3.3. Руды и рудные концентраты.

Классификация рудных грузов, основные свойства,

способы обогащения.

Рудные грузы предъявляются к перевозке в виде сырой руды, рудных концентратов, агломерата (горячего и охлажденного) и металлических окатышей. Основную долю перевозимых грузов составляет сырая руда.

По составу полезных элементов руды разделяют на металлические, полиметаллические, неметаллические.

Основные физико-химические свойства рудных грузов, влияющих на условия транспортирования и хранения: объемная масса, влажность, гранулометрический состав, пористость, абразивность, коррозирующие и другие специфические свойства.

В целях более полного использования вместимости (грузоподъемности) подвижного состава, уменьшения выдувания встречными потоками воздуха в процессе перевозки, а также в других производственных целях, разрыхленное при добыче рудное сырье уплотняют.

Гранулометрический состав руды влияет на оптимальное использование вместимости (грузоподъемности) подвижного состава, рациональное использование погрузочно-разгрузочных машин.

Гранулометрический состав, смерзаемость и липкость могут явиться причиной возникновения сводов над выпускными отверстиями бункеров, воронок и люков подвижного состава. Явление сводообразования препятствует свободному истечению груза и требует особых мер для нормализации перегрузочных процессов.

Абразивность – способность к истиранию стенок бункеров, люков вагонов. Пылевидные частицы этих грузов оказывают вредное влияние на органы человека и, особенно на дыхательные пути.

Все рудные грузы являются смерзающимися при перевозке.

При небольшой влажности концентраты руд обладают свойствами сыпучих тел, легко проникают в щели и неплотности кузова вагона, выдуваются встречными потоками воздуха. Все это отражается на сохранности груза и на содержании верхнего строения пути, на экологию.

Наиболее ценным металлургическим сырьем являются окатыши. Они имеют значительную большую холодную прочность и пониженную истираемость, что важно при их транспортировке и выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Их свойства незначительно меняются, что важно для длительного хранения.

Руды бывают черных и цветных металлов. Некоторые руды цветных металлов интенсивно окисляются, что может быть причиной самовозгорания и даже пожаров на складах хранения.

Концентраты цветных металлов являются продуктами обогащения цветных и полиметаллических руд. По размерам частиц концентраты относятся к порошкообразным и пылевидным грузам. В зимний период они подвержены смерзанию, а в сухую теплую погоду подвержены пылению и просачиванию в неплотности и щели кузова вагона. В зависимости от специфических свойств и ценности концентраты цветных металлов перевозятся навалом и в таре. Навалом в крытых вагонах перевозят концентраты руд марганца, меди, алюминия, свинца. Концентраты олова, никеля, цинка и других редких металлов перевозят в таре.

Правила перевозки руд, концентратов изложены в [4].

3.4. Минерально-строительные материалы.

Инертные сыпучие грузы. Инертные сыпучие материалы – песок, гравий, щебень, формовочные материалы, глина, камень т. д. – относятся к устойчивым материалам, хорошо сохраняющимся при открытом хранении в любых погодных условиях. Перевозка инертных минерально-строительных материалов по железным дорогам производится на открытом подвижном составе. В зимний период эти материалы подвержены смерзанию.

Учет минерально-строительных инертных грузов осуществляется в единицах массы, обычно определяемой обмером. В табл. 3.3. приведена характеристика основных видов инертных сыпучих материалов. Грузоподъемность вагонов при перевозке инертных сыпучих грузов используется полностью.

Т а б л и ц а 3.3.

Материал	Линейные размеры отдельных частиц, мм	Объемная масса, т/м3	Угол естественного откоса α, град		Предел безопасной влажности, %
			в покое	в движении
Песок Гравий Щебень Камень строительный (в том числе известняк) Глина Шлак (гранулированный и котельный) Земля (в том числе формовочная)	0,05–2 5–150 — — до 0,005 — —	1,4–1,8 1,5–1,9 1,2–1,8 1,2–2,8 1,1–2,2 0,5–1 1,15–1,6	34,5–40 30,5–45 40–45 37,5–51,5 40–45 37–50,5 27–45	35 28–32 35–40 35 37–41,5 38 —	1,25 2 2 2 12–14 5 —

Большинство инертных сыпучих материалов обладает повышенным абразивным воздействием на трущиеся части подвижного состава и погрузочно-разгрузочных машин и устройств. При погрузке гравия, песка, шлаков для защиты букс вагонов устанавливаются фартуки.

Алебастр, бой кирпичный, гипс, земля, глина, мел, тальк относятся к сильно пачкающим грузам; после их выгрузки вагоны обязательно промывают.

Не допускается засорение песка, гравия и щебня, предназначенных для бетонных работ, солями, рудами, углем, глиной, химическими грузами или маслами, так как эти примеси способствуют ускоренному разрушению бетонов.

Песок состоит из зерен различной крупности, представляющих собой продукт выветривания твердых горных пород. По гранулометрическому составу различают песок пылеватый с частицами размером до 0,05 мм; мелкий – 0,05–0,25 мм; средний – 0,25–0,5 мм; крупный – 0,5–2 мм и более. В процессе перевозки песок значительно уплотняется.

Сыпучесть песка в значительной степени зависит от его влажности. Наибольших значений (около 40°) угол естественного откоса достигает при влажности песка 5–10 %. Дальнейшее увеличение влажности приводит к уменьшению угла естественного откоса до 20–25° и в комплексе с ударными или вибрационными воздействиями может привести к разжижению песка. Влажность различных по высоте слоев песка неодинакова и возрастает с понижением уровня слоя. В зимний период времени песок отгружается из верхних, более сухих слоев карьеров.

Гравий имеет размеры отдельных частиц 5–150 мм и по гранулометрическому составу подразделяется на мелкий, средний и крупный. Гравий с размерами частиц 20–40 мм называется галькой.

Щебень – продукт дробления горных пород и отходов производства клинкера, кирпича и т. д. Частицы щебня бывают различной величины и имеют остроугловатую форму.

Камни, перевозимые навалом, имеют различную форму и величину.

Глина является продуктом выветривания богатых полевыми шпатами горных пород. Чистая, свободная от примесей глина размерами отдельных частиц менее 0,005 мм называется каолином.

Характерные особенности глины: пластичность, водонепроницаемость, повышенная способность к слеживанию и слипанию. Огнеупорные сорта глин способны выдерживать длительное воздействие высоких температур. После обжига огнеупорных глин и размола клинкера получают шамот, используемый при производстве огнеупорных изделий.

В зимнее время глину перевозят в подсушенном или промороженном состоянии. Каолиновую глину обычно перевозят в сухом состоянии в виде коржей, полученных из сушильных агрегатов.

Вяжущие материалы. К вяжущим строительным материалам относятся алебастр (гипс), цемент, известь и мел. Смешиваясь с водой, они образуют пластические массы, связывающие песок, гравий и другие заполнители.

Вяжущие материалы обладают повышенной гигроскопичностью и требуют защиты от атмосферных осадков. Их хранят в закрытых складах с водонепроницаемыми крышами и стенами, а перевозят в закрытом подвижном составе.

Т а б л и ц а 3.4

Материал	Объемная масса, т/м3	Угол естественного откоса в покое, град
Цемент Известь Алебастр (гипс) Мел	0,6–1,15 0,4–0,98 0,65–1,6 0,9–1,35	40 35 28 – 35 – 45 39

Вяжущие материалы обладают повышенной способностью к распылению и абразивным воздействиям на трущиеся детали машин и устройств. При погрузке алебастра, извести, цемента устанавливают фартуки для защиты букс вагонов. При погрузке алебастра, извести, мела и цемента подвижной состав загрязняется и требует промывки.

В табл. 3.4. приведена характеристика вяжущих материалов.

Цемент представляет собой порошок обычно серо-белого цвета. Исходным сырьем для производства цемента является известняк с различными минеральными добавками. Сырье размельчают и обжигают при температуре около 1450 °С. Затем производят тонкий помол клинкера. Добавки позволяют получить цемент с ценными свойствами: ограниченной теплопроводностью, сульфато-, кислотостойкостью, водонепроницаемостью, нужным цветом и др.

В зависимости от добавок и характерных свойств производится цемент следующих видов: портландцемент, пуццолановый цемент, шлакопортландцемент, глиноземный цемент, романцемент и т. д. Каждый вид по пределу прочности делится на марки: 200, 300, 400 и т. д. Так, марка 400 показывает, что полностью затвердевший бетон выдерживает нагрузку 400 кгс/см².

В виде легкой распыляемости и вредного воздействия на организм человека обслуживающий персонал при работе с цементом должен пользоваться защитными марлевыми повязками или респираторами.

Перевозка цемента осуществляется в основном навалом, частично в затаренном виде (до 9% общего объема перевозок). В качестве тары для цемента применяются крафт-бумажные мешки вместимостью 50-70 кг. Цемент принимается к перевозке только в охлажденном виде. Погрузка горячего цемента при охлаждении приводит к его частичному схватыванию с соответствующей потерей качества.

Не допускается склады цемента располагать рядом со складами продовольственных и промышленных грузов. При хранении не разрешается смешивать различные сорта цемента и складировать вблизи него другие вяжущие материалы. При длительном хранении цемент впитывает влагу и углекислоту, что вызывает соответствующую потерю качества. К отрицательным свойствам цемента относятся способность к слеживанию и образованию сводов.

Известь негашеная является продуктом обжига карбонатных пород, представляет собой комки различной формы и размеров, белого и серого цветов. При попадании воды известь вступает в реакцию и превращается в мелкий порошок, увеличиваясь в объеме. Разжиженная известь на воздухе затвердевает. Негашеная известь является опасным грузом и по характеру опасности относится к категории едких и воспламеняющихся от действия воды веществ.

Гипс строительный (алебастр) – порошкообразный или в виде комков материал белого цвета, получают его обжигом и последующим размолом природного гипсового камня.

Мел состоит из отдельных частиц углекислого кальция, перевозится в виде порошка или комьев.

Штучные строительные грузы. Номенклатура штучных строительных грузов насчитывает свыше 100 различных наименований: кирпич, огнеупорные материалы, железобетонные изделия и т. д. Перечисленные грузы являются продукцией соответствующих промышленных предприятий.

Большинство штучных строительных грузов перевозят на открытом подвижном составе.

Кирпич в зависимости от исходного сырья и технологии изготовления подразделяется на несколько видов, а по степени сопротивления сжатию и влагопоглощаемости делится на три сорта.

Обычный строительный кирпич имеет массу отдельных единиц 3 – 4 кг, обладает повышенной способностью к поглощению влаги (до 20 %). Значительно меньше масса отдельных единиц пористого и пустотелого кирпича. Пустотелый и пористый кирпич из-за наличия пустот обладает меньшей по сравнению с обычным строительным тепло- и звукопроводностью, однако прочность его несколько ниже.

В зависимости от вида кирпича его объемная масса изменяется от 0,55 т/м³ для пустотелого кирпича до 2,36 для сырцового.

Огнеупорные изделия изготавливают из шамота в виде кирпича или блоков различной формы, размеров и массы. Пакетирование строительного кирпича и огнеупоров позволяет сократить потери при перевозках в результате боя примерно на 15 %.

К кровельным материалам относятся шифер, черепица, толь, рубероид и др.

Шифер представляет собой плоские или волнистые асбоцементные плиты. Относится к хрупким материалам, не требует защиты от атмосферных осадков. При перевозке шифер формируют в пакеты массой 1,02 и 1,12 т или укладывают в специализированные контейнеры.

Толь и рубероид получают пропиткой кровельного картона, бумаги или ролевой целлюлозы нефтяными битумами или каменноугольным дегтем и последующим нанесением на поверхность размельченных минеральных веществ – слюды, песка и др.

Толь и рубероид упаковывают и предъявляют к перевозке в рулонах с ровными торцами, без надрыва кромок полотна. Каждый рулон обертывают бумагой.

В зависимости от массы рулонов, пропиточного материала и минеральных добавок, нанесенных на поверхность, толь и рубероид делятся на марки.

Толь и рубероид – не теплостойкие материалы, под действием жары происходит склеивание рулонов. Хранят их в закрытых сухих складах, а перевозят в крытом подвижном составе, предохраняя от попадания прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Допускается краткосрочное хранение на открытых площадках, защищенных от действия солнечных лучей.

Хранят и перевозят рулоны только в стоячем положении не более чем в два ряда по высоте с прокладкой между ними. Укладка плашмя приводит к склеиванию в рулоне толя или рубероида. На рулоны наносят маркировку «Хранить стоя».

Стекло листовое строительное относится к хрупким материалам, упаковывается в стандартные деревянные ящики, выложенные изнутри упаковочными материалами. При хранении ящики со стеклом устанавливают на ребра в штабеля не выше чем в два яруса. Между ярусами устанавливают прокладки.

При перевозке ящики устанавливают на ребра вдоль вагона таким образом, чтобы исключить возможность их сдвижки и раскачки. Укладка ящиков со стеклом плашмя приводит к бою продукции. Прогрессивной является перевозка стекла в специализированных контейнерах.

На ящики наносят специальную маркировку «Стекло», «Осторожно», «Не укладывать плашмя», «Не кантовать», «Верх». При выполнении погрузочно-разгрузочных работ следует избегать бросков и ударов.

Хранят стекло в закрытых складах, избегая попадания влаги и воздействия солнечных лучей. При переменном воздействии влаги и солнечных лучей стекло желтеет и на его поверхности появляются полосы.

Попадание влаги между отдельными листами стекла в летний период значительно затрудняет их разъединение, часто приводит к бою, а в зимний период при замерзании влаги – к растрескиванию стекла.

К железобетонным изделиям (ЖБИ) относятся плиты, блоки, столбы, панели, балки и др. Масса ЖБИ определяется по стандарту. ЖБИ достаточно хрупки, поэтому при выполнении погрузочно-разгрузочных работ их необходимо оберегать от повреждения торцовых и боковых кромок, появления трещин и других повреждений, исключающих возможность использования ЖБИ в строительстве.