Как делается керамзит?

Само слово «керамзит» в переводе с греческого обозначает «обожженная глина». Уже из этого названия понятно, что для получения керамзита глину нужно обжечь. Сущность технологического процесса сводится к следующему: подготовленную глину подвергают резким тепловым ударам, что позволяет добиться пористости материала, его вспучивания. Благодаря оплавлению внешней оболочки, керамзит герметизируется и приобретает высокую прочность.

Содержание статьи:

Особенности технологии производства

Сырьем для получения керамзита являются преимущественно осадочные глинистые породы, реже – метаморфические (аргиллит, глинистые сланцы и другие камнеподобные породы).

Они имеют сложный состав и включают в себя как глинистые минералы (гидрослюды, каолинит и т. д.), так и полевой шпат, кварц, карбонаты, органические и железистые примеси.

Из чего же делают этот строительный материал? Лучше всего для изготовления керамзита подходят глины, которые содержат максимум 30% кварца.

Подходит ли тот или иной материал для производства, устанавливают с помощью специальных исследований. Главные требования к сырью:

  1. возможность вспучивания при обжиге;
  2. легкоплавкость;
  3. определенный интервал вспучивания.

Иногда в сырье вводят специальные добавки для повышения коэффициента вспучивания. В качестве добавки может быть использованы органические (соляровое масло, мазут и др.), железистые вещества, горные породы (перлит, алунит и т. п.) или искусственные вещества.

В результате переработки исходного сырья получают сырцовые гранулы определенных размеров и состава. Эти гранулы поддаются термической обработке: они просушиваются, обжигаются и охлаждаются. На следующем этапе полученный материал сортируют по плотности и в случае надобности дробят на более мелкие фракции. После сортировки керамзит готов к складированию или отгрузке к месту использования.

Основные этапы изготовления керамзита:

  • завоз сырья;
  • сушка глины;
  • обжиг сырья;
  • охлаждение гранул;
  • разделение на фракции;
  • транспортировка и складирование.

Добыча исходного сырья

Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов.

Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты.
Если выполняется добыча камнеподобных пород, таких как аргиллиты или глинистые сланцы, прибегают к проведению буровзрывных работ. Разработку таких пород можно делать круглый год, в том время как мягкие породы добывают лишь в определенный период.

Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.

Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу.

Способы получения керамзитовых гранул

Существует четыре основных способа изготовления керамзита, которые отличаются своей технологией:

  1. сухой;
  2. мокрый;
  3. порошково-пластический;
  4. пластический.

Выбор конкретного способа зависит от качества сырья.

Сухой способ

Этот способ является наиболее простым. Он применяется в случае, когда имеют дело с камнеподобным сырьем. Вначале его дробят, затем отправляют во вращающуюся печь. Такой способ наиболее эффективен, если порода однородная, без вредных включений. Он отличается невысокими затратами и низкой энергоемкостью.

Мокрый (или шликерный) способ

Глину помещают в емкости большого размера – глиноболтушки. Затем ее разводят водой, получая шликер влажностью около 50%. Его подают насосами в шламбассейн, откуда он перемещается во вращающуюся печь. Здесь он разбивается на отдельные гранулы. Их высушивают газы, которые выходят из печи.

Мокрый способ требует большого расхода топлива, поскольку шликер имеет высокую влажность. Однако он позволяет очищать сырье от каменистых включений, вводить в него добавки, получать однородную массу. Его используют в случае высокой влажности исходного сырья.

Пластический способ

Этот метод наиболее распространен при производстве керамзита. Он предусматривает увлажнение рыхлого сырья и его переработку в вальцах или глиномешалках. Процесс изготовления керамзита напоминает производство кирпича.

Из полученной массы на дырчатых вальцах или ленточных прессах формируют цилиндрические гранулы, которым позже придается шарообразная форма. Гранулы сразу отправляют во вращающуюся печь или дополнительно просушивают в специальных барабанах.

Пластический способ более сложный, энерго- и капиталозатратный, чем сухой, но он позволяет сделать материал с лучшими свойствами. Во время переработки природная структура сырья нарушается, оно гомогенизируется, поэтому имеет более высокий коэффициент вспучивания.

Порошково-пластический способ

Вначале сухое сырье доводят до порошкообразного состояния, затем разводят водой. В итоге получают пластичную массу, из которой формируют гранулы. Этот метод является довольно затратным, поскольку необходимо дополнительно выполнять измельчение материала. Еще одним недостатком является необходимость дополнительной сушки гранул.

Поскольку качество готового материала зависит от качества сырцовых гранул, сырье необходимо хорошо перерабатывать и формировать одинаковые по размеру гранулы. Их параметры устанавливаются в зависимости от коэффициента вспучивания сырья.

Охлаждение гранул

После обжига керамзит следует охладить. Охлаждение начинается еще во вращающейся печи, благодаря поступающему воздуху. Далее оно продолжается в аэрожелобах, барабанных холодильниках и т. п.

От того, насколько быстро выполнено охлаждение гранул, зависит прочность материала. Если охлаждение произошло слишком быстро, гранулы могут треснуть. При медленном охлаждении качество материала может снизиться в результате размягчения и смятия гранул.

Поэтому керамзит охлаждают до 800-900 градусов сразу же после вспучивания. После этого выполняют охлаждение до 600-700 градусов на протяжении 20 минут.

Это нужно для того, чтобы затвердение произошло без большого термического напряжения, и сформировались кристаллические минералы, которые увеличивают прочностные качества материала. Дальнейшее охлаждение можно выполнять довольно быстро.

Фракционирование и транспортировка

Для фракционирования применяют барабанные грохоты, которые имеют цилиндрическую или многогранную форму.

Транспортируют керамзит в пределах завода пневматическим способом или по ленточному конвейеру. Более популярен конвейерный способ, так как транспортировка по трубам с помощью воздушного потока приводит к повреждению оболочки и дроблению гранул.

Хранят готовый материал на складе силосного или бункерного типа. Для этого керамзит предварительно фасуют по специальным влагозащитным мешкам различного объема.

Сертификация материала

Поскольку технология получения керамзита довольно трудоемкая и сложная, любые нарушения могут негативно повлиять на качество изделий. Поэтому при покупке обязательно необходимо ознакомиться с сертификатом соответствия.

Существует ГОСТ 9759-76, в котором указаны требования к параметрам гранул, весу и прочности керамзита. Именно прочность выступает главным показателем, который принимают во внимание при допуске материала в эксплуатацию.

Керамзит является важным компонентом керамзитобетона, и ни одна компания по изготовлению легких бетонов не станет приобретать его без наличия нужных документов. Кроме этого, он получил широкое применение в сфере строительства. В сертификате соответствия указывается информация об экологической безопасности материала, его соответствии санитарным нормам, даются рекомендации относительно хранения и транспортировки.

Оборудование для производства керамзита

Линия для получения керамзита состоит из:

  • рыхлительных устройств;
  • дырчатых вальцов;
  • глиномешалки;
  • сушильных барабанов;
  • печи для проведения обжига;
  • бункеров;
  • пневматических транспортеров;
  • ленточных или других конвейеров;
  • лотков;
  • сортировщиков гравия и др.

Для первичной обработки сырья используется специальная дробилка. Она включает в себя узел измельчения, который состоит из таких элементов:

  1. лопастные валы, вращающиеся в направлении друг друга;
  2. жесткая рама;
  3. привод с зубчатой передачей;
  4. приемный бункер.

Когда валы начинают вращаться, сырье измельчается до требуемых размеров. Для введения специальных добавок применяется смеситель.

Обжиг сырья происходит во вращающейся печи. Она имеет цилиндрический стальной корпус и состоит из таких элементов:

  • загрузочная и разгрузочная головка;
  • опорная станция;
  • приводы;
  • уплотнения концов печи;
  • кожух венцовой пары и т. д.

Для установки печки оборудуют фундамент. В роли опоры используют сварную раму и ролики, регулируя их положение.

Производство в домашних условиях

Используя качественное оборудование, можно изготовить около 250 тыс. куб. м керамзита за год. Для получения керамзита в домашних условиях можно использовать мини завод. Топливом для него может служить мазут, уголь или природный газ.

С помощью мини завода можно получать керамзитовый песок с размером гранул от 0,16 до 5 мм. Для их изготовления гранулированное или измельченное сырье обжигают в печи кипящего слоя. Очень часто для домашнего использования приобретают специализированные дробилки, которые значительно упрощают сам процесс производства.

Стоит отметить, что имея чертежи, материал и желание — дробилку для керамзита можно сделать своими руками.

Используя мини завод, можно произвести керамзитовый песок из некондиционного гравия. Чтобы получить глинозольный керамзит, в качестве сырья используют легкоплавкие породы и золу от сжигания каменного, бурого угля или торфа. В итоге получается заполнитель, свойства которого похожи на свойства обычного керамзита. Зольный керамзит можно получать как обжиговым, так и безобжиговым способом.

С помощью такого приспособления можно произвести примерно 30 тыс. куб. м материала за год. Получение керамзита является довольно энергоемким, но отличная производительность и хороший спрос на продукцию обусловливают быструю окупаемость проекта.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *