Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49

Применение центробежно-ударных мельниц в подготовке глинистого сырья

Гаркави М.С., Артамонов А.В.

Показано, что при использовании глинистого сырья низкого качества с высоким содержанием карбонатов целесообразно его тонкое измельчение. Использование центробежно-ударных мельниц позволяет подготовить сырье для производства керамических изделий пластическим и полусухим прессованием.

Ключевые слова: низкокачественное глинистое сырье, карбонатные включения, помол, центробежно-ударная мельница

It is shown that when using of low quality raw clay with a high content of carbonates expedient his fine grinding. Using centrifugal-impact mills allows you to prepare a raw material for production of ceramics and plastic dry pressing.
Keywords: low-quality raw clay, carbonate inclusions, grinding, centrifugal-impact mill

Для многих керамических заводов России повышение качества выпускаемой продукции и расширение ее ассортимента является важной задачей. При этом производители керамических изделий сталкиваются с отсутствием качественного глинистого сырья, т.к.  для глинистых пород многих регионов России характерны низкая пластичность, повышенное содержание карбонатов, трудность образования спекшегося черепка и др.

Действенным средством обеспечения качества получаемого кирпича, в том числе и лицевого, является тонкое измельчение сырья. Этот технологический прием широко используется при производстве тонкой строительной и оксидной керамики. В результате тонкого измельчения не только улучшаются условия компактирования пресс-порошков, но и увеличивается их реакционная способность. 

Повышение реакционной способности связано с созданием дефектов на поверхности частиц, что реализуется при измельчении сырья в  центробежно-ударных мельницах, которые широко применяются при измельчении различных материалов [1].

Измельчение в этих мельницах основано на механическом разгоне твердых частиц и осуществляется путем сво­бодного удара частиц о неподвижную преграду, возможно взаимное соударение частиц (рисунок 1). Совокупность таких измельчающих воздей­ствий и наличие встроенного воздушного классификатора определяет узкий гранулометрический состав полученного продукта, одинаковую форму частиц с высокой дефектностью. За счет изменения скорости и направления движения воздушных потоков в зоне измельчения и в классификаторе можно в достаточно широких пределах регулировать размер частиц получаемого материала.

 

Рисунок 1. Схема измельчения материала в центробежно-ударной мельнице

Отличительной особенностью центробежно-ударных мельниц является их высокая энергонапряженность (более 10 кВт/кг), что предопределяет осуществление в них процесса механохимической активации измельчаемого материала, т.е. создание структурных микродефектов и активных поверхностных центров. Эти структурные дефекты и активные центры на поверхности глинистых частиц характеризуются избыточной свободной энергией, следовательно, обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к воде при получении формовочных масс. Это приводит к интенсификации процесса спекания керамических изделий и повышению их физико-механических показателей [2].

Как отмечено выше, измельчение глинистого сырья в центробежно-ударной мельнице обеспечивает получение монофракционного пресс-порошка, что существенно улучшает условия прессования кирпича при полусухом способе производства [3].

В таблице 1 приведены физико-технические показатели полнотелого кирпича, изготовленного методом полусухого прессования (давление 20 МПа) из среднепластичной глины месторождения «Красная Башкирия» (Республика Башкортостан, Абзелиловский район).  Пресс-порошок с максимальной крупностью частиц 1 мм получен измельчением глины в вибрационной мельнице (ВМ) и в центробежно-ударной мельнице (МЦ).

Таблица 1 - Физико-технические показатели

Способ измельчения  Влажность пресс-порошка, %  Плотность кирпича, кг/м3  Усадка, %  Водопоглощение, %  Предел прочности при сжатии, МПа 
воздушная огневая
ВМ 6,9 1710 2,67

2,41

7,3

29,5
МЦ 9,0 1720 1,21 0,98 5,8 41,8

Самым эффективным способом подготовки сырья с высоким содержанием карбонатных и каменистых включений как для заводов пластического, так и полусухого прессования кирпича является тонкий помол глины до класса < 250 мкм. Этот способ подготовки сырья в соответствии с рекомендациями ООО «НИИКЕРАМ» реализован при реконструкции сушильно-помольного отделения кирпичного завода ООО «Глинвич» (Тверская область).

Для измельчения глины Неноро-Филимоновского месторождения на указанном заводе установлена полнокомплектная линия, которая включает в себя не только измельчительный комплекс КИ 1,6 (рисунок 2), но и оборудование для предварительной подготовки исходного сырья (сушка, дробление, классификация), а также системы аспирации, питатели и емкости для хранения используемых компонентов и готовой продукции.

Рисунок 2. Измельчительный комплекс КИ для подготовки глины

Применение такого способа подготовки глинистого сырья, нехарактерного для производства керамического кирпича, как в России, так и за рубежом, позволило получить лицевой кирпич, по всем показателям соответствующий требованиям нормативных документов (рисунок 3).

а)    б)

 

Рисунок 3. Внешний вид лицевого кирпича из глины до (а)  и после (б) центробежно-ударного измельчения

Таким образом, применение центробежно-ударной техники  при использовании для производства кирпича низкокачественного глинистого сырья является эффективным средством обеспечения получения готовой продукции с высокими физико-техническими и эстетическими показателями.

Литература

1. Воробьев В.В., Кушка В.Н., Свитов В.С., Гаркави М.С. Современное оборудование для измельчения и классификации материалов // Вестник БГТУ. –2003.- №6. – С.280-284.

2. Шаталова В.В., Турченко А.Е. Термодинамическая оценка сорбционной способности глинистых дисперсий и формирования микроструктуры керамических масс при введении полимерных добавок // Физико-химические проблемы строительного материаловедения. – 2008. - №1. – С.36-46.

3. Гуров Н.Г., Гурова О.Е., Стороженко Г.И. Инновационные направления технологической и аппаратурной реконструкции заводов полусухого прессования // Строительные материалы. – 2013. - №12. – С.52-54.

Скачать статью () в PDF