
Таким образом по зерновому и химическому составам, по показателям пористости и др. свойствам перлитовые породы Заюковского месторождения укладываются в требования ГОСТ 25226-96 на щебень и песок перлитовый для производства вспученного перлита.
Для изучения процессов вспучивания перлитового сырья была выбрана муфельная электропечь ЭКПС-10В. Электропечь предназначена для термической обработки керамики, стекла, керамзита, перлита, вермикулита и других материалов, кроме щелочных и их соединений.
Электропечь оснащена микропроцессорным регулятором температуры и работает от сети переменного тока 220 ±10% В и частотой 50±1 Гц [1].
В зависимости от класса породы испытания проводят при одностадийном вспучивании либо в две стадии с предварительной термоподготовкой.
При вспучивании в две стадии навеску песка с потерями при прокаливании более 4,5% предварительно нагревают до температуры 350°С и выдерживают при этой температуре 15 мин. При одностадийном вспучивании предварительную термообработку не проводят [2].
Порядок проведения испытания:
Разогревают муфельную печь до температуры 1050°С, помещают в нее навеску песка фракцией 0,63 - 1,25 мм, 1,25-2,5 мм, или 2,5-5 мм массой 50 г, в графитовом тигле и проводят вспучивание.
При открывании двери муфельной печи и загрузке графитового тигля с пробой происходит понижение температуры в муфеле печи от заданной. В связи с этим выдерживают пробу в печи до достижения заданной температуры, а затем выдерживают еще в течение 45 с. После чего пробу извлекают из печи пользуясь перчатками и тигельными щипцами.
За окончательный результат принимают температуру, при которой получены минимальные значения насыпной плотности вспученного перлитового щебня.
В результате проделанной работы выполнено:
- Изучены зерновой и химический составы, а также плотность и пористость проб перлитовых пород, отобранных на различных уровнях Заюковского месторождения. По химическому составу перлитовые породы Заюковского месторождения отличаются от перлитовых пород турецкого месторождения по содержанию SO3, CaO+MgO, Fe2O3, количество которых примерно в 2-4раза превышает их количество в породах турецкого месторождения Установлено соответствие требованиям ГОСТ 25226-96 «Щебень и песок перлитовые для производства вспученного перлита. Технические условия» перлитовых пород Заюковского месторождения. Определены лабораторная методика и приборы для изучения процессов вспучивания перлитовых пород.
- Представлены технические характеристики лабораторной муфельной печи для вспучивания перлитовых пород и экспресс-методика определения насыпной плотности вспученного перлита. Изучена вспучиваемость перлитового сырья Заюковского и турецкого месторождений различного фракционного состава в зависимости от температуры. Установлено, что при вспучивании в муфельной печи фракций перлитового сырья 0,63-1,25 мм достигается наименьшая насыпная плотность перлита, равная 190 кг/м? при температуре 1030?С из сырья Заюковского месторождения, и 182 кг/м? при температуре 940 0С из сырья турецкого месторождения [3]. Предложен коэффициент пересчета насыпной плотности вспученного перлита, полученного в лабораторной муфельной печи, и насыпной плотности перлита, полученного в промышленных шахтных или вращающихся печах, равный 2,5. Показана возможность понижения температур вспучивания перлитового сырья за счет введения добавок карбоната кальция или сернокислого натрия.
Данная разработка весьма актуальна, так как в России действует государственная программа импортозамещения. Это не только позволит расширить номенклатуру тепло-, звукоизоляционных и др. легких материалов в строительстве нашей страны, но и даст возможность созданию новых рабочих мест.
Список литературы:
1. Энциклопедия знаний // Вспученный перлит: сайт. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www. pandia. ru/793609/ (дата обращения 6.03.14).
2. , Отечественные и зарубежные материалы и изделия из вспученного перлита: сборник научных докладов № 18 XVIII-й Юбилейной международной научно-практической конференции, 2013. — 203 с.
3. Отходы производства щебня и песка из перлитов в качестве заполнителей для бетонов [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://otherreferats. allbest. ru/construction/00119846_0.html (дата обращения: 7.03.14).
