Помощь студентам в учебе
ПОРИСТЫЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ ИЗ ОТХОДОВ АСБЕСТООБОГАЩЕНИЯ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ БЕЗОБЖИГОВЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 8
1.1. Существующие технологии и параметры получения гранулированных
безобжиговых заполнителей на основе минеральных порошков 9
1.2. Гранулированные пористые заполнители на основе отходов промышленности 17
1.3. Применение отходов асбестообогащения для производства
теплоизоляционных материалов 21
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1. Объекты исследования 27
2.2. Методы исследования 29
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ 35
3.1. Отходы асбестообогащения 35
3.2. Зола-унос 36
3.3. Глина 39
3.4. Опилка 42
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОРИСТОГО БЕЗОБЖИГОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА АСБЕСТООБОГАЩЕНИЯ 44
4.1. Определение содержания цемента на объемную массу заполнителя 44
4.2. Определение оптимального содержания гипсового вяжущего 46
4.3. Доля известкового связующего в составе смеси 49
4.4. Влияние водотвердого отношения на пористую структуру заполнителя 51
4.5. Влияние условий твердения на свойства пористого заполнителя 54
4.6. Изучение комкуемости и гранулируемости смесей 58
5. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА АСБЕСТООБОГАЩЕНИЯ 62
5.1. Уменьшение объемной массы пористого заполнителя с введением золы-унос 62
5.2. Повышение прочности пористого заполнителя 65
5.3. Теплопроводность и морозостойкость гранул 67
5.4. Технология производства пористого безобжигового заполнителя на основе
асбестовой пыли и минеральных вяжущих 70
5.5.Экономическая оценка получения безобжигового пористого заполнителя на основе асбестовой пыли 72
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 75
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 78
1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ БЕЗОБЖИГОВЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ 8
1.1. Существующие технологии и параметры получения гранулированных
безобжиговых заполнителей на основе минеральных порошков 9
1.2. Гранулированные пористые заполнители на основе отходов промышленности 17
1.3. Применение отходов асбестообогащения для производства
теплоизоляционных материалов 21
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1. Объекты исследования 27
2.2. Методы исследования 29
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ 35
3.1. Отходы асбестообогащения 35
3.2. Зола-унос 36
3.3. Глина 39
3.4. Опилка 42
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОРИСТОГО БЕЗОБЖИГОВОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА АСБЕСТООБОГАЩЕНИЯ 44
4.1. Определение содержания цемента на объемную массу заполнителя 44
4.2. Определение оптимального содержания гипсового вяжущего 46
4.3. Доля известкового связующего в составе смеси 49
4.4. Влияние водотвердого отношения на пористую структуру заполнителя 51
4.5. Влияние условий твердения на свойства пористого заполнителя 54
4.6. Изучение комкуемости и гранулируемости смесей 58
5. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА АСБЕСТООБОГАЩЕНИЯ 62
5.1. Уменьшение объемной массы пористого заполнителя с введением золы-унос 62
5.2. Повышение прочности пористого заполнителя 65
5.3. Теплопроводность и морозостойкость гранул 67
5.4. Технология производства пористого безобжигового заполнителя на основе
асбестовой пыли и минеральных вяжущих 70
5.5.Экономическая оценка получения безобжигового пористого заполнителя на основе асбестовой пыли 72
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 75
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 78
Актуальность работы. С вводом в действие требований по теплозащите зданий (СНиП 23-02-2003), актуальной является проблема разработки и использование эффективных теплоизоляционных материалов из местного сырья, отвечающих современным требованиям на рынке.
В Республике Тыва отсутствует производство теплоизоляционных материалов. И необходимые материалы завозят из других регионов страны. В результате перевозки легких теплоизоляционных материалов через Саяны автомобильным транспортом, стоимость изделий значительно увеличиваются.
Тува обладает достаточной минерально-сырьевой базой для производства теплоизоляционных материалов. Имеются качественные базальты и диабазы на территории Бий-Хемского кожууна. Существуют несколько качественные глинистые породы для производства керамзитового гравия.
Еще одним видом местного минерального сырья для производства теплоизоляционного материала являются асбест и его отходы. Отходы асбестообогащения занимают огромные территории и загрязняют окружающую среду. Вовлечение в производство отходов промышленности важной социально-экономической проблемой. Применение отходов промышленности значительно снижает стоимость материалов в рыночное время.
Поэтому, целью работы является получение теплоизоляционного материала на основе отходов асбестообогащения с разработкой составов и технологических параметров производства указанных изделий.
Согласно поставленной цели решались следующие задачи: o изучение современного состояния производства пористых теплоизоляционных материалов;
o исследование отходов асбестообогащения и других минеральных материалов, пригодных для производства теплоизоляцонных материалов;
o подбор составов сырьевой смеси на основе асбестообогащения с учетом
требуемых характеристик материала;
o изучение процессов происходящих в исходных материалах при их соответствующей переработки при получении теплоизоляционных материалов;
o определение технологических параметров производства пористого теплоизоляционного материала на основе отходов асбестообогащения;
o изучение свойств полученного пористого теплоизоляционного материала.
Научная новизна работы заключается:
o в получении результатов исследовании отходов асбестообогащения комбината «Туваасбест», которые ранее не были объектами специальных исследований;
o в установлении закономерностей формировании структуры пористого материала на основе асбестовой пыли и различных видов вяжущих;
o в регулировании свойств пористого гранулированного теплоизоляционного материала с подбором состава и с определением оптимальных технологических параметров.
Практическая значимость работы состоит в том, что: o исследованы отходы асбестообогащения комбината «Туваасбест» с выявлением химико-минералогических особенностей сырья; o разработаны составы исходной смеси для получения пористого круглого безобжигового теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и различных минеральных вяжущих и добавок;
o изучены свойства пористого гранулированного теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и минеральных добавок;
o определены основные технологические параметры производства пористого заполнителя;
o показана возможность получения дешевого пористого теплоизоляционного материала на основе отхода асбестообогащения и местных минеральных добавок.
На защиту выносятся:
o результаты исследований по исследованию химико-минералогического состава и структуры отходов комбината «Туваасбест»;
o составы разработанных смесей для получения пористого круглого безобжигового теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и других минеральных добавок;
o результаты исследований по формировании структуры пористого гранулированного заполнителя на основе асбестовой пыли и минеральных добавок;
o результаты исследований по изучению свойств полученного пористого теплоизоляционного материала;
o технологические параметры производства пористого теплоизоляционного материала на основе отходов асбестоообогащения.
Апробация работы: основные положения и результаты работы представлены и доложены на ежегодный научно-технической конференции студентов, магистров и аспирантов ТувГУ (2016, 2017) и на региональной научно-технической конференции по проблемам строительства и коммунального хозяйства (2017).
По материалам исследовательской работы подготовлена рукопись одной научной статьи и направлена для опубликования в журнал «Аспирант и соискатель».
Объем и структура работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 83 страницы,рисунков и таблиц.
В Республике Тыва отсутствует производство теплоизоляционных материалов. И необходимые материалы завозят из других регионов страны. В результате перевозки легких теплоизоляционных материалов через Саяны автомобильным транспортом, стоимость изделий значительно увеличиваются.
Тува обладает достаточной минерально-сырьевой базой для производства теплоизоляционных материалов. Имеются качественные базальты и диабазы на территории Бий-Хемского кожууна. Существуют несколько качественные глинистые породы для производства керамзитового гравия.
Еще одним видом местного минерального сырья для производства теплоизоляционного материала являются асбест и его отходы. Отходы асбестообогащения занимают огромные территории и загрязняют окружающую среду. Вовлечение в производство отходов промышленности важной социально-экономической проблемой. Применение отходов промышленности значительно снижает стоимость материалов в рыночное время.
Поэтому, целью работы является получение теплоизоляционного материала на основе отходов асбестообогащения с разработкой составов и технологических параметров производства указанных изделий.
Согласно поставленной цели решались следующие задачи: o изучение современного состояния производства пористых теплоизоляционных материалов;
o исследование отходов асбестообогащения и других минеральных материалов, пригодных для производства теплоизоляцонных материалов;
o подбор составов сырьевой смеси на основе асбестообогащения с учетом
требуемых характеристик материала;
o изучение процессов происходящих в исходных материалах при их соответствующей переработки при получении теплоизоляционных материалов;
o определение технологических параметров производства пористого теплоизоляционного материала на основе отходов асбестообогащения;
o изучение свойств полученного пористого теплоизоляционного материала.
Научная новизна работы заключается:
o в получении результатов исследовании отходов асбестообогащения комбината «Туваасбест», которые ранее не были объектами специальных исследований;
o в установлении закономерностей формировании структуры пористого материала на основе асбестовой пыли и различных видов вяжущих;
o в регулировании свойств пористого гранулированного теплоизоляционного материала с подбором состава и с определением оптимальных технологических параметров.
Практическая значимость работы состоит в том, что: o исследованы отходы асбестообогащения комбината «Туваасбест» с выявлением химико-минералогических особенностей сырья; o разработаны составы исходной смеси для получения пористого круглого безобжигового теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и различных минеральных вяжущих и добавок;
o изучены свойства пористого гранулированного теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и минеральных добавок;
o определены основные технологические параметры производства пористого заполнителя;
o показана возможность получения дешевого пористого теплоизоляционного материала на основе отхода асбестообогащения и местных минеральных добавок.
На защиту выносятся:
o результаты исследований по исследованию химико-минералогического состава и структуры отходов комбината «Туваасбест»;
o составы разработанных смесей для получения пористого круглого безобжигового теплоизоляционного материала на основе асбестовой пыли и других минеральных добавок;
o результаты исследований по формировании структуры пористого гранулированного заполнителя на основе асбестовой пыли и минеральных добавок;
o результаты исследований по изучению свойств полученного пористого теплоизоляционного материала;
o технологические параметры производства пористого теплоизоляционного материала на основе отходов асбестоообогащения.
Апробация работы: основные положения и результаты работы представлены и доложены на ежегодный научно-технической конференции студентов, магистров и аспирантов ТувГУ (2016, 2017) и на региональной научно-технической конференции по проблемам строительства и коммунального хозяйства (2017).
По материалам исследовательской работы подготовлена рукопись одной научной статьи и направлена для опубликования в журнал «Аспирант и соискатель».
Объем и структура работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 83 страницы,рисунков и таблиц.
1. В настоящее время выпускаются различные виды пористых безобжиговых заполнителей, которые отличаются сырьевыми материалами и технологией производства. В качестве основных сырьевых материалов применяют тонкодисперсные минеральные материалы, как глины, зола-унос, шлаки. Применяется одно и двух стадийные технологии производства пористых безобжиговых заполнителей. В отличии от обжиговых пористых заполнителей, безобжиговые гранулы отличаются высокой насыпной плотностью и низкой стоимостью.
2. В республике Тыва отсутствует производство теплоизоляционных материалов, что в определенной мере сдерживает дальнейшее развитие строительной отрасли. Применение привозных теплоизоляционных материалов вызывает удорожание строительных материалов.
3. Республика Тыва располагает достаточной минерально-сырьевой базой для производства обжиговых и безобжиговых пористых заполнителей.
4. Наряду с природных минеральных материалов, как глинистые породы, базальты, цеолитсодержащие породы, на территории региона и имеются отходы промышленности, которые могут быть использованы для производства пористых безобжиговых заполнителей, которым относятся зола- унос Кызылской ТЭЦ и отходы асбестообогащения комбината «Туваасбест».
5. Наиболее подходящим местным сырьем для производства пористого безобжигового заполнителя является асбестовая пыль-пористый продукт асбестообогащения, которая отличается тонкодисперсностью, волокнистой структурой, малым весом и пористостью.
6. Разработаны составы сырьевой смеси и технологические параметры при производстве пористого безобжигового заполнителя на основе асбестовой пыли.
7. Выявлено, что при использовании в качестве связующего различных видов минеральных вяжущих веществ, наиболее пористый и легкий заполнитель с объемной массой 560-620 кг/м3 получается при применении извести, чем в случае гипса и цемента. Установлено, что оптимальное содержание вяжущего в составе сырьевой смеси колеблется в пределах 20-30 %.
8. Содержание воды, для получения сырьевой смеси с оптимальной комкуемости и грануляции в зависимости от вида вяжущего и дисперсности асбестовой пыли колеблется в пределах 40-50 %.
9. Для получения более твердого пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и цемента рекомендуется тепловлажностная обработка гранул в среде пара в течении 6 часов и последующее нормальное твердение на воздухе. В случае применении воздушных вяжущих извести необходимо введение в состав смеси ускорителя твердении.
10. На основе асбестовой пыли и минеральных вяжущих веществ - цемента, строительного гипса и извести получен пористый безобжиговый заполнитель со средней насыпной плотностью 560-700 кг/м3, прочностью при сжатии гранул 0,9-2,4МПа и морозостойкостью более 15 циклов.
11. Для снижения объемной массы пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и цемента необходимо введение в состав шихты золы - унос до 30 %, что позволяет снизить насыпную плотность материала с 720 до 560 кг/м3.
12. Для повышения прочности пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и извести, рекомендуется добавка жидкого стекла до 30 % от массы воды, что повышает прочность гранул при раздавлении с 0,9 до 1,2-1,7 МПа.
13. Производство пористого безобжигового заполнителя на основе асбестовой пыли расширяет ассортимент местных строительных материалов, снижает также решает важную экологическую проблему, где пылевидный отход производства применяется для производства конкретной продукции.
2. В республике Тыва отсутствует производство теплоизоляционных материалов, что в определенной мере сдерживает дальнейшее развитие строительной отрасли. Применение привозных теплоизоляционных материалов вызывает удорожание строительных материалов.
3. Республика Тыва располагает достаточной минерально-сырьевой базой для производства обжиговых и безобжиговых пористых заполнителей.
4. Наряду с природных минеральных материалов, как глинистые породы, базальты, цеолитсодержащие породы, на территории региона и имеются отходы промышленности, которые могут быть использованы для производства пористых безобжиговых заполнителей, которым относятся зола- унос Кызылской ТЭЦ и отходы асбестообогащения комбината «Туваасбест».
5. Наиболее подходящим местным сырьем для производства пористого безобжигового заполнителя является асбестовая пыль-пористый продукт асбестообогащения, которая отличается тонкодисперсностью, волокнистой структурой, малым весом и пористостью.
6. Разработаны составы сырьевой смеси и технологические параметры при производстве пористого безобжигового заполнителя на основе асбестовой пыли.
7. Выявлено, что при использовании в качестве связующего различных видов минеральных вяжущих веществ, наиболее пористый и легкий заполнитель с объемной массой 560-620 кг/м3 получается при применении извести, чем в случае гипса и цемента. Установлено, что оптимальное содержание вяжущего в составе сырьевой смеси колеблется в пределах 20-30 %.
8. Содержание воды, для получения сырьевой смеси с оптимальной комкуемости и грануляции в зависимости от вида вяжущего и дисперсности асбестовой пыли колеблется в пределах 40-50 %.
9. Для получения более твердого пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и цемента рекомендуется тепловлажностная обработка гранул в среде пара в течении 6 часов и последующее нормальное твердение на воздухе. В случае применении воздушных вяжущих извести необходимо введение в состав смеси ускорителя твердении.
10. На основе асбестовой пыли и минеральных вяжущих веществ - цемента, строительного гипса и извести получен пористый безобжиговый заполнитель со средней насыпной плотностью 560-700 кг/м3, прочностью при сжатии гранул 0,9-2,4МПа и морозостойкостью более 15 циклов.
11. Для снижения объемной массы пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и цемента необходимо введение в состав шихты золы - унос до 30 %, что позволяет снизить насыпную плотность материала с 720 до 560 кг/м3.
12. Для повышения прочности пористого заполнителя на основе асбестовой пыли и извести, рекомендуется добавка жидкого стекла до 30 % от массы воды, что повышает прочность гранул при раздавлении с 0,9 до 1,2-1,7 МПа.
13. Производство пористого безобжигового заполнителя на основе асбестовой пыли расширяет ассортимент местных строительных материалов, снижает также решает важную экологическую проблему, где пылевидный отход производства применяется для производства конкретной продукции.