АРГИЛЛИТ (от греч. argillos — глина и lithos — камень), осадочная горная порода, образовавшаяся в результате уплотнения, обезвоживания и цементации глин; от последних отличается большей твердостью и неспособностью размокать в воде.
1. Опыт применения отходов горной промышленности в производстве керамического кирпича:
Богословским алюминиевым заводом была завершена реализация инвестиционного проекта по строительству кирпичного завода — введен в эксплуатацию Богословский кирпичный завод. Оборудование для нового завода поставила испанская фирма AGEMAC. Завод, построенный в промышленной зоне Уральского региона, ориентирован на использование отходов горнодобывающих и горноперерабатывающих предприятий. В качестве компонентов шихты применяются вскрышные породы Волчанского угольного разреза, представленные в основном аргиллитами, глины месторождения Брусничное и отходы флотации Турьинского медного рудника (ТМР) в качестве отощителей. Аргиллитовая вскрышная порода представляет собой камнеподобный глинистый материал, образовавшийся в результате уплотнения, гидратации и цементации глин, отложившихся над угольной толщей и не обладающих в естественных условиях пластичностью. Она характеризуется неоднородностью гранулометрического и химического составов. В основном аргиллиты представлены каолинитом, монтмориллонитом, гидрослюдой, кварцем, железистыми минералами и в меньшей степени карбонатсодержащими породами. Кроме этого в аргиллите содержится 1-5% каменного угля и других органических включений. Глина месторождения Брусничное представлена монтмориллонитом, гидрослюдой, кварцем и в меньшей степени полевыми шпатами, сульфатами щелочных и щелочно-земельных металлов. Отходы флотации Турьинского медного рудника представлены фанатом, пироксеном, сульфидами железа (пирит и пирротен) и кальцитом. Техногенное сырье традиционно неоднородно как по площади карьера, так и по высоте добычного уступа. Поэтому для производства продукции постоянно высокого качества необходимо вести мониторинг сырья и применять технологии усреднения его качества. Специалисты предприятия постоянно проводят лабораторные исследования характеристик исходных сырьевых компонентов с целью корректировки состава шихты и оптимизации технологического процесса. При этом аргиллит используется в качестве основного компонента (60%), глина — в качестве добавки, отходы флотации ТМР — как отощающая добавка. Опыт работы показал, что стабильная работа всего технологического процесса производства кирпича возможна только после тщательной подготовки сырья. Для этого была разработана схема входного контроля качества сырья, которая предусматривает: - контроль состава породы из кернов при эксплуатационном бурении скважин с участков глиняного карьера и шламохранилища ТМР, планируемых к отработке в узлах сетки 10х20 м; — добычу и завоз вскрышных пород Волчанского угольного разреза только в зимнее время (декабрь—март); — обязательный визуальный осмотр отрабатываемого забоя по всем видам селективной выборки; — отбор объединенных проб аргиллита с каждого железнодорожного состава; — ежесменный отбор объединенных проб сырья при формировании конусов вылеживания; — отбор объединенных проб от сформированных конусов сырья за один месяц до подачи в технологический процесс. Отработка технологии усреднения сырья, проведенная в 2001-2002 гг., позволила добиться постоянного качества сырьевых компонентов, поступающих на дальнейшую переработку. В таблице приведены результаты испытаний сырьевых компонентов, отобранных в момент завоза с конусов в глинохранилище главного корпуса.
2. Применение горелых пород, отходов углеобогащения:
Основная масса горелых пород является продуктом обжига пустых пород, сопутствующих месторождениям каменных углей. Разновидностями горелых пород являются глиежи – гилинстые и глинисто-песчанные породы, обожженные в недрах земли при подземных пожарах в угольных пластах, и отвальные, перегоревши шахтные породы.
Возможности применения горелых пород и отходов углеобогащения в производстве строительных материалов весьма разнообразны. Горелые породы, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают активностью по отношению к извести и используются в роли гидравлических добавок в вяжущих известково-пуццоланового типа, портландцементе, пуццолановом портландцементе и автоклавных материалах, Высокая адсорбционная активность и сцепление с органическими вяжущими позволяют применять их в асфальтовых и полимерных композициях. Естественно, обжигаемые в недрах земли или в терриконах угольных шахт горелые породы – аргиллиты, алевролиты и песчаники – имеют керамическую природу и могут, применятся в производстве жаростойких бетонов и пористых заполнителей. Некоторые горелые породы являются легкими нерудными материалами, что обусловливает их использование как заполнителей для легких растворов и бетонов.
Отходы углеобогащения – ценный вид минералогического сырья, в основном используемый в производстве стеновых керамических материалов и пористых заполнителей. По химическому составу отходы углеобогащения близки к традиционному глинистому сырью. В роли вредной примеси в них выступает сера, содержащаяся в сульфатных Ии сульфидных соединениях. Теплотворная способность их колеблется в широких пределах – от 3360 до 12600 кДж\кг и более.
в производстве стеновых керамических изделий отходы углеобогащения применяют как отощающую или выгорающую топливосодержащую добавку. До введения в керамическую шихту кусковые отходы дробят. Предварительное дробление не требуется для шлама размером частиц менее 1мм. Шлам предварительно подсушивается до влажности 5…6%. Добавка отходов при получении кирпича пластическим способом должна составлять 10…30%. Введение оптимального количества топливо содержащей добавки в результате более равномерного обжига значительно улучшает прочностные показатели изделий (до 30…40%), экономит топливо (до30%), исключает необходимость введения в шихту каменного угля, повышает производительность печей.
Возможно применение шлама углеобогащения сравнительно высокой теплотворной способности (18900…21000кДж/кг) в качестве технологического топлива. Он не требует дополнительного дробления, хорошо распределяется по садке при засыпке через топливные отверстия, что способствует равномерному обжигу изделий, а главное намного дешевле угля.
Из некоторых разновидностей отходов обогащения каменного угля можно производить не только аглопорит, но и керамзит. Ценным источником нерудных материалов являются попутно добываемые породы горнодобывающих отраслей промышленности. Основным направлением утилизации этой группы отходов является производство прежде всего заполнителей бетонов и растворов, дорожно-строительных материалов, бутового камня.