ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ФЛОТООТХОДОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛИТ

АННОТАЦИЯ

Сегодня чрезвычайно актуальным становится обеспечение максимально возможной защиты окружающей среды от промышленных объектов, которые, потребляя огромное количество природных ресурсов, являются мощными источниками загрязнения. Большое значение приобретает комплексное использование минерального сырья, вторичных ресурсов и отходов различных отраслей промышленности, при этом комплексное использование местных сырьевых материалов в композиции с техногенными материалами-отходами производств являются весьма перспективной и экологически выгодным вариантом. В данной статье рассмотрено композиция «каолин – глиеж – флотоотходы». Кайташские флотоотходы можно использовать как отошитель, железосодержащий красящий добавок и снижающий температуру спекания.

ABSTRACT

Today, ensuring the maximum possible protection of the environment from industrial facilities, which consume vast amounts of natural resources and are powerful sources of pollution, is becoming extremely relevant. Great importance is attached to the comprehensive utilization of mineral raw materials, secondary resources, and waste from various industries. The integrated use of local raw materials in combination with technogenic materials—industrial waste—is a highly promising and environmentally beneficial option. This article examines the composition “kaolin – gliege – flotation tailings.” The Kaitash flotation tailings can be used as a fluxing agent, an iron-containing coloring additive, and a component that reduces the sintering temperature.

Ключевые слова: полевого шпат, пегматит, глиеж, кaолин, природные ресурсы, окружающая среда, отходы, керамическая плита.

Keywords: feldspar, pegmatite, glyage, caoline, natural resources, environment, waste, ceramic plate.

Введение. Экология является междисциплинарной наукой, изучающей сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой.  Взаимное воздействие промышленности и окружающей среды выступает как бы составным элементом экологической системы «человек – природа» [1].

Цели и задачи. В данном исследовании мы работали над разработкой нового состава керамических плит, которое имеет массовый состав из местных сырьевых материалов и отходов различных производств. При разработке такова состава уменьшаются затраты на доставки сырья из зарубежных стран, а также снижаются затраты на сырьевые материалы, так как используются отходы производств. При этом одновременно решается экологическая проблема, освобождается многогектарные земли которое было занято выбросами производств.

Производство керамики это один из почти безотходных производств, так как, в технологии строительной керамики используются отходы собственного производства. При разработке новых составов в настоящее время выявлено возможность использования отходов стекла, вскрышные глины угольных разрезов, шлаки фосфорного производства и концентраты, полученные из хвостов обогащения апатито-нефелиновых руд, отсевы дробления гранитных пород, значительное количество различных минеральных отходов, накапливающихся на металлургических, машиностроительных, химических заводах, ТЭЦ, ГРЭС, горно-обогатительных комбинатах. Однако использование вторичного сырья в этой области остается незначительным [2].

Исследования проводились над флотоотходом вольфрам-молибденового производства (Кайташеского производства - КВМР) а также отходом медного производства. Изучено минералогический и химический состав отходов этих производств и решили использовать флотоотходы КВМР. Материалы и методы. Флотоотход вольфрам-молибденового производства - это «хвосты» которые занимают много гектаров земли и по своему минералогическому и химическому составу близки сырьевым материалам керамических изделий. Кайташские флотоотходы представляют собой тонкодисперсное сыпучее вещество темно-серого цвета с пластичностью – 6,7, 10% соляная кислота реагирует с пробой, что указывает на присутствие в ней карбонатов, что подтверждается нижеприведенными данными по определению его минералогического состава. Число пластичности отхода позволяет классифицировать его как малопластичное сырье. Огнеупорность составляет 1130-1160⁰С, это значение указывает что «хвосты» относятся к группе легкоплавких [3]. Химический состав изученных проб флотоотхода приведен в таблице -1, по химическому составу видно, что пробы содержат 41,7-43,1% SiO₂ и 13,42 – 14,2% Fe₂О₃. Высокое содержание кварца указывает отходы могут заменить кварцевые сырьевые материалов в составе керамических масс, а оксид железа выполняет роль флюсующей добавки. Характерным для указанных проб «хвоста» является высокое содержание красящего оксида - Fe₂О₃. По его процентному содержанию можно судить об окраске, которое колеблется от зеленого до коричного.

Таблица 1.

Химический состав кайташского флотоотхода, масс. %

Флотоотход имеет тонко дисперсную фракцию, поэтому при его применении из технологического цикла исключается стадия грубого помола сырья, что заметно сокращает время и затраты на измельчение и помол в производственных условиях, т.е. упрощает технологию изготовления керамической массы по сравнению с существующей.

ДТА исходного флотоотхода показывает, что эндотермический эффект с максимумом при 100-110⁰С вызван изменением массы образцов и соответствующим удалением гигроскопической влаги. При дальнейшем нагревании образцов наблюдается незначительное уменьшение массы и появление экзотермического эффекта с пиком при 340- 400⁰С, обусловленного процессами окисления и сгорания органических примесей. Эндотермический эффект, выявленный в температурном диапазоне 540-580⁰С с максимумом при 550⁰С связан с дегидратацией глинистых компонентов. Эффект сопровождается значительными потерями массы, величина которой составляет 5,32%. Кривая изменении потерь при прокаливании после эндотермического эффекта плавно переходит в горизонтальное положение и дальнейших потерь почти не отмечается [4,5].

Результаты и обсуждение. Выпускаемые в настоящее время керамических плитки с использованием дорогостоящих оксидных глушителей, хотя и обладают достаточной термической и химической устойчивостью, за счет использования, импортируемых из других стран дорогостоящих и дефицитных ингредиентов, характеризуются высокой себестоимостью [6]. Следовательно, разработка керамических плит с улучшенными физико-химическими и техническими свойствами на основе доступных местных компонентов решает важнейшую проблему повышения качества и снижения себестоимости керамических изделий. В этом аспекте, решение проблемы получения керамических изделий и глушенных глазурей с комплексным использованием флотоотходов вольфрам-молибденообогатительных фабрик в композиции с традиционно применяемыми сырьевыми материалами (тальк, мел, полевой шпат, доломит, песок), способствующих быстрому образованию устойчивых тонкодисперсных кристаллических соединений в виде волластонита, диопсида, анортита, гематита [7]. Которые в оптимальном сочетании обуславливают улучшению физико-технических свойств керамических материалов.

Заключение. Таким образом можно сказать: кайташские флотоотходы в составе керамических масс могут выполнять функции: отощающих добавок улучшающих сушильные и усадочные свойства; минерализаторов интенсифицирующих процессы спекания и твердофазные реакции; как компонент, способствующий повышению прочности и термостойкости материала; позирующих добавок, для снижения объемной плотности изделий; красящих добавок при производстве цветных облицовочных плиток и плиток для полов. При этом одновременно решается экологическая проблема металлического производства, высвобождаются многогектарные полезные земли.

Список литературы:

1. Икрамова З.А., Раджабова А.А., Методы управления качеством окружающей среды и пути решения проблем биосферы// Международный научный журнал Молодой учёный, № 44 (230) / 2018. – С.232-235
2. Икрамова З.О., Мухамеджанова М.Т. Разработка оптимальных составов керамических масс и их физико-химические свойства // Узб. Хим. Ж.  2010. - № 5. – С.25- 29.
3. Сулименко Л.И., Тихомирова И.Н. Основы тугоплавких неметаллических силикатных материалов. – М.: РХТУ им. Менделеева Д.И. 2000. - 136 с.
4. Сиражиддинов Н.А., Гулямов М.Ю., Азизходжаева М.М., Иркаходжаева А.П.. Кристаллизация глазури с использованием флотоотходов флюоритообогатительной фабрики // ДАН РУз. 1996. – № 1-2. – С. 12-14.
5. Артиков Г.А., Мухамеджанова М.Т., Стекло строительного назначения на основе флотоотхода горнорудного предприятия // Материалы международной конф. «Наука – образование – производство в решении экологических проблем». – УФА. – Т. 2002. – С.135-138.
6. Икрамова З.А. Использование отходов цветной металлургии в керамичевской промышленности // Universum. —2025. —Вып.5(134) — С. 12—15.
7. Ubayevna, T. A., Yusupovich, Y. M., Adilovna, I. Z., Tillaxodjayevna, A. N., & Gaybullayevna, S. G. (2018). Influence crystalistion abilities of glasses on formation pyroxenes structures. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, (9-10), 62-65.