Как производится керамзит и необходимое оборудование

Тепловая обработка глины позволяет получать самые разнообразные стройматериалы. И наиболее востребованным из них является керамзит. Пористые изнутри вспученные комки становятся легкими и хорошо удерживают тепло, а поверхностная оболочка обеспечивает им прочность.

Оглавление:

1. Особенности изготовления гранул
2. Какое оборудование понадобится?
3. Производство в домашних условиях
4. Расценки

Для производства керамзита сырье должно обладать легкоплавкостью и способностью к обжиговому вспучиванию. Для материалов, которые плохо набирают объем, применяются различные добавки: мазут, перлит, соляровое масло, железистые вещества.

Технология получения керамзита предполагает использование в качестве сырья любых осадочных пород с высоким содержанием каолина: сланец глинистый и аргиллит. Хорошо вспучиваются гидрослюда, кварц, каолинит, полевые шпаты. Для строительного керамзита идеально подходит сырье, доля кварца в котором не превышает 30%.

Технология производства

После переработки и формовки сырья с высоким содержанием глины получают промежуточный продукт – сырцовые гранулы. Их высушивают, подвергают обжигу и охлаждают. Следующий производственный этап – сортировка по показателям плотности и крупности путем грохочения.

Это в общих чертах, но способов получения керамзита известно много. Каждая технология производства имеет свои особенности, однако выбор должен основываться на качестве исходного сырья.

1. Методы подготовки:

• Сухой – используется для изготовления керамзита из однородных каменных пород без включений. Технология простейшая, что позволяет применять ее даже в домашних условиях – глинистое сырье дробится и отправляется в обжиговую печь.
• Порошково-пластический – для обработки сухого сырья, поддающегося дроблению. Полученный в результате измельчения порошок затворяется водой и формуется. Гранулы перед обжигом предварительно высушивают. Естественно, что такое количество дополнительных операций увеличивает стоимость производства.
• Шликерный или мокрый способ. Применяется, когда сырье на производство поступает с изначально высокой влажностью. С его помощью изготавливают керамзит из глины, замоченной в воде. Мокрое производство из-за этого несколько усложняется, так как требует дополнительного оборудования. Шликерная технология производства керамзита довольно энергоемка, зато на выходе можно получить однородный материал со стабильными свойствами без посторонних включений.
• Пластический – самый распространенный промышленный способ изготовления керамзита из рыхлых пород, требующий применения специального оборудования.

Такая технология требует серьезных денежных и энергетических затрат, но только она гарантирует получение керамзита высокого качества с максимальными показателями вспучивания.

2. Обжиг.

Нагрев сырцовых гранул должен происходить максимально быстро, так как они вспучиваются только при совпадении во времени двух процессов в глине:

• активное выделение газов – в зависимости от состава сырья происходит при +600-950 °С;
• переход в пиропластическое состояние при температуре ≥ 1100 °С.

Именно поэтому так важно, чтобы керамзитовый гравий в печь отправлялся уже высушенным, так как избыток влаги приведет к снижению эффективности обжига. Решить проблему также можно постепенным нагревом. Сперва сырец раскаляется до температур, предваряющих газовыделение (от +200 до +600 °С), и только потом резко нагревается до +1200 °С – температуры вспучивания.

Влияние технологии обжига на качество привело к появлению способов нагрева гранул в печах разного принципа действия:

• Вращающиеся одно- и двухбарабанные печи – простейшее оборудование для производства керамзита. Они имеют небольшой диаметр 2,5-3 м, но работать с ними проще, только если исходное сырье отличается хорошим вспучиванием. Такие печи чаще всего используют для дома.
• Кольцевые функционируют на любом виде сырья, превращая его в керамзит методом термоудара. Готовые гранулы получаются легче на 25-40 %, чем при обжиге в барабанах. Их плотность составляет 280-425 кг/м3, но и прочность падает вдвое.
• Вертикальные аэрофонтанные печи обеспечивают обжиг сырца в восходящем потоке раскаленных газов. Происходит тот же термический удар, который вызывает в глине особенно активное вспучивание. Применение такой технологии целесообразно при выпуске больших объемов мелких фракций.

Сушка

После обжига керамзит охлаждают. От того, в каком режиме это происходит, будет зависеть прочность получаемых гранул. Слишком быстрое остывание ведет к растрескиванию продукта. Остаточные напряжения впоследствии могут сыграть злую шутку с керамзитобетоном при строительстве дома. Медленное остывание приведет к размягчению комков и потере формы. Так или иначе, нарушение технологии послеобжигового охлаждения даст на выходе материал низкого качества.

Порядок охлаждения гранул, независимо от способа их производства, должен соблюдаться такой:

• Сразу же по окончании вспучивания керамзита следует остудить до температуры +800-900°С.
• Охлаждение в течение 20 мин до +600-700°С.
• Окончательное быстрое остывание.

Ступенчатое понижение температуры керамзита исключает риск возникновения внутреннего термического напряжения. В результате возрастает его прочность.

Выбор оборудования

Проще организовать производство керамзитовых гранул на мини-заводе. Самодельное оборудование не позволит обеспечить непрерывность процесса и соблюдение всех нюансов технологии. Первое станет причиной перерасхода энергии и удорожания конечного продукта, второе откликнется снижением качества керамзита и изделий из него.

Для создания собственного бизнеса выгодно приобретать мини-заводы отечественного или китайского производства. Российские линии позволяют добиться объемов выпуска от 35 до 200 тысяч кубов в год, а их стоимость колеблется в пределах 20-36 млн рублей. Гораздо дешевле можно купить оборудование из Китая. В зависимости от объемов производства комплекты поставляются по ценам от 800 тысяч до 26 млн рублей.

Оборудование такого завода обеспечивает проведение всех основных операций по изготовлению керамзитовых гранул:

• Дробилки и специальные смесители упрощают первичную подготовку сырья.
• Рыхлитель, барабан или вальцы отвечают за сушку и предобжиговую обработку сырцовых гранул.
• Прессы и питатели, а также холодильные установки обеспечивают полную автоматизацию процессов.

Для размещения такого цеха потребуется отвести участок немалой площади.

Особенности домашнего изготовления

Чтобы наладить керамзитовое мини производство в домашних условиях или гараже, потребуется своеобразная миниатюрная копия такого завода. Естественно, что оборудование будет попроще и меньшей производительности. В качестве сырья подойдет некондиционный гравий, любые легкоплавкие горные породы, угольная или торфяная зола. Работать придется на самодельной линии, собранной из отдельных узлов и, скорее всего, в лабораторном исполнении:

1. валковая дробилка ДВГ (300-400 тыс), промышленная обойдется в миллион, если речь не идет о б/у;

2. камерная печь типа СНОЛ (400-500 тыс, в зависимости от объема) или барабанная (от 1,6 млн);

3. охладитель выльется почти в 2 млн.

Итого стоимость недокомплекта из основного оборудования малой производительности будет не ниже 3-4,5 млн. При покупке некоторых узлов б/у или дешевых аналогов из Китая цена чуть снизится, но рентабельным такое производство не назовешь. Проще купить готовые керамзитовые гранулы.

Стоимость

Основной показатель качества керамзитового заполнителя – его прочность. Она влияет и на стоимость готового продукта. Следует обратить внимание и на другие физические параметры материала: вес и крупность гранул. В зависимости от класса керамзит получает соответствующее название: