Стеновые керамические материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья

• Автор: Столбоушкин, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 395 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОГО И ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛОВ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)
1Л Проблемы сырьевой базы предприятий стеновых керамических материалов
1.2 Предпосылки использования техногенных отходов в производстве керамических стеновых материалов
1.3 Отечественный и мировой опыт производства изделий стеновой керамики из неспекающегося малопластичного природного и техногенного сырья
1.3.1 Стеновая керамика из тощих неспекающихся суглинков
1.3.2 Отечественный опыт использования техногенных отходов в
производстве стеновой керамики
1.3.3 Зарубежная практика производства изделий стеновой
керамики из техногенного сырья
1.4 Заключение по 1-й главе. Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО И ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
2.1 Структурно-методологическая схема исследований
2.2 Методы исследований
2.3 Результаты исследовании исходных компонентов
2.3.1 Отходы обогащения железных руд
2.3.2 Отходы углеобогащения
2.3.3 Глинистые породы
2.3.4 Корректирующие добавки - отходы промышленного
производства
2.4 Особенности термических превращений неспекающегося малопластичного природного и техногенного сырья
Выводы по 2-й главе

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МАТРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННОГО
И ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
ЗЛ Теоретические предпосылки получения композиционных керамических материалов из малопластичного неспекающегося сырья
ЗЛ Л Анализ моделей структур изделий стеновой керамики
З Л .2 Моделирование матричной структуры керамических материалов на основе техногенного и природного сырья
3.2 Способы формирования структуры керамических стеновых материалов п их влияние на физико-механические свойства
изделий
3.2Л Способ механического смешивания компонентов шихты
3.2.2 Исследование комкуемосги тонкодисперсных отходов на
грануляторах тарельчатого типа
3.2.3 Способ грануляции техногенного сырья с покрытием
гранул спекающимся составом на турболопастных смесптелях-грануляторах
3.2.4 Особенности грануляции глинистого малопластичного неспекающегося сырья
3.3 Сравнительный анализ структур керамического черепка па основе малопластнчпого исспекаюшсгося глинистого и техногенного сырья
3.3.1 Матричная структура керамического черепка из
малопластичного глинистого сырья
3.3.2 Структура керамического черепка, полученного при разных способах формирования пресс-порошка из техногенного
сырья
Выводы по 3-й главе
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МАТРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ

4.1 Свойства керамических материалов матричной структуры на основе техногенного и природного сырья
4.1.1 Оптимизация состава шихты на основе отходов
обогащения железных руд
4.1.2 Оптимизация состава шихты на основе отходов углеобогащения
4.2 Влияние фракционного состава, влажности пресс-масс и давления прессования на фнзико-механическне свойства изделий
4.3 Оптимизация режимов обжига керамических стеновых материалов из техногенного и природного сырья
4.4 Исследование тепло- и массообменных процессов. Расчеты режимов обжига керамических изделий из отходов
4.5 Математическая обработка результатов оптимизации технологических параметров
Выводы по 4-й главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ СТЕНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МАТРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ИЗ ТЕХНОГЕННОГО И ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
5.1 Особенности процессов, протекающих при обжиге керамических стеновых материалов матричной структуры
5.1.1 Процессы внутри гранул
5.1.2 Процессы на поверхности раздела
5.2 Структура стеновых керамических материалов на основе техногенного и природного сырья
5.2.1 Процессы структурообразованпя керамических изделий
на основе отходов обогащения железных руд
5.2.2 Процессы структурообразованпя керамических изделий
на основе отходов углеобогащения
5.3 Исследование особенностей поровон структуры стеновых керамических материалов на основе техногенного и природного сырья

пенное глинистое сырье, то большую часть промышленных отходов, в особенности отходов обогащения, исследователи относят к обедненным рудам. При таком подходе переработка техногенного сырья должна заключаться в обязательном вторичном обогащении отходов, сопровождающемся разделением продукта на несколько частей. Концентраты (зачастую это «тяжелая фракция») могут быть использованы в цветной и черной металлургии, энергетике, а также в химической и других отраслях промышленности. Промпродукты («легкая», силикатная составляющая), могут использоваться при производстве строительных материалов. Такая схема является экономически оправданной в случае разработки и внедрения эффективной комплексной технологии вторичного обогащения с целью получения концентратов н дешевого сырья для керамического производства.
Сухая технология вторичного обогащения промышленных отходов позволяет выделить тонкодпсперсную шлампстую часть и использовать ее для производства керамических изделий полусухим способом прессования.
Как показывает анализ литературных данных, получение из техногенного сырья строительных материалов с заданными эксплуатационными свойствами (прочность, долговечность, декоративный внешний вид и т. д.) во многих случаях невозможно традиционными способами. Необходимы новые технологические подходы, и в частности перспективной может быть идея формирования композиционных материалов
На основе проведенного анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследований.
Цель работы. Установление закономерностей формирования матричной сфуктуры и влияния ее па свойства стеновых керамических материалов из малопластичного неспекающегося техногенного и природного сырья и разработка технологии их получения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ техногенного и природного сырья (минеральные отходы горнодобывающей и металлургической промышленности, малопластичные неспе-