Само слово «керамзит» в переводе с греческого обозначает «обожженная глина». Уже из этого названия понятно, что для получения керамзита глину нужно обжечь. Сущность технологического процесса сводится к следующему: подготовленную глину подвергают резким тепловым ударам, что позволяет добиться пористости материала, его вспучивания. Благодаря оплавлению внешней оболочки, керамзит герметизируется и приобретает высокую прочность.
Особенности технологии производства
Сырьем для получения керамзита являются преимущественно осадочные глинистые породы, реже – метаморфические (аргиллит, глинистые сланцы и другие камнеподобные породы).
Они имеют сложный состав и включают в себя как глинистые минералы (гидрослюды, каолинит и т. д.), так и полевой шпат, кварц, карбонаты, органические и железистые примеси.
Из чего же делают этот строительный материал? Лучше всего для изготовления керамзита подходят глины, которые содержат максимум 30% кварца.
Подходит ли тот или иной материал для производства, устанавливают с помощью специальных исследований. Главные требования к сырью:
- возможность вспучивания при обжиге;
- легкоплавкость;
- определенный интервал вспучивания.
Иногда в сырье вводят специальные добавки для повышения коэффициента вспучивания. В качестве добавки может быть использованы органические (соляровое масло, мазут и др.), железистые вещества, горные породы (перлит, алунит и т. п.) или искусственные вещества.
В результате переработки исходного сырья получают сырцовые гранулы определенных размеров и состава. Эти гранулы поддаются термической обработке: они просушиваются, обжигаются и охлаждаются. На следующем этапе полученный материал сортируют по плотности и в случае надобности дробят на более мелкие фракции. После сортировки керамзит готов к складированию или отгрузке к месту использования.
Основные этапы изготовления керамзита:
- завоз сырья;
- сушка глины;
- обжиг сырья;
- охлаждение гранул;
- разделение на фракции;
- транспортировка и складирование.
Маркировка
По плотности насыпанной толщи может быть следующих марок:
Цифра после буквы «М» указывает на плотность насыпанного материала в кг на 1 метр. куб.
По прочности на сжатие керамзит бывает:
Чем больше число в обозначении марки, тем выше прочность гранул на продольное сжатие. Благодаря достаточно несложному циклу производства, доступности необходимого оборудования и сырья, постоянному высокому спросу на рынке, изготовление керамзита превращается в доходный бизнес.
Добыча исходного сырья
Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов. Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты.
Если выполняется добыча камнеподобных пород, таких как аргиллиты или глинистые сланцы, прибегают к проведению буровзрывных работ. Разработку таких пород можно делать круглый год, в том время как мягкие породы добывают лишь в определенный период.
Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.
Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу.
Минусы бизнеса
Какие недостатки есть у бизнеса на производстве и продаже керамзита? Первый — это необходимость существенных вложений в несколько миллионов рублей. Во многом он компенсируется потенциально высокими прибылями, но изначально найти такие средства бывает очень трудно.
Во-вторых, производство требует серьёзных мощностей: не только качественного оборудования, но и бесперебойного электро- и теплоснабжения. К слову, изготовление керамзита расходует много ресурсов (электричества, а также топлива — газа, угля или мазута).
В-третьих, поддержание работы цеха будет требовать довольно много средств — в среднем, от 60% всего дохода. Таким образом, несмотря на кажущуюся выгодность и дешёвое сырьё, собственный керамзитовый цех — довольно дорогое удовольствие (особенно на первых этапах работы).
Способы получения керамзитовых гранул
Существует четыре основных способа изготовления керамзита, которые отличаются своей технологией:
- сухой;
- мокрый;
- порошково-пластический;
- пластический.
Выбор конкретного способа зависит от качества сырья.
Сухой способ
Этот способ является наиболее простым. Он применяется в случае, когда имеют дело с камнеподобным сырьем. Вначале его дробят, затем отправляют во вращающуюся печь. Такой способ наиболее эффективен, если порода однородная, без вредных включений. Он отличается невысокими затратами и низкой энергоемкостью.
Мокрый (или шликерный) способ
Глину помещают в емкости большого размера – глиноболтушки. Затем ее разводят водой, получая шликер влажностью около 50%. Его подают насосами в шламбассейн, откуда он перемещается во вращающуюся печь. Здесь он разбивается на отдельные гранулы. Их высушивают газы, которые выходят из печи.
Мокрый способ требует большого расхода топлива, поскольку шликер имеет высокую влажность. Однако он позволяет очищать сырье от каменистых включений, вводить в него добавки, получать однородную массу. Его используют в случае высокой влажности исходного сырья.
Как делают керамзитовый гравий на примере производства мокрым способ более подробно расскажет видео:
Пластический способ
Этот метод наиболее распространен при производстве керамзита. Он предусматривает увлажнение рыхлого сырья и его переработку в вальцах или глиномешалках. Процесс изготовления керамзита напоминает производство кирпича.
Из полученной массы на дырчатых вальцах или ленточных прессах формируют цилиндрические гранулы, которым позже придается шарообразная форма. Гранулы сразу отправляют во вращающуюся печь или дополнительно просушивают в специальных барабанах.
Пластический способ более сложный, энерго- и капиталозатратный, чем сухой, но он позволяет сделать материал с лучшими свойствами. Во время переработки природная структура сырья нарушается, оно гомогенизируется, поэтому имеет более высокий коэффициент вспучивания.
Порошково-пластический способ
Вначале сухое сырье доводят до порошкообразного состояния, затем разводят водой. В итоге получают пластичную массу, из которой формируют гранулы. Этот метод является довольно затратным, поскольку необходимо дополнительно выполнять измельчение материала. Еще одним недостатком является необходимость дополнительной сушки гранул.
Поскольку качество готового материала зависит от качества сырцовых гранул, сырье необходимо хорошо перерабатывать и формировать одинаковые по размеру гранулы. Их параметры устанавливаются в зависимости от коэффициента вспучивания сырья.
Финансовая часть
Мини цех может производить от 30 000 до 250 000 куб. метров керамзита в год. Объем выпускаемой продукции зависит от мощности производственной линии. Изготовление материала – процесс достаточно энергоемкий. Но все окупается высокой производительностью оборудования и растущим спросом на выпускаемый продукт. Цена готового материала зависит от множества факторов, относящихся к технологии изготовления.
К себестоимости керамзита следует также добавить зарплату наемным работникам, износ оборудования, выплаты в налоговые органы, страховые компании, а также затраты на приобретение сырья. Общая сумма расходов колеблется в пределах 600 руб. Средняя оптовая стоимость 1 куб метра керамзита равна 1100 руб. В итоге, прибыль, полученная с 1 куб метра керамзита, будет достигать 400 руб.
Дешевое сырье и сравнительно невысокая цена оборудования для производства керамзита обеспечивают низкую стоимость готовой продукции, обладающей высокими тепло и звукоизоляционными свойствами.
Охлаждение гранул
После обжига керамзит следует охладить. Охлаждение начинается еще во вращающейся печи, благодаря поступающему воздуху. Далее оно продолжается в аэрожелобах, барабанных холодильниках и т. п.
От того, насколько быстро выполнено охлаждение гранул, зависит прочность материала. Если охлаждение произошло слишком быстро, гранулы могут треснуть. При медленном охлаждении качество материала может снизиться в результате размягчения и смятия гранул.
Поэтому керамзит охлаждают до 800-900 градусов сразу же после вспучивания. После этого выполняют охлаждение до 600-700 градусов на протяжении 20 минут.
Это нужно для того, чтобы затвердение произошло без большого термического напряжения, и сформировались кристаллические минералы, которые увеличивают прочностные качества материала. Дальнейшее охлаждение можно выполнять довольно быстро.
Фракционирование и транспортировка
Для фракционирования применяют барабанные грохоты, которые имеют цилиндрическую или многогранную форму.
Транспортируют керамзит в пределах завода пневматическим способом или по ленточному конвейеру. Более популярен конвейерный способ, так как транспортировка по трубам с помощью воздушного потока приводит к повреждению оболочки и дроблению гранул.
Хранят готовый материал на складе силосного или бункерного типа. Для этого керамзит предварительно фасуют по специальным влагозащитным мешкам различного объема.
Требования к помещению: где разместить цех
Керамзит, как правило, продаётся кубометрами. Его производят очень большими партиями. Это требует много места, поэтому предпринимателю придётся найти большое помещение от 300 квадратных метров. Его следует разделить на промышленную зону, где будет установлено всё оборудование, и склады, где будет храниться сырьё и готовые частицы.
Цех должен быть подключен ко всем коммуникациям. От этого зависит бесперебойность работы и качество конечного продукта. Желательно наличие хорошей вентиляции и удобных подъездных дорог для доставки сырья, топлива и отгрузки готового керамзита.
Сертификация материала
Поскольку технология получения керамзита довольно трудоемкая и сложная, любые нарушения могут негативно повлиять на качество изделий. Поэтому при покупке обязательно необходимо ознакомиться с сертификатом соответствия.
Существует ГОСТ 9759-76, в котором указаны требования к параметрам гранул, весу и прочности керамзита. Именно прочность выступает главным показателем, который принимают во внимание при допуске материала в эксплуатацию.
Керамзит является важным компонентом керамзитобетона, и ни одна компания по изготовлению легких бетонов не станет приобретать его без наличия нужных документов. Кроме этого, он получил широкое применение в сфере строительства. В сертификате соответствия указывается информация об экологической безопасности материала, его соответствии санитарным нормам, даются рекомендации относительно хранения и транспортировки.
Основные показатели для сертификации различных фракций керамзита
Сферы применения
Чтобы определить области применения готовой продукции, а вместе с тем и рынок сбыта, нужно ответить на вопрос: для чего нужен керамзит. Материал, обладающий высокими теплоизоляционными качествами, находит широкое применение в следующих областях:
- изготовление керамзитобетонных конструкций;
- смешивание теплых кладочных растворов;
- наполнение легких бетонов;
- теплоизоляция и звукоизоляция основания, кровли, стен, полов;
- строительство различных сооружений (дамбы, мосты, дороги и прочее);
- утепление трубопровода;
- фильтрование воды, растениеводство и другое.
Сегодня в России функционирует более 150 заводов, изготавливающих керамзит, которые производят более 3,5 млн. куб. метров материала в год. Спросом пользуется фасованная продукция. Стоимость кубометра достигает 1000 руб., одного мешка – от 90 руб. Цена зависит от условий договора и количества поставляемого материала.
Оборудование для производства керамзита
Линия для получения керамзита состоит из:
- рыхлительных устройств;
- дырчатых вальцов;
- глиномешалки;
- сушильных барабанов;
- печи для проведения обжига;
- бункеров;
- пневматических транспортеров;
- ленточных или других конвейеров;
- лотков;
- сортировщиков гравия и др.
Для первичной обработки сырья используется специальная дробилка. Она включает в себя узел измельчения, который состоит из таких элементов:
- лопастные валы, вращающиеся в направлении друг друга;
- жесткая рама;
- привод с зубчатой передачей;
- приемный бункер.
Когда валы начинают вращаться, сырье измельчается до требуемых размеров. Для введения специальных добавок применяется смеситель.
На видео — дробилка валковая для дробления керамзита в работе:
Обжиг сырья происходит во вращающейся печи. Она имеет цилиндрический стальной корпус и состоит из таких элементов:
- загрузочная и разгрузочная головка;
- опорная станция;
- приводы;
- уплотнения концов печи;
- кожух венцовой пары и т. д.
Для установки печки оборудуют фундамент. В роли опоры используют сварную раму и ролики, регулируя их положение.
Фасовка товара:
После прохождения контроля качества происходит фасовка керамзита. Дожидаясь своего покупателя, продукция может храниться в полипропиленовых мешках и мягких полипропиленовых контейнерах с ручками (биг-бэгах) различного объёма, или же россыпью, на специально оборудованных складах.
Помимо автоматизированной линии расфасовки продукции, на Серпуховском керамзитовом заводе имеется, также, специально оборудованные закрытые помещения, где рабочие вручную насыпают товар по упаковкам. Фасовка производится в 40-литровые мешки – фракции 0-5мм, 5-10мм и 10-20мм, в 50-литровые фракции 5-10мм и 10-20мм, а также, в биг-бэги с фракциями 5-10мм и 10-20мм объёмом 1, 2.5 и 3м³.
