При сушке теплоизоляционных изделий в материале образуются поры, возникают усилия, стремящиеся к уменьшению объема материала и его уплотнению. Усадочные явления приводят обычно к образованию трещин.
Равномерное распределение хотя и хаотически расположенных асбестовых волокон в массе материала в значительной мере предотвращает усадку и появление трещин. Водоудерживающая способность волокон распушенного асбеста является фактором понижения объемного веса у тех материалов, пористость которых образуется главным образом за счет испарения влаги. К таким материалам относятся, например, асбестотрепельные материалы. Чем больше воды будет введено с асбестом в материал, тем больше пор образуется при испарении воды, тем меньше будет объемный вес материала.
Величина водоудержания зависит от степени распушки асбеста. Распушка асбеста, резко увеличивая общую адсорбирующую поверхность волокон и количество капилляров между отдельными волокнами, повышает тем самым величину водоудержания.
Для всех сортов асбеста водозатворение повышается при увеличении степени распушки, причем наиболее резко это свойство обнаруживается у коротковолокнистых сортов.
2.2 Добыча, транспортировка
2.2.1 Вермикулит
2.2.1.1. Применяя соответствующие способы обогащения исходного сырья: флотацию, гравитационную или электромагнитную сепарацию—можно использовать вермикулитизированные сланцы, гнейсы и другие горные породы, содержащие сильногидратированные слюды, и таким путем расширять сырьевую базу для производства вермикулитовых теплоизоляционных материалов.
В зависимости от степени обогащения различают два вида вермикулитового сырья:
а)чистый концентрат, содержащий 85—96% вермикулита;
б)грубый концентрат, содержащий 50—60% вермикулита. Чистый концентрат, получаемый на обогатительных фабриках,
предназначается для обжига его в печах и дальнейшего использования без дополнительного обогащения.
Грубый концентрат, получаемый по упрощенной технологии без дорогостоящих обогатительных установок, после вспучивания подвергается дополнительному обогащению.
Для развития производства теплоизоляционных материалов и удовлетворения других потребителей вермикулита теперь имеется мощная сырьевая база. Общая потребность в вермикулитовом концентрате к последнему году текущей пятилетки (1966—1970) определена примерно в 240 тыс. т. Крупные месторождения вермикулита на земном шаре немногочисленны. Помимо Советского Союза они имеются в США (шт. Монтана, Каролина и др.) и в ЮАР. Эти государства в основном и определяют уровень мировой добычи вермикулита в настоящее время.
Небольшие месторождения вермикулита известны в Индии и Китае, в Объединенной Арабской Республике и в других африканских странах (Анголе, Кении, Нигерии, Танзании). Вермикулит находят также в Аргентине и Австралии.
2.2.1.2. Вспученный вермикулит, как правило, изготовляют в местах его потребления, так как малый объемный вес и хрупкость зерен вспученного вермикулита ухудшают качество и удорожают, стоимость его при перевозках на далекие расстояния. Выгоднее доставлять более тяжелое вермикулитовое сырье из районов его добычи к местам потребления.
Предприятия для производства теплоизоляционных материалов должны использовать предварительно обогащенное вермикулитовое сырье.
Вермикулит упаковывают в бумажные четырехслойные мешки, соответствующие требованиям ГОСТ 2226—88.
Примечание. Допускается по согласованию между поставщиком и потребителем поставка вермикулита в другой упаковке.
На каждый мешок должен быть поставлен несмываемой краской штамп или наклеена этикетка с указанием:
а) предприятия-изготовителя;
б) даты изготовления;
в) фракции и марки вермикулита;
г) номера партии;
д) обозначения настоящего стандарта.
При погрузке и разгрузке должны соблюдаться все меры предосторожности, обеспечивающие сохранность вермикулита и тары.
Транспортирование вермикулита должно производиться в крытых вагонах или других крытых транспортных средствах.
Хранение вермикулита производят раздельно по фракциям и маркам в условиях, не допускающих его распыления, увлажнения, уплотнения и загрязнения.
При хранении и транспортировании высота штабеля вермикулита, упакованного в мягкую тару, не должна превышать 1,5 м.
2.2.2 Асбест
2.2.2.1.Природные запасы асбеста велики. В России первое месторождение асбеста было открыто в 1720 на реке Тагиле. Большие залежи асбеста были обнаружены в 1878 в Канаде (они простираются и на территорию США), позднее – в Южной Африке, где горная гряда, содержащая асбест, тянется на сотни километров. На карте Среднего Урала можно найти города и поселки городского типа Асбест, Асбестовское и Новоасбест; на юге Канады, недалеко от Монреаля, – город Асбестос, в ЮАР – Асбестовые Горы. Асбест в небольших количествах найден в Альпах, Аппалачах, на Кавказе, в других горных районах.
Наполненные асбестом мешки зашивают машинным способом или заклеивают.
В зависимости от марки асбеста масса нетто или брутто одного мешка должна быть 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 и 50 кг.
Отклонение от номинальной массы нетто или брутто для асбеста групп 0 - 4 допускается ± 1 %, для остальных групп - ± 5 %.
По согласованию изготовителя и потребителя асбест групп 6К и 7 упаковывают в мягкие специализированные контейнеры разового использования типа МКР-1, ОМ или другие аналогичные контейнеры, изготовленные по нормативно-технической документации.
По согласованию изготовителя и потребителя допускается упаковывать асбест в виде крупногабаритных брикетов для групп 3 - 6 массой до 1250 кг в термоусадочной пленке по ГОСТ 25951 и формировать мешки в транспортные пакеты по ГОСТ 26663 и нормативно-технической документации на конкретные группы асбеста
3. Технология производства
3.1 Технологическая схема
Доставляемый на завод железнодорожным или автомобильным транспортом обогащенный вермикулит-сырец хранят на складе, откуда автопогрузчиком его направляют в отделение подготовки сырьевых материалов и обжига вермикулита и ковшовым элеватором загружают в расходный бункер сырья. Из расходного бункера вермикулит при помощи ленточного питателя и элеватора 5подается в грохот для разделения на фракции с крупностью зерен до 0,5; 0,5—8 и крупнее 8 мм. Рабочей фракцией вермикулита-сырца является фракция с зернами размером 0,5—8 мм, которая собирается в бункере. Вермикулит с зернами крупнее 8 мм поступает через воронку с течкой 8 в молотковую дробилку, где подвергается дополнительному измельчению.
Дробленый вермикулит подается элеватором на грохот, из которого рабочая фракция поступает в расходный бункер. Фракция с зернами до 0,5 мм собирается в бункере (в производстве изделий ее не применяют).
Из расходного бункера вермикулит проходит через барабанный питатель и ленточным конвейером подается к агрегату для вспучивания. Через вращающийся затвор вермикулит сначала попадает в сушильный барабан агрегата, а высушенный и нагретый до 100°С поступает в печь для вспучивания.
Вспученный при 1000—1200°С вермикулит отсасывается из печи и передается пневмотранспортом в циклоны с дымососом и скруббером, где зерна вермикулита отделяются от газов и пылевидных частиц.
Из циклонов вермикулит проходит через сепарационное устройство для отделения пустой породы и затем поступает в осадительный бункер, из которого пневмотранспортом передается в расходные бункера для дальнейшей переработки в изделия либо для упаковки в бумажные мешки при отпуске в рыхлом виде.
Остальные сырьевые материалы подготавливают следующим образом. Асбест со склада доставляют в мешках автопогрузчиком и после взвешивания на весах разгружают вручную на ленточный конвейер для подачи на бегуны для предварительной полусухой распушки, где он увлажняется до 30%-ной влажности и обрабатывается 25— 30 мин. Из бегунов асбест поступает в бак-смеситель, где разбавляется водой и после 5—8-минутного перемешивания полученная пульпа перекачивается центробежным насосом в пропеллерную мешалку для окончательного распушивания. В последней асбестовая пульпа обрабатывается 15—20 мин при скорости вращения лопастей 750 об/мин и затем перекачивается насосом в бак-смеситель для разведения водой до рабочей концентрации 8—12%. После чего пульпа по мере надобности перекачивается в бак-смеситель цеха производства изделий.
Бентонитовую глину дозируют на весах и подают в растворомешалку, где ее затворяют водой до 18%ной концентрации, после чего перекачивают в бак-смеситель для разведения водой в отношении 1:2.
Диатомитовую (или трепельную) взвесь приготавливают в этой же растворомешалке с концентрацией 20%. В конце перемешивания в растворомешалку добавляют кремнефтористый натрий.
Готовую взвесь перекачивают через бункер с решеткой в бак-смеситель. Приготовленные раздельно асбестовую пульпу, бентонитовую и диатомитовую взвеси перекачивают в баки-смесители цеха изделий, где они смешиваются и разбавляются водой до рабочей концентрации (2,4% асбеста, 1,8% бентонитовой глины).
Жидкое стекло из тары ручным насосом загружают в бак-смеситель, где оно разводится водой в отношении 1:1. Из этого бака готовый раствор подается через дозатор в растворомешалку цеха изделий для приготовления вврмикулитобетонной смеси.
Крахмальный клейстер приготавливают в баке-реакторе с мешалкой, куда загружают дозированное количество крахмала и воды (концентрация 2%). При непрерывном перемешивании в реактор подают острый пар, заваривающий крахмал. Продолжительность приготовления клейстера 35—40 мин. Из бака-реактора клейстер перекачивается в расходный бак-смеситель цеха изделий.
Гидромассу для формования теплоизоляционных плит, скорлуп и сегментов приготавливают в специальных смесителях .