The paper evaluates the prospect and possibility of using the natural magnesite of the Savinskoye deposit for the production of components of building materials
magnesite, periclase, mineral binder, building material
Расположенное в Иркутской области Савинское месторождение – крупнейшее месторождением магнезита в мире: его запасы превышают 2 млрд. тонн руды (75 % запасов магнезита в России). По оценке экспертов, этого хватит на то, чтобы снабжать минералом Россию в ближайшие 100 лет. Основное направления использования магнезита Савинского месторождения получение ценного огнеупора – периклаза. Процесс производства сопровождается большим количеством отходов, в виде пылеобразного продукта – каустического магнезита. В строительном производстве этот материал получают при низкотемпературном обжиге (800-1000 °С) руды и затем используют как магнезиальные вяжущие.
Основным компонентом вяжущего является окись магния (MgO). В зависимости от его концентрации в химическом составе каустический магнезит делят на четыре марки: ПМК-88, ПМК-87, ПМК-83, ПМК-75. Содержание окиси магния (MgO) в каустическом магнезите должно быть не менее 88, 87, 83 и 75 % соответственно для марок ПМК-88, ПМК-87, ПМК-83, ПМК-75.
Каустический магнезит является быстро твердеющим вяжущим веществом. Выделяют следующие марки каустического магнезита: М400, М500 и М600 (марка определяется пределом прочности при сжатии образцов из жесткого трамбованного раствора состава 1:3 через 28 суток воздушного хранения). Особенностью каустического магнезита при использовании в виде вяжущего в строительных материалах является его хорошая адгезия не только с минеральными заполнителями, но и с органическими и полимерными – деревом, целлюлозой. Это делает его особенно ценным для производства изделий с использованием отходов деревообрабатывающей и химической промышленности. Отход производства периклаза на Восточно-Сибирском заводе огнеупоров составляет (18-25) % от исходного сырья. Материал представляет собой порошок мелкой фракции, улавливаемый в электрофильтрах. Химический состав отхода (каустического магнезита) представлен в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительный химический состав каустического магнезита
|
Компонент |
Массовая доля в материале, % |
|
|
ПМК-75 по ГОСТ 1216-87 |
Отход производства на ВСЗО |
|
|
MqO |
не менее 75 |
77 - 83 |
|
CaO |
не более 4,5 |
3,8-5,4 |
|
SiO2 |
не более 3,5 |
3,4-6,6 |
|
Fe2O3+Al2O3 |
- |
1,2- 2,3 |
Как следует из сравнения показателей отход производства из-под фильтров практически без особых изменений может быть приравнен к стандартному вяжущему. По [1] плотность каустического магнезита должна находиться в пределах от 3100 кг/м3 до 3400 кг/м3. Плотность необожженного магнезита составляет в среднем 3000 кг/м3, а сильно обожженного (до спекания) — 3700 кг/м3, поэтому при недожоге плотность каустического магнезита ниже 3100 кг/м3, а при пережоге — выше 3400 кг/м3. Это объясняется тем, что объемная масса магнезита при обжиге вследствие декарбонизации сначала уменьшается, а при дальнейшем повышении температуры, когда материал начинает спекаться, увеличивается. В процессе производства периклаза обжиг ведётся при температурах (1300 – 1500)
. Средняя плотность порошка из-под фильтров составляет 3180 кг/м3.
Таким образом, анализируя химический состав и физические показатели продуктов отхода производства основного процесса, можно прогнозировать возможность использования данного каустического магнезита в качестве вяжущего. Конечно, приведённых данных недостаточно для полной уверенности в эффективности данного материала на практике. Необходимо провести дополнительные исследования для выявления стабильности его характеристик при производственном процессе и хранении, уточнить физико-технологические свойства вяжущего в соответствие с нормативными методиками. Но предварительные показатели позволяют оптимистично оценивать возможность использования породы Савинского месторождения для производства строительных материалов и изделий.
1. Rossiyskaya Federaciya. Standarty. GOST 1216-87 «Poroshok magnezitovyy kausticheskiy».
