Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Производство керамзита – из чего делают керамзит

Керамзит – это легкий пористый материал, который представляет собой гранулы с обожженной коричнево-красной поверхностью и темными порами внутри. Его используют как в строительных, так и садово-огородных работах. Получают его, обжигая глину при высокой температуре. Но как именно это делают и какое оборудование для этого нужно? В этой статье мы подробно об этом расскажем. Вы узнаете обо всех нюансах и особенностях изготовления керамзита.

Рассматривать вопрос мы будем с двух сторон:

  • Технологии производства на заводах
  • Изготовления материала в домашних условиях

Кроме того, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей Керамзитовые заводы в России и объемы производства. Там мы подробно рассмотрели вопрос изготовления материала с точки зрения видов заводов, объемов производства керамзита в России, а также истории его изготовления.

А теперь давайте поговорим о технологии получения этого материала.

Куча керамзита на открытом воздухе
Карьер по добыче глины
Потрескавшаяся на земле глина

Технология производства керамзита

На первый взгляд кажется, что в способе получения этого строительного материала нет ничего особенного: взяли глину и обожгли. Но на самом деле это сложный процесс. И прежде, чем говорить о нем, давайте вспомним, какие виды керамзита существуют.

По форме зерен материал подразделяется на:

  • Гравий
  • Щебень
  • Песок (он же отсев)

Деление керамзита по форме зерен – это одна из его главных классификаций. О ней и некоторых других видах и группах материала вы можете прочитать в нашей статье Виды керамзита. А вот о том, как производятся эти формы, мы расскажем в данной статье. Но обо всем по порядку.

Образец керамзитового гравия на белом фоне
Образец керамзитового песка на белом фоне

Технология производства керамзита состоит из таких стадий:

  1. Добычи сырья
  2. Формовки керамзитовых гранул
  3. Обжига глины
  4. Охлаждения гранул
  5. Сортировки на фракции
  6. Постобработки

Отметим также сразу, что иногда в интернете можно встретить статьи по теме, которые называются «Добыча керамзита». Но слово «добыча» едва ли применимо к описываемому материалу. Ведь нельзя просто копать и случайно наткнуться на залежи керамзита, верно? Его именно производят – причем, из другого материала. Так что говорить о «добыче» в нашем случае – не совсем корректно.

Если что тут и добывают, то глину – сырье, из которого потом производят керамзит. Как раз об этом мы и поговорим далее.

Добыча сырья

Прежде всего, важно понимать: для производства керамзита подходит не любая глина. Накопать сколько-нибудь сырья на берегу реки не получится точно. Его добывают в карьерах.

В этом разделе мы ответим на следующие вопросы:

  • Какие существуют виды сырья для производства керамзита
  • Каким требованиям должно удовлетворять сырье
  • Какими способами можно добывать глину

Рассмотрим каждый пункт.

Виды сырья для производства керамзита

В качестве сырья для производства керамзита используются тонкодисперсные – состоящие из мелких частиц – глинистые породы с низким содержание песка.

Они могут быть:

  • Осадочными
  • Камнеподобными (глинистые сланцы, аргиллиты)

Поговорим об этих видах подробнее.

Осадочные глинистые породы

Они образуются при выветривании из грунта силикатов и других включений, состоят из тончайших чешуйчатых кристаллов глины размером менее 0,01 мм. Также породы содержат примеси других материалов (органики, соединений железа и других), что влияет на их свойства.

Такой материал лучше размокает в воде, становясь пластичным и удобным в дальнейшей обработке материалом. Он считается наиболее качественным и подходящим вариантом. Но добычу этих пород можно производить только в определенный период: зимой либо сухим летом.

Камнеподобные глинистые породы (глинистые сланцы, аргиллиты)

Они добываются в карьерах взрывным способом, а далее – при помощи наземной техники (например, экскаваторами). Благодаря этому сырье можно получать круглый год. А вот образуются эти породы в результате уплотнения и дегидратации – или обезвоживания – глин. Сырье не размокает в воде и имеет значительно меньшие, чем осадочные породы, пластичность и вспучиваемость.

Для камнеподобной породы используется только сухой способ производства керамзита (о нем вы прочитаете далее). Материал, полученный таким образом, имеет угловатую форму, а на его свойства гораздо сложнее повлиять.

Требования к сырью

Как мы уже отметили выше, для производства керамзита берут глинистые породы с невысоким содержанием песка. Другие включения в составе сырья также нормируются. Информацию о них вы найдете в таблице ниже.

Таблица включений в составе глинистого сырья для производства керамзита

Наименование включения Содержание, %
Кварц До 30
Полевые шпаты До 70
Оксиды алюминия 10-25
Примеси органики 1-3
Соединения железа До 10
Оксид кальция До 6
Оксид магния До 4
Диоксид титана 0,1-2,0
Оксиды калия и натрия 1,5- 6,0
Соединения серы До 1,5
Соединения фтора До 0,5
Соединения хлора До 1,5

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таблица включений в составе глинистого сырья для производства керамзита

Помимо наличия определенного состава, глина должна отвечать и некоторым конкретным свойствам.

Ими являются:

  • Вспучивание при обжиге
  • Легкоплавкость
  • Интервал вспучивания

Поговорим о каждом критерии подробнее.

Вспучивание при обжиге

Вспучиваемостью называют возможность глинистых пород увеличиваться при обжиге, образуя прочный пористый материал. Это свойство характеризуется коэффициентом вспучивания (Kg), который рассчитывается как соотношение объема глиняной гранулы после вспучивания к объему сухой до него.

По вспучиваемости глину можно разделить на три категории:

  • Слабовспучивающаяся – Kg менее 2,5
  • Средневспучивающаяся – Kg от 2,5 до 4,5
  • Сильновспучивающаяся – Kg больше 4,5

Главным критерием сырья для производства керамзита является способность вспучиваться при воздействии температур от 1050°C до 1250°C.

Легкоплавкость

Критерий легкоплавкости связан со вспучиваемостью материала. Это значит, что сырье должно плавиться так быстро, чтобы ставшая вязкой масса не дала газам, образующимся при обжиге, выйти, не образовав поры в материале. Кроме того, оплавленная поверхность гранулы делает зерно прочнее и герметичнее.

Интервал вспучивания

Интервалом вспучивания называют разницу между предельно возможной температурой обжига и температурой начала вспучивания сырья.

Температурой начала считается та, при которой уже образуется керамзит, а предельно возможной – температура, при которой начинают оплавляться гранулы. Для того, чтобы было возможно получить керамзит, интервал вспучивания должен составлять не менее 50°C.

Все перечисленные свойства должны учитываться при выборе месторождения глины, которая будет использоваться для производства керамзита. Поэтому перед началом добычи сырье анализируют в лаборатории, чтобы выяснить его свойства и характеристики.

Образец глины в руке

Способы добычи глины

Помимо изучения характеристик глинистого сырья, перед началом разработки карьера учитывают количество запасов материала и экономическую целесообразность этой разработки. Если все «сошлось», то карьер начинают подготавливать.

В подготовку обычно входят следующие мероприятия:

  1. Расчистка территории от деревьев и кустарников
  2. Выкорчевывание пней
  3. Осушение (при необходимости)
  4. Удаление пустой породы
  5. Обустраивание подъездных путей

Часто для повышения качества сырья удаляется также и окислившийся верхний слой глины.

Непосредственная разработка карьера может производиться двумя способами:

  • Открытым
  • Буровзрывным

Рассмотрим каждый из них.

Открытый способ

При таком способе глина добывается с поверхности земли. Для разработки используются одно- и многоковшовые экскаваторы. При этом добыча мягких осадочных пород может производиться в определенное время года. Поэтому – для непрерывности изготовления керамзита – оборудуются морозостойкие глинохранилища. В нем материал может лежать до полугода.

В случаях, когда месторождение содержит несколько видов глинистых пород, они добываются послойно либо отдельно друг от друга также при помощи наземной техники.

Буровзрывной способ

Этот метод подразумевает добычу сырья посредством буровзрывных работ. То есть отделение породы происходит при взрыве.

Такие работы могут проводиться весь год, и для добытой породы не нужны хранилища.

Часто после получения глину помещают в так называемые промежуточные конусы, где она находится на открытом воздухе. Это делается для упрощения работы с сырьем. В таких конусах глина подвергается воздействию температур, попеременному увлажнению и высушиванию, что приводит к разрушению структуры сырья и облегчает его дальнейшую обработку.

Карьер по добыче глины

А мы переходим к описанию следующего этапа.

Формирование керамзитовых гранул

Сырье поступает на завод в виде рыхлой массы или камней. При этом готовый керамзит – это ровные гранулы правильной формы и одинакового размера. Переход из одной формы в другую происходит именно на этой стадии.

Существуют четыре способа подготовки сырья:

  • Сухой
  • Пластический
  • Порошково-пластический
  • Мокрый

Поговорим подробнее о каждом.

Сухой метод

Это наиболее простой и дешевый способ получения керамзитовых гранул. Он используется для обработки твердого камнеподобного сырья, однородного по составу и с хорошей вспучиваемостью. Верхний предел влажности сырья для сухого способа подготовки гранул составляет 10-12% для пород средней пластичности и 16-18% – для высокопластичных пород.

Процесс формирования гранул происходит так:

  1. Глина размельчается в дробилках (щековых, валковых и иногда молотковых)
  2. Крупные куски более 20 мм в диаметре отсеиваются и дробятся повторно
  3. Гранулы рассеиваются на фракции

Материал после дробления представляет собой зерна угловатой формы, приближающейся к кубической.

Для плотной, но вязкой глины, которая плохо дробится и увлажняется, используют специальные зубчатые вальцы. Они разрывают глину на куски, идущие потом на сортировку.

Гранулы делят на фракции, чтобы более мелкие зерна не разогрелись быстрее крупных и не выгорели. Поэтому – сразу после рассеивания – зерна размером 1-20 мм в диаметре пофракционно отправляются в промежуточные бункера барабанных печей, откуда поступают на обжиг. Запаса сырцовых гранул при этом может хватать на 12 часов работы барабанной печи.

Производственные потери при таком способе подготовки гранул могут составлять до 45%.

Такой способ эффективен в том случае, если сырье чистое, не имеет ненужных примесей и включений, обладает достаточным коэффициентом вспучивания. В этом случае сухой метод идеален для получения керамзитового песка. Главный минус сухого способа – то, что в сырье нельзя внести добавки и, тем самым, отрегулировать свойства готового продукта.

Пластический метод

Такой способ применяется для обработки наиболее распространенных пластичных рыхлых глин. Они должны иметь влажность до 30%, высокий коэффициент вспучивания и хорошую размокаемость в воде.

Гранулы тут формируются так:

  1. Глиняное сырье поступает на зубчатые вальцы сначала грубого, затем тонкого помола или же в глиномешалку; тут в сырье можно ввести различные добавки
  2. При помощи прессов или дырчатых вальцов формируются цилиндрические жгуты, которые затем разрезают на гранулы
  3. Гранулы отправляются в сушильные барабаны, для обогрева которых используется горячий газ, выходящий из печей для обжига; помимо подсушивания зерна на этом этапе окончательно обкатываются для получения округлой формы

Гранулы, полученные таким способом, имеют диаметр 5-10 мм.

Образец керамзита фракции 5-10 мм на белом фоне с линейкой

Пластический способ более сложный и затратный, чем сухой.

Но он ценится благодаря тому, что:

  • Природная структура глиняного сырья разрушается, делая его однороднее, что повышает коэффициент вспучивания
  • Есть возможность включить в сырье добавки, увеличивающие коэффициент вспучивания или улучшающие другие свойства готового продукта

За счет этих преимуществ, а также широкой распространенности используемого глинистого сырья пластический способ используется наиболее часто.

Порошково-пластический метод

Главным отличием этого способа от предыдущего является размельчение сырья до состояния порошка. Для этого глину подсушивают и дробят, после чего массу смешивают с водой. Затем происходит все то же самое, что и при пластическом методе – формирование жгутов и разрезание их на гранулы.

Способ используется, если:

  • Сырье неоднородно по составу и его необходимо сделать однородным
  • Необходимо ввести добавки – по сырью в виде порошка их легче распределить равномерно
  • В сырье имеются нежелательные включения (например, гипс или известняк); они размалываются, распределяются по всему сырью и перестают влиять на характеристики готового продукта

Такой способ более затратен, чем пластический, так как необходимо размельчать и иногда дополнительно просушивать сырье перед дроблением.

Мокрый метод

Его еще иногда называют шликерным.

Он применяется для сырья:

  • С повышенной влажностью (более 30%)
  • Неоднородного по качеству и составу
  • С малой вспучиваемостью
  • Хорошо размокаемого в воде

Формирование гранул тут происходит следующим образом:

  1. Глиняное сырье разбавляется водой в специальных глиноболтушках; в результате образуется смесь воды и глины, называемая шликером, влажностью 50-55%
  2. Смесь передается в шламбассейны – резервуары с перемешивающими устройствами, откуда шликер поступает во вращающиеся печи
  3. В барабанах такой печи смесь сначала разбивается на отдельные гранулы, потом просушивается и обжигается

Также мокрым способом можно получить керамзит из невспучивающихся глин. Для этого в глиняную массу добавляются вспенивающие агенты (например, карбонат аммония). Шликер смешивается в быстроходной мешалке в течение 3-5 минут до вспенивания, после чего формуется и просушивается в барабанной сушилке и обжигается. Пористая структура достигается не за счет вспучивания, а за счет вспенивания, поэтому температура обжига может быть уменьшена до 1100-1150°C и ниже.

Для просушивания и обжига влажного шликера требуются высокие энергозатраты. Зато при этом способе глину возможно очистить от каменистых вкраплений, легко ввести и распределить различные добавки.

Итак, мы рассказали о разных способах подготовки сырья. Для вашего удобства, информацию об их главных особенностях и отличиях мы разместили в сводной таблице ниже.

Таблица с различиями методов подготовки гранул

Название метода Распространенность на предприятиях России, % Какая глина используется Возможность введения добавок
Сухой 9,7 Твердое камнеподобного сырье, однородное по составу и с хорошей вспучиваемостью Нет
Пластический 89,4 Пластичные рыхлые глины Да
Порошково-пластический Рыхлые глины, неоднородные по качеству или имеющие нежелательные включения Да
Мокрый 0,9 С повышенной влажностью (более 30%), неоднородная по качеству или имеющая малую вспучиваемость, но хорошо размокающая в воде Да

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таблица с различиями методов подготовки гранул

Кроме того, в этом разделе мы несколько раз упоминали введение различных материалов и добавок в сырье для улучшения вспучиваемости сырья, а также для изменения свойств готового продукта. Давайте остановимся на них чуть подробнее.

Добавки в сырье

Как мы уже отмечали выше, искусственное введение дополнительных веществ в состав глины необходимо для изменения качественных характеристик сырья. Ведь очень сложно бывает найти глинистую породу, идеально отвечающую всем требованиям и на 100% подходящую для производства керамзита. Решить эту проблему может как раз введение в смесь дополнительных веществ.

Добавки имеют различные характеристики и применяются по разным причинам:

  1. В смесь могут вводить порообразующие вещества. Они нужны для получения легкого керамзита с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Информацию о том, что это и в каком количестве используется, вы найдете в таблице.
    Добавки Количество по массе, %
    Бурые угли 2-2,5
    Золы ТЭЦ До 15
    Изгарь 2-2,5
    Коксовый шлам 2-2,5
    Молотый антрацит 2-2,5
    Молотый кокс 2-2,5
    Опилки 8-25
    Торфяная пыль 2-2,5
    Тощие каменные угли 2-2,5

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для получения легкого керамзита с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью
  2. Они могут повышать пластичность сырья. Информацию о вводимых веществах мы поместили в следующей таблице.
    Добавки Количество по массе, %
    Бентониты 0,1-0,3
    Высокопластичные глины 0,1-0,3
    Поверхностно-активные вещества, или отходы целлюлозной промышленности 0,1-0,3
    Фосфатные соединения 0,1-0,3

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для повышения пластичности сырья при производстве керамзита
  3. В смесь могут вводиться отощающие добавки, которые нужны для регулирования свойств глиняной массы, уменьшения количества вредных включения. Информацию о том, что это за вещества и в каком количестве их используют, вы найдете в таблице.
    Добавки Количество по массе, %
    Зола 10-25
    Измельченный бой обожженных изделий 10-25
    Кварцевый песок 10-25
    Молотая дегидратированная глина (после термообработки при 500-700оC) 10-25
    Молотый шлак 10-25
    Отходы керамзитового и аглопоритового производства 10-25
    Шамот (измельченная глина, обожженная при температуре обжига глины) 10-25

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица отощающих добавок для регулирования свойств глины и уменьшения количества вредных включений при производстве керамзита

    Отметим также, что такие добавки как молотая дегидратированная глина, шамот и измельченный бой обожженных изделий считаются более качественными. Они способны заметно улучшить качественные характеристики готового керамзита.

  4. В смесь могут вводить так называемые «добавки-плавни», которые увеличивают легкоплавкость глины и снижают температуру обжига. Информацию о них мы опубликовали в таблице далее.
    Добавки Количество по массе, %
    Молотое легкоплавкое стекло 2-4
    Нефелиновые сиениты 2-4
    Пегматиты 2-4
    Перлиты 2-4
    Полевые шпаты 2-4
    Фосфаты натрия и кальция 2-4

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для увеличения легкоплавкости глины и снижения температуры обжига при производстве керамзита
  5. Добавки могут повышать вспучиваемость материала. Это одна из основных причин искусственного введения разных веществ в принципе. Ведь при низкой вспучиваемости глина при обжиге так и не увеличится в объеме, и на выходе не получатся прочные округлые гранулы керамзита.
    О том, какие добавки и в каком количестве нужно добавлять для повышения этой характеристики, читайте в нашей таблице.

    Добавки Количество по массе, %
    Бентонитовые глины 1-20
    Кислая смола 1-6
    Мазут 1-6
    Масло соляровое 1-3
    Пиритные огарки 2-4
    Пуролизная смола 1-6
    Пылевидная железная руда 2-6
    Раствор хлористого кальция 1-20
    Уголь каменный молотый 1-2

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для повышения вспучиваемости глины при производстве керамзита
  6. Добавки могут корректировать состав сырья. Информацию о том, что это за вещества и в каком количестве их используют, вы найдете в следующей таблице.
    Добавки Количество по массе, %
    Алунитовая порода 1-3
    Железная руда 1-3
    Каолин 1,5-3
    Кварцевые хвосты 1,5-3
    Лигнин 1-3
    Огнеупорная и тугоплавкая глины 1,5-3
    Огнеупорные золы ТЭС 1,5-3
    Опилки 1-3
    Серные соли щелочных или щелочноземельных металлов 1-3
    Торф 1-3
    Уголь 1-3
    Цемент 1,5-3
    Шамотная пыль 1,5-3
    Шлаки производства меди 1-3

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для корректировки состава сырья при производстве керамзита
  7. Добавки вводятся в сырье для повышения прочности керамзитового гравия на выходе. Информацию об этом мы опубликовали в таблице.
    Добавки Количество по массе, %
    Золы ТЭС 3-50
    Опоки 3-50
    Пирит 3-50
    Раствор диаммония фосфата 1-3
    Рутил 3-50
    Трепелы 3-50
    Тугоплавкие высокопрочные глины 3-50

    Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

    Таблица добавок для повышения прочности керамзитового гравия

Жидкие добавки вводятся непосредственно в сырье в виде раствора или эмульсии. Твердые же могут наноситься на поверхность гранул после их формовки и перед обжигом. Другой вариант их введения – ступенчатый способ, при использовании которого сначала с добавкой соединяется 15% сырья, а после тщательного перемешивания добавляются остальные 85%.

Образец дробленного каменного угля на белом фоне
Образец кварцевого песка на белом фоне
Пирит
Образец каолина в чаше на белом фоне
Образец опилок в руке

После того, как глиняные гранулы сформированы, они обжигаются. Как раз об этом процессе мы и поговорим дальше.

Обжиг глины

Для получения керамзита необходимо строго следовать правилам обжига сырцовых гранул. Температура должна подниматься быстро, чтобы газы не выходили из глины до ее размягчения. Но перед быстрым нагреванием – для предотвращения разрушения зерен – гранулы необходимо высушить и подогреть.

Таким образом, обжиг сырцовых гранул происходит в два этапа:

  1. Сушка
  2. Непосредственно обжиг

Чаще всего оба этих этапа происходят в одной печи. Она представляет собой трубу диаметром 2,5-5 м и длиной 40-75 м, выложенную изнутри огнеупорным кирпичом. Труба располагается под углом примерно 3° и вращается вокруг своей оси. Внизу устанавливается форсунка – механический распылитель сжигаемого топлива (если говорить просто – очень большая горелка). Гранулы подаются к верхней части печи с более низкой температурой и продвигаются к горелке под воздействием силы тяжести. В зоне потоков горячих газов они нагреваются до температуры 200-600°C и подсушиваются, а в непосредственной близости от форсунок – до 1200-1350°C и вспучиваются. Процесс длится примерно 45 минут.

От скорости вращения печи зависит, как быстро по ней продвигаются гранулы. Это влияет на их плотность и прочность: чем ниже скорость, тем легче и мягче керамзит, а чем выше – тем, соответственно, тяжелее и прочнее.

Иногда зону, примыкающую к форсунке, ограждают от зоны подготовки сырья кольцевым порогом. Это делают, чтобы обеспечить оптимальный режим термообработки. Эффект можно усилить, применяя двухбарабанные печи. В них зоны подготовки и вспучивания представляют собой две трубы, вращающиеся с разными скоростями. При этом сокращается расход топлива, улучшается качество керамзита и увеличивается его выход.

Также для производства керамзита из сырья, особо чувствительного к режиму обжига (например, при обработке промышленных отходов), могут использоваться трехбарабанные печи или даже три-четыре печи. В них возможно обеспечить не только оптимальный режим нагревания сырья, но и различные газы в печах. Все это также влияет на качества конечного продукта.

Охлаждение гранул

Как и в случае с обжигом, при охлаждении керамзита следует соблюдать определенные правила. Слишком быстрое охлаждение может привести к растрескиванию гранул, а слишком медленное – к их размягчению и деформации.

Поэтому процесс проводится в два этапа:

  1. Охлаждение сразу после вспучивания до 800-900°C
  2. Охлаждение до 600-700°C

Первый этап проходит еще внутри печи за счет поступающего в нее воздуха. В это время происходит затвердевание гранул и предотвращение окисления оксида железа.

На втором этапе, который продолжается в течение 20 минут, происходит затвердевание стеклофазы (аморфного состояния без кристаллической решетки) и формирование в ней минералов. Это повышает прочность керамзита.

После этого этапа уже возможно относительно быстрое охлаждение керамзита в течение нескольких минут.

Для охлаждения керамзита используются следующие виды холодильников:

  • Барабанные
  • Ямные
  • Слоевые
  • Аэрожелоба

Поговорим о них подробнее.

Барабанные холодильники

Такой тип применяют на заводах большой производительности. Холодильник представляет собой барабан диаметром 1,5-2 м и длиной 8-35 м, установленный на двух опорах под углом 3-6°, вращающийся со скоростью 2,5-7 оборотов в минуту. Сверху изнутри он примерно на треть выложен огнеупорным кирпичом. Остальные 2/3 его оборудованы пересыпными устройствами.

Плюсы и минусы этого холодильника мы разместили в таблице.

Достоинства барабанного холодильника Недостатки барабанного холодильника

+ Простота конструкции

+ Надежность в эксплуатации

– Громоздкость

– Низкий КПД

– Большие потери тепла

– Невозможность регулировать процесс охлаждения

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Достоинства и недостатки барабанного холодильника

Ямные холодильники

Такой холодильник используется в небольших цехах и заводах. Он представляет собой бетонную емкость, расположенную под нижним концом барабанной печи, куда гранулы поступают самотеком.

Плюсы и минусы этого холодильника вы найдете в таблице.

Достоинства ямного холодильника Недостатки ямного холодильника

+ Простота конструкции

+ Надежность

+ Занимает мало места на производстве места

+ Работа без использования электроэнергии

– Долгое время остывания: от нескольких дней до нескольких недель

– Деформация керамзитовых гранул и потеря их качественных характеристик в процессе длительного остывания

– Невозможность контролировать процесс охлаждения

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Достоинства и недостатки ямного холодильника

Слоевые холодильники

Сейчас набирают большую популярность автоматические слоевые холодильники. Их принцип действия основан на охлаждении гранул в плоском наклонном слое, который движется и продувается наружным воздухом.

Принцип действия у него следующий:

  1. Гранулы поступают в приемный бункер холодильника из вращающейся печи через решетку, которая задерживает крупные посторонние предметы
  2. Бункер оборудован перфорированными трубами, в которые подается воздух для предотвращения спекания керамзита
  3. Далее материал поступает на наклонные решетки, формирующие движущий слой
  4. Слой керамзита непрерывно движется по решеткам и охлаждается потоками воздуха

Плюсы и минусы этого холодильника мы разместили в таблице.

Достоинства слоевого холодильника Недостатки слоевого холодильника

+ Небольшой размер

+ Обеспечение охлаждения керамзита до температуры ниже 100°C

+ Выходящий воздух может подаваться во вращающуюся печь

+ Долговечность за счет отсутствия движущихся частей в зоне высоких температур

– Невозможность регулирования режима охлаждения керамзита

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Достоинства и недостатки слоевого холодильника

Аэрожелоба

Аэрожелоб совмещает транспортировку и охлаждение керамзита. Он представляет собой прямоугольный короб, расположенный под углом 6-10°. Короб разделен мелкопористой асбестовой перегородкой на два канала. Нижний служит воздуховодом, в который подается воздух из вентилятора. Верхний канал является транспортным лотком, по которому перемещается керамзит под воздействием силы тяжести.

Плюсы и минусы этого холодильника вы найдете в таблице.

Достоинства аэрожелоба Недостатки аэрожелоба

+ Сокращение затрат энергии на охлаждение и транспортировку за счет их совмещения

+ Занимает меньше места на производстве, чем отдельные холодильники и транспортеры

– Нет разделения между нижним и верхним каналами, что приводит к растрате энергии и разной температуре у готового керамзита

– В коробе нет устройства, которое формировало бы толщину слоя в зависимости от фракции керамзита (при учете размера керамзита охлаждение проходило бы лучше и равномернее)

– Невозможность контролировать процесс охлаждения

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Достоинства и недостатки аэрожелобов

Теперь вы знаете, какие холодильники используются на заводах и производствах для охлаждения готовых керамзитовых гранул. Как вы могли заметить, они имеют разные характеристики. Поэтому, для того чтобы вы лучше видели разницу между ними, мы приготовили для вас сводную таблицу. В ней вы найдете сравнение описанных выше холодильников по основным параметрам.

Холодильник Размер Потери тепла Регулировка процесса охлаждения Энергозатраты Надежность Простота конструкции Время охлаждения
Барабанный Большой Большие Нет Высокие Высокая Простая Быстро
Ямный Небольшой Большие Нет Не использует электроэнергию Высокая Простая Очень долго
Слоевой Небольшой Можно подать тепло в печь Нет Высокие Высокая Сложный Быстро
Аэрожелоб Занимает меньше места, чем холодильник и транспортер отдельно Большие Нет Сокращаются за счет совмещения процессов охлаждения и транспортировки; но возможна растрата энергии Невысокая Сложная Быстро

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Сравнение разных холодильников для охлаждения керамзита по основным параметрам

После охлаждения гранул их разделяют на фракции. Об этом читайте в нашем следующем разделе.

Разделение на фракции

Перед продажей неоднородные по размеру зерна керамзита необходимо разделить на фракции – то есть по размерам. Это делают при помощи грохотов (систем вибрирующих сит). Чаще всего они барабанные – цилиндрические или многогранные. Их изготавливают из перфорированных листов или сеток с размерами ячеек 5, 10, 20 и 40 мм. Эти размеры соответствуют границам основных фракций.

Сита представляют собой вращающиеся барабаны, расположенные под углом 5°. По мере движения материала по барабану отверстия в сетке увеличиваются.

Многогранные грохоты еще называют буратами. Они используются для более тонкого фракционирования. Бураты имеют в основе шестигранный аппарат, закрытый кожухом. В таких устройствах можно легко сменить любое сито, так как каждая грань представляет собой съемную сетку.

Барабанные грохоты имеют простую конструкцию, что облегчает их использование и ремонт, а их равномерное вращение обеспечивает достаточно точное фракционирование. Поэтому они практически вытеснили с производства вибрационные и качающиеся грохоты

После прохождения по грохоту керамзит разделяется на фракции:

Иногда отдельно также выделяют фракцию материала 5-20 мм.

Остающиеся после фракционирования зерна более 40 мм в диаметре отправляются на дробление, так как керамзит такого размера обычно не используется. А остающиеся на поддоне гранулы менее 5 мм реализуют как керамзитовый песок. Он бывает фракций 0-5 и 0-10 мм.

От размеров будут зависеть свойства и области применения материала:

  • Мелкий керамзит фракции 5-10 мм широко используется в строительстве в качестве утеплителя для полов, фасадов и стен
  • Средний керамзит 10-20 мм – наиболее универсален; его берут как для строительных работ, так и для ландшафтного дизайна
  • Керамзит фракции 20-40 мм наиболее легкий и крупный, он подходит не для всех видов работ; но его часто используют для утепления чердаков, подвалов и других подобных помещений.

Подробнее о различных фракциях керамзита вы можете узнать из нашей статьи Виды керамзита. А вот о том, где и как можно использовать этот материал, читайте в нашем разделе Применение керамзита.

Постобработка

Скажем сразу: не всегда керамзиту нужна постобработка. Иногда он дополнительно просеивается для удаления посторонних включений и грязи, сортируется, промывается или обогащается путем введения других фракций. Но такие виды постобработки этого материала не особо распространены.

Чаще всего керамзит необходимо:

  • Раздробить на более мелкие гранулы
  • Окрасить

Эти способы постобработки мы и рассмотрим подробнее.

Промывка керамзита от посторонних включений и пыли в домашних условиях
Образец дробленого керамзита – керамзитового щебня – на белом фоне
Окрашенный керамзит в цветочном горшке

Дробление керамзита

Как мы уже отметили выше, данный этап проходят только гранулы более 40 мм в диаметре. Они помещаются в специальные дробилки, измельчаются, после чего снова проходят фракционирование.

Обычно для керамзита используются три вида дробилок:

  • Валковые
  • Конусные
  • Молотковые

Поговорим о них чуть подробнее.

Валковые дробилки

Такие дробилки представляют собой два вращающихся барабана, оснащенных зубцами. Они затягивают керамзит внутрь, где происходит сильное сжатие материала, его истирание и удары о режущие грани. Таким образом, аппарат совмещает давящее и режущее воздействия.

Эти дробилки применяются чаще остальных видов за счет своих преимуществ:

  • Дешевизны
  • Простоты обслуживания
  • Создания продукта с высокой однородностью

Недостаток у них только один – быстрое изнашивание деталей.

Конусные дробилки

Главная деталь конусной дробилки – вращающийся внутри колпака конусный перст. Ось его вращения не смещена относительно геометрической оси, за счет чего конус прижимает падающий в него материал к себе, истирая и раздавливая его. Частицы керамзита медленно опускаются вниз по конусу, дробясь все сильнее.

Преимуществом таких дробилок является создание достаточно однородного материала.

К недостаткам относятся:

  • Малая разница между размерами начальной и конечной фракций
  • Быстрый износ деталей

Молотковые дробилки

Основными деталями молотковой дробилки являются стальные пластины, несимметрично расположенные в несколько рядов на вращающемся барабане. Сам барабан помещен в корпус.

Преимущества такой дробилки:

  • Достаточно однородный по размеру получаемый материал
  • Простота использования

Недостатком является то, что подходят они только для достаточно мягких материалов, так как дробление более твердых гранул приводит к быстрому изнашиванию деталей.

В результате дробления керамзитового гравия получаются два материала:

  • Керамзитовый щебень
  • Керамзитовый песок

Они отличаются друг от друга размерами зерен и, соответственно, сферами применения. Подробнее о них вы можете прочитать в нашей статье Виды керамзита.

Окрашивание керамзита

Еще одним необязательным этапом является окрашивание керамзитового гравия. Для этого обычно используется гравий или щебень фракции 10-20 мм.

Окрашивание состоит из таких этапов:

  1. Подготовки керамзита
  2. Непосредственно окрашивания
  3. Сушки

Коротко о них – далее.

Подготовка керамзита

Окрасить можно только чистый материал без грязи, пыли и с влажностью не более 20%. Поэтому на производстве оборудуются специальные моечные узлы с возможностью взвесить материал до и после помывки, чтобы определить влажность. Иногда керамзит также обрабатывают грунтующим раствором, на который хорошо ложатся акриловые краски.

Непосредственно окрашивание керамзита

После предварительной обработки материал помещают в смесители для окрашивания. Туда добавляются красители: эмаль по камню, акриловая или алкидная краски и другие, подходящие для таких работ. В качестве смесителя в домашних условиях можно использовать бетономешалку. Для более качественного результата миксер иногда оснащают автоматическими дозаторами краски и таймером.

Сушка керамзита

После окрашивания керамзита его необходимо просушить. Для этого используются вибростолы, которые располагают в сушильных камерах с температурой 28-35°C. Такая просушка позволяет получить качественный, равномерно прокрашенный материал с длительным сроком годности. В зависимости от краски, сушка может занимать от нескольких часов до нескольких дней.

Теперь вы знаете, из чего состоит процесс производства керамзита. Мы рассмотрели его очень подробно и детально. У нас на повестке остался еще один вопрос, который касается изготовления керамзита своими руками в домашних условиях. Об этом – в заключительном разделе статьи.

Производство керамзита в домашних условиях

В интернете можно встретить множество статей, утверждающих, что изготавливать керамзит самостоятельно дома – это просто и выгодно. Но если внимательно изучить процесс его производства, можно увидеть, что это не так. К тому же, под домашним созданием чаще всего понимаются мини-заводы, что все же является заводом, а не производством в домашних условиях из подручных материалов.

Чтобы вы понимали, для покупки мини-завода по производству керамзита, всех станков и техники (дробилка, измельчитель, мельница, конвейер, смеситель для сырья, бункер и другие) вам понадобится свыше 10 миллионов рублей. Как вам такое «простое и выгодное производство на дому»? И даже если не покупать все станки, а арендовать их, цифры все равно будут не особо меньше.

Керамзит, используемый для выращивания

Но если «дороговизна» в качестве причины, почему керамзит не производят дома, звучит для вас все же не очень убедительно, мы подготовили еще несколько причин, почему это занятие – сложное и очень невыгодное.

Итак, препятствия, с которыми может столкнуться человек, решивший изготовить керамзит самостоятельно:

  1. Как мы говорили выше, в качестве сырья для изготовления керамзита используются только глины, обладающие определенными свойствами и качествами. Такой материал нельзя найти, например, у ближайшей речки.
  2. Свойства и состав глины можно изменить с помощью добавок – вот только без лабораторного анализа и оборудования невозможно узнать, сколько и каких материалов нужно ввести в материал.
  3. В домашних условиях невозможно проанализировать глину на вспучиваемость и легкоплавкость.
  4. Для производства керамзита нужно достаточно большое оборудование: печи длиной от 12 м, холодильники от 8 м. И это действительно необходимые для поддержания нужных температурных режимов и получения качественного материала размеры. Расположить такое оборудование на своем участке может быть просто негде.
  5. Изготовить оборудование самостоятельно также практически невозможно – особенно барабанные печи нужной длины, которые бы вращались и были обложены изнутри огнеупорными материалами. А ведь это – самый главный агрегат для производства.
  6. Невыгодно производить керамзит дома и из-за высокой энергоемкости процесса.
  7. Температура обжига глины должна быть около 1200-1350°C. Добиться таких цифр дома очень непросто.

Таким образом, изготовить качественный керамзит в домашних условиях практически невозможно. Скорее всего, на выходе получится что-то похожее на дробленый кирпич, а не на пористые керамзитовые гранулы. К тому же, себестоимость продукции будет очень высокой. Гораздо проще и выгоднее купить необходимый объем качественного готового керамзита в мешках или навалом. Подробнее о том, где это можно сделать, вы можете прочитать в нашей статье Керамзитовые заводы в России и объемы производства.