В работе оценивается перспектива и возможность использования природного магнезита Савинского месторождения для производства компонентов строительных материалов
магнезит, периклаз, минеральное вяжущее, строительный материал
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. Российская Федерация. Стандарты. ГОСТ 1216-87 «Порошок магнезитовый каустический».
