2. Характеристика вихідних матеріалів

Керамзитовий гравій за сухим способом виготовляють із каменеподібної глинистої сировини (сланці або аргіліти). Каменеподібні глинисті породи характеризуються підвищеною густиною і крихкістю. Вологість їх коливається в межах 3…9 %. До них відносяться глинисті сланці, метаморфічні породи.

Сировиною для виробництва керамзитового гравію на проектній технологічній лінії будуть сланці родовища «Спас» Львівської області. Ця сировина при стиску, ударі і розколюванні руйнується на приблизно рівні кубоподібні частинки.

За мінеральним складом є глинистими в яких переважають монморелоніт, гідрослюда і каолініт. Хімічний склад сланців родовища «Спас» наведений в таблиці 6.

Таблиця 6

Хімічний склад сланців, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	CaO	MgO	R2O	Органіка	ВПП	∑
68.0	12.8	4.2	0.4	0.8	0.8	2.9	1.8	8.3	100

Сланці схильні до спучування при нагріванні. При досягненні температури 80÷300° С з глинистого компоненту виділяється слабо зв’язана вода. Хімічно зв’язана вода виділяється при значно вищій температурі (300÷800 і вище). Залишки хімічно зв’язаної води (0.5÷1.0 %) виділяються при температурі 800÷1000° С, коли матеріал переходить в піропластичний стан. І ця частина води забезпечує спучування сланців, як парогазова фаза.

Основною вимогою до сировини з якої виробляють легкі заповнювачі є її спучування при нагріванні.

Спучування характеризується коефіцієнтом спучення К_с.

К_с= ,

де V_г.к. - об’єм спученої гранули керамзиту, V_г.н. – об’єм гранули до нагрівання.

Сировина вважається придатною до виробництва легкого заповнювача, якщо К_с˃2. Спучування можна підвищити, якщо до глинистої сировини додавати добавки (мазут, нафту і т.ін.). Ці ж добавки дозволяють знизити температуру спучування.

До сировини є ще одна вимога, яка стосується її легкоплавкості. Сировина для виробництва керамзиту повинна мати температуру випалювання не вище 1250° С і основне, щоб інтервал між температурою випалювання та початком спучування був максимальним. Практично цей інтервал спучування повинен бути не меншим за 50° С.

Сланці з родовища «Спас» мають середню густину 1920 кг/м³, інтервал спучування 54° С, коефіцієнт спучування – 2.4, вологість сланцю – 6 %.

3. Обгрунтування і опис технологічної схеми

Згідно завдання і характеристики сировини приймаємо сухий спосіб виробництва керамзитового гравію.

Специфікація технологічної схеми:

1. Екскаватор;

2. Автосамоскид;

3. Бункер;

4. Скриньковий живильник;

5. Транспортер;

6. Щокова дробарка;

7. Валкова дробарка;

8. Класифікатор сито-бурат;

9. Бункер подрібненої сировини;

10. Живильник;

11. Дозувач;

12. Живильник печі;

13. Пилоосаджуюча камера;

14. Двобарабанна обертова піч;

15. Циклон;

16. Електрофільтр;

17. Димотяг;

18. Димова труба;

19. Залізничний вагон;

20. Силоси готової продукції;

21. Шахтний холодильник;

22. Класифікатор за густиною;

23. Класифікатор за розмірами.

Обгрунтування технологічної схеми.

На кар’єрі сланець розрихлюють буро-вибуховим способом і екскаватором (1) завантажують в автосамоскид (2), яким доставляють в дільницю підготовки сировини. Оскільки сировина є однорідною, то виготовляти керамзит доцільно сухим способом. Із автосамоскида сировина засипається в бункер (3) звідки живильником (4) і транспортером (5) подається на первинне подрібнення у щокову дробарку (6). На виході із щокової дробарки отримуємо куски сировини розміром не більше 100 мм і далі подаємо їх на вторинне подрібнення. Вторинне подрібнення проходить у валковій дробарці (7) звідки подрібнена сировина транспортером подається на класифікацію в сито-бурат (8). Сировина розділяється на фракції за розміром 0-5 та 5-30 мм, куски більші 30 мм повертаються на повторне подрібнення у валкову дробарку, фракція менше 5 мм іде у відсів. Подрібнена сировина із бункерів (9) з допомогою живильників (10) та дозувачів (11) подається в бункер (12) живлення обертової двобарабанної печі (14). Двобарабанна обертова піч – сучасний тепловий орган для випалу керамзитового гравію. Вона складається з двох окремих барабанів, що мають самостійні електрорушії. Короткий барабан більшого діаметру призначений для спучування, а довший, з меншим діаметром – попередньої теплової підготовки до спучування. Двобарабанна обертова піч дозволяє випалювати за оптимальним режимом, за ступеневою схемою у відповідності з вимогами технології спучування глинистих матеріалів. В такій печі, на відміну від однобарабанної, можна регулювати два окремі в технологічному і теплотехнічному відношенні процеси – теплову обробку матеріалу при відносно низьких температурах і спучування при високих.

Випалений керамзит з печі попадає в шахтний холодильник (21), де охолоджується до температури 80÷100° С. Охолоджені гранули керамзиту подається в класифікатор (22), де повітрям розділяється на фракції за густиною і додатково охолоджується. Окремі фракції за густиною подаються в гравієсортувальник (23), розділяється за фракціями розміром 5-10, 10-20, 20-40 мм і транспортером подаються в силоси (20), де зберігаються. З силосів гравій відвантажується в автосамоскиди чи залізничні вагони (19) споживачеві.