Производство керамзита как бизнес: перечень оборудования, описание технологии изготовления 2

Керамзит — это лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига глины или глинистого сланца. Керамзитовыми бывает гравий, имеющий овальную форму; щебень, отличающийся лишь тем, что его зёрна имеют в основном кубическую форму с острыми гранями и углами; песок.

В зависимости от режима обработки глины или сланца, на производстве можно получить керамзит различной насыпной плотности (объёмным весом) — от 350 до 600 кг/м³ и выше.

Этот строительный материал экологически чист, долговечен, прочен, стоек к перепадам температур, обладает небольшим весом, прекрасными шумо- и звукоизоляционными характеристиками. При этом стоимость керамзитного щебня и гравия невелика, что дает возможность широкого применения в строительной отрасли – как в чистом виде, так и для изготовления, например, керамзитобетонных блоков.

Сфера применения

На территории РФ действуют около 150 предприятий по производству керамзита, с конвейеров которых ежегодно сходит порядка 3.5 млн. м³ материала. Существующие объемы не полностью покрывают промышленные потребности государства, поскольку с развитием технологий керамзит все шире используется для:

• производства конструкций из керамзитобетона;
• замешивания «теплых» кладочных растворов;
• тепло- и звукоизоляции стен, плит перекрытий и кровельных элементов зданий;
• промышленного строительства (дороги, мосты, дамбы);
• утепления трубопроводов;
• наполнения легких бетонов;
• обустройства дренажных систем, в том числе, в сельскохозяйственной отрасли;
• фильтрования воды.

В каждом конкретном случае применяется керамзит определенной фракции, поэтому предприятия с различным оборудованием и различного же масштаба с легкостью находят рынки сбыта для выпускаемого продукта.

Оборудование для производства керамзита

Состав технологической линии зависит от выбранной технологии и особенностей производственного цикла. Например, предприятию с полным циклом глинопереработки, рассчитанному на изготовление порядка 250 тыс. м³ керамзита ежегодно, необходимо приобрести дробилку. Это оборудование содержит приемный бункер, жесткую раму, зубчатый привод и лопастные валы, которые, собственно, и производят дробление. Для введения в состав массы добавок потребуется смеситель.

Пример оснащения мини-завода с объемом выпуска 50 м³ одного из продавца:

№	Наименование	Тип	Кол-во	Мощность (кВт)
1	Контейнер для сырья	10 м3	1
2	Ленточный конвейер	B500x10м	1	3
3	Барабанная мельница (гранулятор)	Ø0.9*3 м	1	18.5
4	Дисковый подающий механизм	1200	1	1.5
5	Подъемник	160х5 м	1	2.2
6	Контейнер для сырья	10м3	1
7	Подъемник	200х4 м	1	2.2
8	Дисковый гранулятор	2500	1	5.5
9	Ленточный конвейер	B500x10 м	1	3
10	Барабанная сушилка	Ø1*10 м	1	5.5
11	Пылесборник барабанной сушилки	DC-6	1	11
12	Барабанный фильтр(сито)	Ø1*2.5 м	1	2.2
13	Подъемник	160*8 м	1	3
14	Контейнер для сырья	10 м3	1
15	Ленточный конвейер	B500*10 м	1	3
16	Барабанная печь для обжига	Ø1.4*32 м	1	22
17	Барабанный охладитель	Ø1.2×12 м	1	11
18	Пылесборник для барабанной печи	DC-10	1	30
19	Подъемник	200*8 м	1	3
20	Горелка, работающая на газе или жидком топливе		1	7.5
	Итог		20	134.9

Для приобретения всего перечисленного потребуется не менее ₽15,5 млн. Также потребуется погрузочная техника и машины для транспортировки готового керамзита. Если решите производить упаковку в мешки, то придется купить упаковочное оборудование.

Важно понимать, что заводское оборудование потребует существенных площадей. Например, цилиндрический стальной корпус печи для обжига имеет длину порядка 40 м и требует обустройства фундамента при установке. Если учесть площади для размещения глинохранилища, ангара или крытой площадки для складирования сырья, становится понятно, что одной из важнейших задач предпринимателя станет поиск соответствующего земельного участка. Причем чем ближе он расположен к месторождению глины, тем ниже будут затраты на доставку сырья.

Вместе с тем, для обеспечения работы массивного оборудования необходимо наличие в непосредственной близости коммуникаций. Поэтому завод не может размещаться на существенном удалении от населенных пунктов.

Если нет потребности в больших производственных объемах либо стартовый капитал пока не позволяет организовать полномасштабное предприятие, можно открыть мини-завод по изготовлению керамзита. Как правило, такие линии рассчитаны на изготовление 25-35 тыс. м³ материала с размером фракции 0,16-5 мм ежегодно. В качестве топлива для мини-завода могут использоваться уголь, природный газ или мазут.

Сырьем для такого производства могут служить некондиционный гравий легкоплавких пород и зола, полученная при сжигании торфа, каменного либо бурого угля. Но нужно понимать, что это будет не совсем керамзит, а материал с максимально приближенными к нему свойствами.

Из оборудования потребуются емкости, специальная дробилка, которую при желании можно изготовить самостоятельно, а также печь кипящего слоя.

Технология изготовления керамзита + Видео как делают

Сырьевая база

В большинстве случаев гранулы керамзита получают из осадочных глинистых пород сложного состава с содержанием кварца не более 30%. Однако иногда могут использоваться и матеморфические породы, например, глинистый сланец или аргиллит.

Пригодность сырья определяют в лабораториях. Базовыми требованиями к сырью являются способность к вспучиванию под действием высокой температуры с заданной стандартами периодичностью, а также легкоплавкость.

В ряде случаев в основное сырье вводят добавки, способствующие увеличению коэффициента вспучивания. Для этого могут использоваться горные породы (алунит, перлит), железистые составы, органические (мазут, соляровое масло) или синтетические вещества.

Сырье добывают в карьерах открытым способом, задействуя ковшовые экскаваторы. Поскольку мягкие породы можно разрабатывать только при определенных температурных условиях, на предприятии по производству керамзита необходимо обустроить морозостойкий глинозапасник. Его объем рассчитывается, исходя из потенциальной мощности завода – запасов глины должно хватать примерно на 6 месяцев производственной деятельности.

Описание процесса

Керамзит на территории РФ производят согласно требованиям ГОСТ 32496-2013 «Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия».

Суть технологического процесса заключается в том, что подготовленную глину подвергают мощным тепловым ударам. В результате «оболочка» каждой гранулы оплавляется, становится твердой, материал вспучивается, приобретает пористость и прочность.

Схематически процесс производства керамзита выглядит следующим образом:

• породу доставляют в хранилище и подвергают лабораторному анализу;
• сырье надлежащего качества сортируют и готовят к переработке;
• сырец сушат, обжигают и охлаждают;
• практически готовый керамзит сортируют по плотности и фракциям посредством барабанных грохотов, при необходимости подвергают дополнительному дроблению;
• материал фасуют в бумажные многослойные мешки по ГОСТ 2226 или полипропиленовые и тканевые мешки по ГОСТ 30090, маркируют и отгружают потребителю либо отправляют на крытый склад.

Хранят керамзит на складах бункерного или силосного типа.

Как делают керамзит:

Методы получения керамзита в зависимости от вида исходного сырья

На сегодняшний день существует четыре рабочих технологии изготовления керамзита. Выбор метода зависит от качества используемого сырья.

Сухая технология

Это наиболее простой способ производства керамзита, применимый, когда используется метаморфическое сырье однородной структуры без вредных включений. Сначала камнеподобную породу подвергают дроблению, а после помещают в высокотемпературную печь с вращающимся барабаном. Технология не требует большого количества энергии и финансовых затрат.

Шлинкерная (мокрый способ)

Подготовленную глину помещают в объемные резервуары – глиноболтушки и добавляют воду до получения шлинкера 50% влажности. Далее посредством насосов масса перекачивается в шламобассейн и оттуда – в печь с вращающимся барабаном. При постоянном нагреве и перемешивании состав обезвоживается и разбивается на отдельные гранулы.

Вследствие высокой влажности шлинкера повышается расход топлива в сравнении с предыдущей технологией. При этом появляется возможность качественно очищать шлам от сторонних включений, вносить различные добавки и обеспечивать высокую однородность структуры конечного продукта. Оптимальным метод является при высокой влажности исходного сырья.

Пластическая

Данная технология чаще всего используется в современном производстве керамзита. Рыхлое сырье увлажняют, а после перемалывают в специальных глиномешалках или вальцах до образования сначала цилиндрических, а затем шарообразных гранул. Далее материал либо отправляется на дополнительное просушивание, либо сразу подается в печь для обжига.

Благодаря особенностям технологического процесса, получаемый керамзит обладает высоким коэффициентом вспучивания и однородной структурой.

Порошково-пластическая

Сначала сухую глинистую массу размалывают в порошок, а затем добавляют воду и формируют гранулы. После этого гранулы подвергают тепловой обработке. Недостатком методики является наличие дополнительного процесса – размола сырья, что приводит к повышению себестоимости продукции.

Независимо от используемой технологии, важным этапом производственного процесса является охлаждение гранул. От того, насколько правильно подобраны температурный режим и время охлаждения, зависит качество готового продукта. Так, если охлаждение происходит слишком медленно, гранулы могут размягчиться и потерять форму, если излишне быстро – материал растрескивается.

Как правило, непосредственно после вспучивания керамзит охлаждается до 800-900° С. Затем температура постепенно снижается до 600-700° С в течение 20 минут. Таким образом, твердение гранул происходит без излишнего термического напряжения с формированием кристаллических минералов, обеспечивающих материалу необходимую прочность.

Сертификация и оформление сопроводительной документации на продукцию

В соответствии с ГОСТ 32496-2013, каждая партия готовой продукции должна пройти приемочный контроль. Наряду с ним в установленные сроки проводится также входной и операционный контроль, что необходимо зафиксировать в журналах лаборатории и ОТК.

В документах, которые выдаются по результатам приемо-сдаточных испытаниях, фиксируются: зерновой состав, насыпная плотность, прочность, коэффициент формы щебня и гравия, содержание расколотых зерен и влажность.

Отдельно заказчик может инициировать контрольную проверку соответствия характеристик материалов согласно ГОСТ 9758.

При отправке партии керамзита производитель обязан составить документ, подтверждающий качество продукта, в котором указываются следующие данные:

• название и юридический адрес производителя;
• наименование и объем партии поставляемого керамзита;
• номер и дату выдачи документа, подтверждающего качество продукта;
• название и юридический адрес фирмы-покупателя;
• марку насыпной плотности;
• зерновой состав керамзита;
• марку по прочности материалов;
• коэффициент формы зерен;
• информацию о количестве расколотых зерен;
• удельную эффективную активность естественных радионуклидов;
• указание на действующий стандарт качества.

В соответствии с законодательством покупатель может дополнительно запросить документ о подтверждении значения теплопроводности для гравия и щебня керамзита.