Из Донецкой области ежегодно вывозятся миллионы тонн качественных огнеупорных глин и каолинов, вскрышные материалы складируются в отвалах, так как не находят эффективного применения, а для производства керамических строительных материалов продолжается разработка карьеров, что оказывает дополнительную экологическую нагрузку на Донецкий регион.
               Проблема использования многотоннажных отходов промышленности становится все более острой при интенсивном наращивании мощностей горнодобывающих предприятий. В настоящее время объем вскрышных и попутно добываемых пород превышает 3млрд. м3, около 1млрд. м3 составляют объемы отходов обогащения.
               Многообразие состава и свойства вскрышных и попутно добываемых пород определяет широту диапазона утилизации их в различных отраслях промышленности строительных материалов.
               Как показывают исследования более 60 % вскрышных отходов пород и отходов обогащения непосредственно, без дополнительной подготовки, пригодны для получения керамических материалов и изделий строительного назначения.
               Целью данной работы является исследование возможности применения вскрышных глинистых пород в качестве сырья для производства керамических строительных материалов. Объектами исследования являются вскрышные глинистые породы Русиновского месторождения (Р-3) и месторождения Белая балка (каолин ожелезненный (КО), суглинок карбена (СК)), химический состав которых приведен в таблице 1:

                Таблица 1 - Химический состав исследуемых материалов:
               

               Исследуемые материалы по минералогическому составу главным образом представлены глинистым минералом каолинитом (25 – 39 %), а в качестве других глинистых присутствует гидрослюда, монтмориллонит, микроклин, плагиоклаз, слюда обломочная, а основная примесь – кварц (27 – 36 %).
               По химико–минералогическому составу видно, что данные материалы обладают примерно такими же составами, что и используемое в промышленности сырье, что позволяет предположить возможность применения данного вида материалов в технологии строительной керамики, например, для производства строительного кирпича и плитки.
               В лабораторных условиях были определены основные технологические свойства исследуемых материалов, результаты которых приведены в таблице 2:

                Таблица 2 – Свойства исследуемого сырья:
               

               Из исследуемых вскрышных глинистых пород изготавливали лабораторные образцы, для чего исходные материалы измельчали, просеивали через сито 05, готовили керамическую массу с оптимальной рабочей влажностью.
               Формование образцов производили пластическим способом. Определяли воздушную и огневую усадку, интервал обжига (в пределах 950 – 1100 оС). Обжиг образцов производили в электропечи. Результаты опытов при оптимальной температуре обжига приведены в таблице 3:

                Таблица 3 – Результаты исследования лабораторных образцов
               

               После обжига образцы подвергались тщательному осмотру. Образцы из глины Русиновского месторождения, до обжига имели сероватый оттенок, а после приобрели более белую окраску.
               Образцы из каолина ожелезненного до обжига имели красновато-бурый цвет, а в интервале температур 1000 – 1050 ^oС наблюдалось изменение цвета от розоватого до желтого.
               Образцы из суглинка карбена до обжига имели бурый цвет, а при температурах 1000 – 1050 ^oС – наблюдалось изменение цвета от красного до серовато-красного.
               Причем отмечено, что на окраску влияет как химический состав исследуемых глинистых материалов, так и среда обжига.
               Таким образом, на основе проведенных опытов установили, что данное сырье может быть рекомендовано для производства строительных материалов, таких как кирпич и плитка.
               © ДонНТУ 2009 Кроз В.В.