Авторы:
А.А. Тищенко,
Н.И. Беломеря
Источник:
Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей XXIII Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. Т. 1 – Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ – 2013.
Майолика – это достаточно распространенный вид тонкокерамических глазурованных изделий с окрашенным или белым черепком землистого вида. Этот термин относится к особому виду декоративной пористой керамики, обожженной при невысоких температурах (1000 – 1100°С) с использованием декоративной росписи и блестящей глазури.
Само слово «майолика» происходит от итальянского «Maiolica» – старого названия испанского острова Мальорка, откуда в 1115 году, как военный трофей в борьбе с пиратами, итальянцами были вывезены керамические сосуды и политые плиты, которые и послужили образцами для гончаров Италии того времени.
Различают майоликовые изделия хозяйственно-бытового (посуда), декоративно-художественного (монументальные скульптурные изображения и статуи) и строительного (облицовочные плиты и плитки, декоративные панно, печные изразцы,) назначения.
Особенностью майолики есть ее художественное оформление, которое придает каждому изделию уникальность, неповторимость и ценность. Еще со времен древности роспись майоликовых изделий отражала в себе народное творчество, неся в своих рисунках историю, религию и культуру. Легкость, утонченность и красота – именно эти ассоциации возникают при созерцании изделий народного промысла под названием майолика.
Внешне майолика практически ничем не отличается от фарфоровых и фаянсовых изделий. Однако при производстве майоликовых изделий могут быть использованы дешевые, недефицитные, легкодоступные и распространенные легкоплавкие, низкокачественные глины и суглинки, что значительно удешевляет этот вид керамики в сравнении с фарфором. Кроме этого, технология изготовления майоликовых изделий допускает применение однократного обжига, в процессе которого совмещается обжиг утельный и обжиг политой. Эта возможность в значительной мере способствует экономии материально-энергетических ресурсов и, как следствие, снижает себестоимость готового продукта.
Перечисленные аспекты делают майоликовые изделие достаточно распространенными и востребованными среди населения в наше время. Не теряя внешней привлекательности и практически ни в чем не уступая фарфору, майолика производится значительно проще со значительно меньшими затратами.
Одним из главных достоинств технологии майоликовых изделий является возможность альтернативного применения в качестве сырья вскрышных и терриконных пород, отходов углеобогащения, брака и боя керамического и стекольного.
В наше время проблема рационального использования сырьевых ресурсов, минимизации отходов и их полезного применения стоит очень остро. Поэтому рассмотрение вопроса вовлечения в производство отходов промышленности и использования низкосортного сырья очень актуально.
Целью исследовательской работы было получение майоликовых изделий с использованием вскрышных пород каолиновых месторождений, представленных, в основном, суглинками, а также техногенных продуктов в качестве добавок, с помощью которых регулируется состав керамических масс и параметры технологического процесса.
Для реализации поставленной цели в приделах проекта было разработано несколько керамических масс с использованием в качестве глинистой составляющей суглинка карбена месторождения каолинов «Белая балка» а также отходов углеобогащения и терриконных пород. Следует отметить, что запесоченность данных сырьевых компонентов обуславливает их роль и как отощителя. Для улучшения формующей способности и пластичности массы в состав шихты также вводилась огнеупорная беложгущаяся глина Дружковского месторождения.
Глинистая составляющая шихты совмещалась в нескольких пробах с различными добавками: отощающими (шамот классический, шамот красного кирпича) и плавнями (мел, доломит).
Все сырьевые материалы подвергались предварительному измельчению до полного прохождения через сито 05. Фракции, прошедшие через сито 05, взвешивались в соответствии с их массовыми долями в шихте. Смешивание и совместный помол материалов производились в лабораторной шаровой мельнице. В процессе проведения эксперимента применялся как сухой, так и совместный мокрый помол смеси.
В зависимости от выбранного способа формования были получены полусухая (пресс-порошок), пластическая (тесто) и жидкая (шликер) массы, из которых были отформованы образцы для проведения опытов.
После естественной подсушки на воздухе, полученные образцы были высушены в сушильном шкафу до влажности 1 – 2%, после чего направлены на обжиг в лабораторной муфельной печи с карбидкремниевыми нагревателями. Для определения оптимальной температуры спекания обжиг производился в интервале 1000 – 1200 °С с шагом в 50 °С.
Обожженные образцы представляют собой спекшиеся изделия с окрашенным, от светло-бежевого до терракотового цвета, черепком со структурой землистого вида.
Как показали результаты опытов, вид керамической массы и способ формования существенно не влияют на качественные характеристики черепка. Они, в большей степени, зависят от температуры обжига. Было установлено, что для керамических масс на основе глинистой составляющей (суглинки, терриконные породы, отходы углеобогащения) с применением шамота керамического кирпича, оптимальная температура обжига составляет 1050 °С, а с для масс с применением шамота классического – 1100 °С. Образцы на основе шихты с использованием карбонатных пород (мел и доломит) обжигаются в этом же интервале температур, но характеризуются большей пористостью и меньшей механической прочностью.
Завершающей стадией цикла производства майолики в лабораторных условиях был подбор состава глазури и глазурование изделия.
На основании проделанной работы можно сделать вывод о том, что получение майоликовых изделий на основе запесоченных суглинков, отходов углеобогащения, терриконных и вскрышных породы – один из способов утилизации этих отходов, их полезного применения, а также рационального использования материально-сырьевой базы. Следует отметить также, что при вовлечение в производственный цикл брака и боя майоликового производства, а также боя стекла значительным образом снижается температура спекания керамического черепка, что также способствует снижению энергетических затрат на производство.