Особенности формирования структуры и свойств объемно-окрашенного керамического кирпича с применением побочных продуктов металлургии

• Автор: Довженко, Илья Георгиевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика современного состояния производства лицевого керамического кирпича.

1.2. Рециклинг техногенных продуктов в производстве изделий стеновой керамики.

1.3. Повышение физикомеханических и эксплуатационных характеристик керамического кирпича при использовании побочных продуктов промышленности.

1.4. Ресурсо и энергосбережение в технологии лицевого керамического кирпича.

1.5. Способы декорирования лицевых изделий.

1.6. Основные выводы, цель и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Методы исследований.

2.1.1. Подготовка керамических масс, формование, сушка, обжиг образцов
2.1.2. Определение физикомеханических и эксплуатационных свойств
2.1.3. Применяемые методы физикохимического анализа и оборудование
2.1.4. Расчет термодинамических параметров многокомпонентных силикатных систем.
2.1.5. Основы применения компьютерного моделирования напряжений, возникающих при сушке кирпичасырца.
2.2. Сырьевые материалы
2.2.1. Глинистое сырье.
2.2.2. Побочные продукты черной и цветной металлургии
2.2.3. Прочие материалы
2.3. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ НА СУШИЛЬНЫЕ И ПОСЛЕОБЖИГОВЫЕ СВОЙСТВА ГРУБОЗЕРНИСТОЙ КЕРАМИКИ
3.1. Исследование влияния сталеплавильных шлаков на процесс сушки грубозернистой керамики
3.2. Компьютерное моделирование плоского напряженного состояния в кирпичесырце при сушке
3.2.1. Постановка задач и основные допущения при моделировании напряженного состояния при сушке керамического кирпича
3.2.2. Результаты определения нормальных и касательных напряжений в керамическом кирпиче при сушке
3.3. Влияние сталеплавильных шлаков электрометаллургического производства на фазовые превращения в керамическом кирпиче при обжиге.
3.4. Интенсификация процесса спекания керамического черепка с применением алюминиевого солевого шлака
3.5. Выводы.
4. РАЗРАБОТКА СОСТАВА ОБЪЕМНООКРАШЕННОГО КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА СВЕТЛЫХ ТОНОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО И АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВ.
4.1. Определение оптимального содержания тугоплавкого глинистого сырья в керамической массе
4.2. Разработка состава шлакового плавня для получения лицевых изделий.
4.3. Структура и свойства керамического кирпича с применением шлакового плавня
4.4. Термодинамические расчеты реакций силикатообразования при обжиге керамического кирпича светлых топов
4.5. Определение колориметрических характеристик объемноокрашенного керамического кирпича
4.6. Объяснение механизма отбеливания керамического черепка с позиций кислотноосновной концепции
4.7. Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЙ АПРОБАЦИИ РАЗРАБОТА1ШЫХ СОСТАВОВ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ЛИЦЕВОГО ОБЪЕМНООКРАШЕННОГО
КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА СВЕТЛЫХ ТОНОВ
5.1. Ресурсосберегающая технология производства лицевого керамического кирпича с применением шлакового плавня.
5.2. Расчет экономической эффективности принятых технологических решений
5.2.1. Расчт прямых затрат
5.2.2. Определение косвенных затрат
5.2.3. Экономическая оценка предлагаемых проектных решений.
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Защита окружающей среды от загрязнений промышленными отходами является наиболее актуальной проблемой современности, решению которой с каждым годом уделяется все большее внимание не только в нашей стране, но и за рубежом . Медленное освоение побочных продуктов обусловлено недостаточным исследованием как самого сырья, так и физикохимических процессов, протекающих в составах керамических масс при термической обработке. Решать эту проблему возможно на региональном уровне, создавая рынки природных и техногенных материалов. Кроме того, существуют разведанные, но не используемые месторождения как рудного, так и нерудного сырья. Основные параметры, характеризующие любой промышленный отход химикоминералогический состав, агрегатное состояние и объем образования. Для использования техногенных материалов в керамическом производстве необходимо, чтобы побочный продукт прошл несколько уровней оценки по различным критериям с учетом основных параметров. Токсичность побочного продукта оценивается путем сравнения состава с ПДК канцерогенных токсичных веществ и элементов. При этом возможно три варианта 1 отход содержит значительное количество токсичных веществ, концентрация которых превышает ПДК 2 отход с небольшим количеством тяжелых металлов 3 отход не содержит вредных веществ. В первом случае техногенное сырье ввиду его низкой экологичности не может быть использовано в керамическом производстве и должен быть направлен на захоронение. При наличии в составе отхода примесей тяжелых металлов можно рекомендовать использовать его в обжиговых технологиях при условии образования в массе, достаточного для капсулирования тяжелых металлов расплава жидкой фазы. В случае отсутствия токсичных элементов, рассматриваемый отход рекомендуется ко второму уровню оценки. Химикоминералогический состав является определяющим фактором выбора направления использования. Для объективной оценки побочного продукта определяется органическая и минеральная часть вид органики масла, смолы, битумы, дегги, растительные остатки и т. I, Рез, , , , , необходимо знать элементный состав с целью выявления редкоземельных металлов, а также наличие и количество аморфных компонентов . По соотношению между органической и минеральной частью, с ориентацией на использование в строительных материалах, все вторичные материальные ресурсы следует подразделять на три группы органические, органоминеральные и минеральные. Сведения о содержании аморфных компонентов позволяют минеральные отходы разделить также на три группы активные в случае преобладания аморфных фаз, инертноактивные при незначительном содержании аморфных фаз и инертные. Оценка побочного продукта по агрегатному состоянию является ещ одним критерием, позволяющим прогнозировать перспективы его использования для производства керамического кирпича. Условия образования техногенного сырья сказываются на его агрегатном состоянии. Шламы могут быть получены двумя способами коллоиднохимическим осаждением из растворов сточных вод так называемые истинные шламы, и механической смесью тонкодисперсных частиц с водой. Агрегатное состояние можно учитывать при выборе технологии производства керамического кирпича. Так, высокопластичные свойства истинных шламов могут быть использованы для улучшения формовочных свойств кирпичасырца, а значительное их водосодержание для получения гомогенных масс. По объему образования все отходы можно разделить на многотоннажные и малотоннажные. Объем образования определяет его функциональное назначение многотоннажным отходам может отводится роль основного сырья, а малотоннажным роль корректирующих добавок. После такой многоуровневой оценки отход приобретает определенный статус, который ему присваивается документально в форме паспорта на производственный отход. Многими авторами, занимающимися вопросами использования промышленных отходов в производстве отмечается важность определения комплекса свойств, которыми обладает побочный продукт , . Традиционные сырьевые материалы характеризуются, как правило, узкой направленностью применения. Сложный химикоминералогический состав большинства промышленных отходов предопределяет их универсальность.