Главная » 2014»Сентябрь»30 » Скачать Развитие технологических основ комплексной утилизации Al-, Ti- и Fe-силикатных горнопромышленных и техногенных отходов : бесплатно
06:51
Скачать Развитие технологических основ комплексной утилизации Al-, Ti- и Fe-силикатных горнопромышленных и техногенных отходов : бесплатно
Развитие технологических основ комплексной утилизации Al-, Ti- и Fe-силикатных горнопромышленных и техногенных отходов : На примере бокситовых и титановых руд Северо-Онежской и Тиманской минерагенических провинций Восточно-Европейской платформы
Диссертация
Автор: Землянский, Владимир Никитич
Название: Развитие технологических основ комплексной утилизации Al-, Ti- и Fe-силикатных горнопромышленных и техногенных отходов : На примере бокситовых и титановых руд Северо-Онежской и Тиманской минерагенических провинций Восточно-Европейской платформы
Справка: Землянский, Владимир Никитич. Развитие технологических основ комплексной утилизации Al-, Ti- и Fe-силикатных горнопромышленных и техногенных отходов : На примере бокситовых и титановых руд Северо-Онежской и Тиманской минерагенических провинций Восточно-Европейской платформы : диссертация доктора технических наук : 25.00.16 Ухта, 2005 397 c. : 71 06-5/157
Объем: 397 стр.
Информация: Ухта, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ КОМПЛЕКСНОЙ УТИЛИЗАЦИИ А1-, Ti- и Fe- СИЛИКАТНЫХ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
11 Целесообразность использования отходов-горнодобывающей промышленности в строительной индустрии и строительстве
12Современное состояние комплексной переработки и использования техногенного сырья для развития безотходных технологий
13Теоретические основы технологии производства и формирования физико-технических свойств конструкционных легких бетонов на основе заполнителя с использованием горнопромышленных отходов 38 1 ^Формирование структуры пористого заполнителя с использованием горнопромышленных отходов в процессе обжига и охлаждения
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ И ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ БОКСИТОВЫХ И ТИТАНОВЫХ
РУД, КАК СЫРЬЕВОЙ1 БАЗЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И КЕРАМИКИ НА СЕВЕРЕ 5 О
21Изучение горнопромышленных отходов, содержащих гидраты глинозема и железистомагниевые силикаты
22Главные типы бокситовых пород
23Методы исследования сырья и минеральных добавок 57 231 Химический и дифференциально-термический анализы 57 2320птическая и электронная микроскопия
233Рентгенофазовый анализ
234Ртутная порометрия
235Анализ кажущейся пористости способом насыщения пор жидкостью под вакуумом
236Исследование микропористости методом адсорбции красителей
237Измерение скорости распространения волн ультразвуковой частоты в гранулах с помощью импульсного метода
238Исследование количества стеклофазы
239Исследование предела прочности при сжатии и раскалывании гранул
2310Масс-спектрометрический анализ газов, вспучивающих силикатный расплав
2311Акустический метод исследования кинетики высокотемпературной деструкции пористого заполнителя и керамики
2312Методы определения прочностных, деформативных и водонепроницаемых свойств конструкционного легкого бетона 62 24 Выбор и характеристика сырьевых материалов 62 25Физико-механические и химические свойства глинистых пород и горнопромышленных отходов месторождений бокситовых и титановых руд Республики Коми и Архангельской области
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ПОПУТНЫХ ПОРОД БОКСИТОВЫХ РУД, ВЛИЯЮЩИХ НА ЕГО СТОЙКОСТЬ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР
31Разработка теоретических основ и технологических параметров получения керамического заполнителя в лабораторных условиях
311 Влияние вида, количества и степени измельчения глинистой породы и минеральной добавки из попутных пород бокситовых руд на прочность
312Исследование влияния состава газовой атмосферы на структуру заполнителя
ЗЛЗИсследование оптимального режима охлаждения и минеральных добавок на термические свойства заполнителя 314Исследование влияния железистых бокситовых пород на структуру заполнителя 105 315Исследование качественных и количественных закономерностей процесса формирования структуры и фазового состава керамического заполнителя из легкоплавких глин и бокситовых пород
32Планирование эксперимента и оптимизация технологических параметров термической обработки при изготовлении заполнитёля с по мощью метода математической статистики и моделирования
33Выводы по главе
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭФФЕКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В СОВРЕМЕННЫХ ОБЖИГОВЫХ АГРЕГАТАХ 127 41 Исследование параметров получения керамического заполнителя в опытной вращающейся печи
42Исследование оптимальных параметров получения в лабораторных условиях заполнителя методом агломерации
43Исследование возможности получения керамического заполнителя 0 в опытной печи кипящего слоя с твердым теплоносителем и аэрофонтанной установке
44Исследование влияния базальтовых туфов, как горнопромышленных отходов, на термомеханические свойства пористого заполнителя
45Исследование влияния лейкоксенсодержащих титановых руд на физико-технические свойства пористого заполнителя
46Исследование вспучивающих и опудривающих техногенных образований для создания местной восстановительной атмосферы
47Исследование прогрессивного метода производства керамзитового гравия из переувлажненных, некондиционных пород Севера России
48Исследование жидкостекольных композиций для теплоизоляционных и керамических изделий с использованием продуктов ферросплавов
Ш 49Оценка технологических параметров получения, структуры и свойств высокоактивных вяжущих веществ из карбонатных пород Республики Коми
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И РЕФ ЦЕПТУРНЫХ ФАКТОРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМЗИТОВОГО ПЕСКА В ВИДЕ МИКРОСФЕР И СВОЙСТВ ЗАПОЛНИТЕЛЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА
51Исследование технологии получения керамзитового песка в виде полых микросфер, вспучиванием глинистых пород в коротких печах
52Влияние на физико-технические свойства и структуру поверхностной оболочки керамического заполнителя соотношения между глинистой породой и горнопромышленными отходами
53Выводы по главе
• ГЛАВА 6 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ ИЗ НЕКОНДИЦИОННОГО ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ЛИЦЕВОГО КИРПИЧА ОБЪЕМНОГО ОКРАШИВАНИЯ 193 61 Исследование возможности применения скоростного режима сушки и обжига керамического кирпича из пресс-порошка 195 62Исследование и разработка технологии производства строительной керамики из некондиционного сырья, например глины Ветлосянского
• месторождения по шликерному способу подготовки глиномассы
63Исследование технологии производства лицевого керамического кирпича объемного окрашивания
64Исследование технологических параметров производства керамического кирпича на предприятиях малой мощности и грунтоблоков на установке «Терра-блок» (США)
65Исследование технологии получения базальтовых волокон из магматических магнийсодержащих горных пород
ГЛАВА 7 ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОПЫТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОГО ЛЕГКОГО БЕТОНА КЛАССОВ В 30В 50 И ВЫШЕ
71Выпуск опытно-промышленной партии керамического заполнителя во вращающейся печи
72Выпуск опытно-промышленной партии аглопоритового гравия на ленточной агломерационной машине
73 Выпуск опытно-промышленной партии мелкозернистого керамзитового гравия на аэрофонтанной установке
74Выпуск опытных партий конструкций на Ухтинском заводе ЖБИ и Коряжемском КПП
75Выпуск опытной партии напорных виброгидропрессованных труб на заводе ЖБИ-7 треста «Железобетон» (г Самара)
76Комплексные исследования по технологии производства пористых заполнителей с использованием бокситовых пород
77Сравнительные испытания вращающихся печей переменного сечения с расширенной зоной вспучивания и выпуск опытных партий керамзита на Сургутском и Ухтинском заводах
78Испытание аглопоритового гравия опытно-промышленной партии в аглопоритобетоне
79Экологически безопасное развитие регионов севера России
710Технико-экономическая эффективность производства и применения пористых заполнителей для конструкционных легких бетонов и изделий строительной керамики с использованием горнопромышленных отходов 280 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 284 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 289 ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение:
Актуальность. Создание в ближайшие годы горнопромышленного комплекса в Республике Коми, связанное с интенсификацией освоения рудных, нерудных и горючих полезных ископаемых, обусловлено рядом причин: дефицитом сырья на алюминиевых и металлургических заводах Ленинградской и Вологодской (г.Череповец) областей Среднего и Южного Урала; высоким содержанием ценных компонентов в рудных месторождениях Северо-Онежской и Ти-манской минерагенических провинций, их расположением вблизи земной поверхности и возможностью разработки открытым способом. Проблема комплексной утилизации горнопромышленных отходов и техногенных образований возникает неизбежно и ее решение связано с организацией производства современных керамических и других строительных материалов при малоотходных технологиях, а также с уменьшением отрицательного воздействия процесса разработки месторождений на состояние окружающей среды в сложных горногеологических и суровых климатических условиях Европейской части России, снижением радиационного загрязнения. Наличие этого свидетельствует о необходимости комплексной оценки экономической эффективности и технологической целенаправленности работы, несмотря на малоизученность рыночного спроса строительных материалов из традиционного сырья. Районы Европейского Севера, географически приближенные к промышленно развитым регионам Урала, Центра и Северо-Запада России, располагают по данным Института геологии Коми Научного Центра УрО РАН на основе геологоразведочных работ уникальными сочетаниями месторождений рудных, нерудных и горючих полезных ископаемых.
Особого внимания заслуживает ассоциация экзогенных алюминиевых (бокситовых), титановых (титанмагнетитовых) и железных (железомарганце-вых) руд по времени формирования, связанных с девонско-каменноугольными тропическими и субтропическими корами выветривания латеритного типа и продуктами их переотложения. Они имели широкое распространение на всей территории Русской платформы. Автономное сосредоточение данных скоплений обуславливает необходимость решения проблемы разработки и развития технологий их комплексного освоения, включая: 1) использование минерального сырья нерудных месторождений; 2) утилизацию горнопромышленных и техногенных отходов.
ОАО «СУАЛ-холдинг» (г.Москва), планируя построить в Республике Коми к 2010 году глиноземно-алюминиевый комплекс, предусматривает поэтапное расширение добычи бокситов на СТБР (г.Ухта) с 1,0 до 6,0 млн.т в год. Некондиционные бокситы с кремниевым модулем менее 4-х, а также попутные породы бокситовых руд с модулем менее 2-х, содержание которых в общих запасах составляет 30-40%, будут направлять в отвалы карьера и складировать с частичной рекультивацией нарушенных земель. Аналогично этому не утилизируются попутные породы СОБРа Архангельской области и другие отходы из-за отсутствия стимулирующего экономического механизма.
Впервые в мировой практике на Пикалевском глиноземном комбинате Ленинградской области освоено совместное производство глинозема, соды и портландцемента из апатито-нефелиновых пород с утилизацией нефелинового шлама.
Вскрышные (вмещающие) породы руд и техногенные массивы (ТМ) складируются в специальных отвалах объемами в сотни млн. м на ГМК ОАО «Норильский никель», горно-металлургических производствах ОАО «Апатит», Урала, Восточной Сибири и Саян. Создание горнопромышленных и горнохимических комплексов на Северо-Востоке России может стимулировать развитие других направлений по переработке полезных ископаемых Тиманской ми-нерагенической провинции, как основы получения дополнительных источников минерального сырья. Это отмечено в резолюции седьмого (XXVIII) Уральского горнопромышленного съезда, проходившего в 2002 году в г.Ухте.
В связи с вышеизложенным, тема данной диссертационной работы является актуальной и направлена на разработку и развитие технологических основ комплексной утилизации А1-, Ti- и Fe- силикатных горнопромышленных отходов.
Связь темы диссертации с государственными и корпоративными программами. Работа выполнялась в соответствии с госбюджетными программами научно-исследовательских работ различного уровня: координационными планами Главного научно-технического управления, приказом Министра №408 от 28.10.1986г. и целевой программой 4.1. «Новые материалы» Миннефтегаз-строя СССР, ВНИИСТа, ВНИИПКспецстройконструкция (М. :1989г.), координационным планом НИР по проблеме «Технология производства искусственных пористых заполнителей» на 1986-90г.г. (НИИкерамзит, Главархангельскстрой Минпромстроя СССР, 1987г.), программой фундаментальных научных исследований на период 1997-98 г.г., принятой Министерством строительства, коммунального хозяйства и энергетики Республики Коми, хозяйственными договорами с промышленными предприятиями (Главкомигазнефтестрой, тресты Надым-газжилстрой, Нефтекамскжилстрой МНГС, Главархангельскстрой Минпромст-рой СССР и др., 1989-2002г.г.).
Целью работы является развитие технологических основ комплексной утилизации А1-, Ti- и Fe - силикатных горнопромышленных и техногенных отходов для производства строительных материалов с принципиально новыми повышенными показателями свойств.
Для достижения указанной цели поставлен и решен комплекс следующих задач:
• проведены экспериментально-теоретические исследования по повышению прочности поризованного керамического заполнителя путем активного технологического воздействия на физико-химические процессы регулирования толщины поверхностной оболочки зерна; совместного влияния кристаллизующихся минералов на фазовый состав силикатного расплава за счет утилизации в алю-мосиликатном глинистом сырье алюминий-, титан-, железо- и магнийсиликат-ных горнопромышленных отходов в виде вмещающих пород бокситовых и титановых руд, шлаков от производства ферросплавов с использованием методов математической статистики и моделирования;
• с учетом выявленных негативных технологических эффектов производства предложен и усовершенствован акустический метод исследования кинетики высокотемпературных деструктивных процессов в материалах;
• проведена экспериментальная оценка и выявлен положительный эффект возможности получения в современных обжиговых агрегатах высокопрочного и легкого пористого заполнителя фракций 5.10 и 10.20 мм для цементных бетонов и установлены научно обоснованные принципы структуре- и фазообразо-вания при вспучивании минерального сырья и техногенных образований, в том числе с опудриванием полуфабриката глинозем- и кварцсодержащим компонентами для расширения интервала вспучивания глин, сланцев и снижения температуры обжига;
• разработана и изучена технология производства и свойства искусственного алюмосиликатного материала, например, керамзитового песка в виде полых высокодисперсных микросфер повышенной и умеренной жесткости с модулем упругости как демпфирующего компонента в легкие бетоны и строительные растворы; проведен сравнительный анализ и определены области технологического применения проектных составов бетонной смеси и условий твердения конструкционного легкого бетона классов В30.В50 и выше, с изготовлением конструкций в опытно-промышленных условиях;
• экспериментально установлены технологические параметры процесса производства строительной керамики из некондиционного сырья, содержащего карбонатные и кварцевые включения, способом полусухого прессования распылительного порошка со скоростными режимами сушки и обжига, в том числе лицевого кирпича объемного окрашивания хромофорными горнопромышленными отходами, содержащими ТЮ2, Ре20з; выявлена принципиальная возможность производства минеральных волокон и плавленых изделий из отсевов дробления магнийсодержащих пород;
• на базе проведенных исследований установлена технико-экономическая эффективность производства и применения пористых заполнителей для конструкционных легких бетонов, строительной и лицевой керамики с комплексной утилизацией горнопромышленных и техногенных отходов;
• рассмотрены вопросы экологически безопасного развития регионов Европейского Северо-Востока России, промышленной апробации и внедрения предлагаемых ресурсосберегающих технологий в современном строительстве, учитывая создание глиноземно-алюминиевого комплекса в Республике Коми.
Научная новизна проведенных теоретических и экспериментальных исследований развития комплексной утилизации А1-, Ti- и Fe- силикатных горнопромышленных и техногенных отходов от разработки рудных и нерудных полезных ископаемых заключается в следующем:
• выявлена взаимосвязь рецептурно-временных факторов с режимом термоудара при техническом синтезе - обжиге полуфабриката на современных тепловых агрегатах, в том числе их опудривания глиноземсодержащим компонентом (а.с. № 1066967), выступающим в роли центров кристаллизации и химических обменных реакций с образованием силикатных систем разного фазового состава;
• разработаны ранее неизвестные теоретические закономерности и экспериментальные данные по утилизации вмещающей породы бокситовых руд -железо-магнийсодержащего базальтового туфа в качестве компонента для производства заполнителей по а.с. № 1193142, обеспечивающего в силикатном расплаве систем Si02 - А120з - К20 и Si02 - А1203 - CaO (+MgO) повышение содержания оксидов К и Mg для образования легкоплавких эвтектик с кремнеземом и глиноземом при вспучивании, способствующих росту прочности и химической стойкости;
• впервые установлена возможность использования титановых руд Ярегско-го месторождения, представленных нефтесодержащими девонскими лейкоксе-новыми песчаниками в качестве минеральной добавки для изготовления пористого заполнителя по а.с. № 1588722. Лейкоксен, как полиминеральный агрегат, представляющий собой непрочные зерна игольчатого рутила и анатаза, при вспучивании и спекании полностью превращается в рутил ТЮ2, титаномагнетит Ре20з • Ti02 и ульвошпинель 2FeO • Ti02, кристаллы которых упрочняют стеклофазу и межпоровые перегородки, резко повышая прочность и морозостойкость; определено улучшение пластифицирующих и сушильных свойств керамической шихты, интенсификация окислительно-восстановительных реакций между органическими и железистыми компонентами, способствующими превращению Fe+3 в Fe+2 и образованию ряда легкоплавких эвтектик за счет использования техногенных отходов нефтеперерабатывающего и целлюлозно-бумажного производств: отгона при окислении нефтяного битума по а.с. №1296538, черного сульфатного щелока по а.с. № 620455 и активного ила по а.с. №1065378;
• установлены экспериментально-аналитические зависимости структурно-механи-ческих свойств (прочности при сжатии, модуля упругости, коэффициента Пуассона) от толщины оболочки заполнителя на основе горнопромышленных отходов. Для гранул, статистически обработанных с кажущейся плотностью в пределах 0,7. 1,3 г/см3 модуль упругости (жесткость) зерна достигает 0,4. 1,2-104 МПа, а поверхностной оболочки 3,5.5,0-104 МПа при коэффициенте Пуассона 0,28.0,33. В то же время для цементно-песчаного раствора он составляет 0,13.0,22. Это подтверждает гипотезу всестороннего объемного обжатия заполнителя в нагруженном конструкционном легком бетоне классов В30.В50 и выше при сцеплении на контакте с цементным камнем;
• выявлена возможность применения шликерной подготовки некондиционного глинистого сырья, засоренного карбонатными и кварцевыми включениями, для получения распылительного порошка в виде полых микросфер, полусухого прессования, скоростных режимов сушки и обжига при производстве керамического строительного и лицевого кирпича объемного окрашивания; изучены структура, фазовый состав и свойства лицевого кирпича объемного окрашивания.
Достоверность результатов работы обеспечена использованием комплекса надежных и апробированных современных теоретических и экспериментальных физико-химических и физико-механических методов изучения структуры и свойств строительных материалов и изделий на основе горнопромышленных отходов с применением ДТА, РФА, ртутной порометрии, адсорбции красителей из раствора, дискретного акустического анализа, кристаллооптики, электротензометрии, сканирующего электронного микроскопа JSM-6400 фирмы «Jeol» (Япония) и рентгеноспектрального микрозондового анализа, экспресс-оценки радиоактивности строительных материалов с использованием бокситовых пород для определения класса опасности и др. Экспериментальные работы проведены в лабораторных и опытно-промышленных условиях с использованием аппаратуры СФ ВНИИСТ, ВНИИСтром им. П.П.Будникова, МИСИ им. В.В.Куйбышева, НИИПромстрой (г.Уфа), института химии АН Литовской ССР, НИИКерамзит, Института геологии КНЦ УрО РАН. Исходным природным и техногенным сырьем являлись представительные лабораторно-технологические и полузаводские пробы месторождений глин, попутных пород бокситовых руд СОБР, СТБР и др.
Экспериментальные результаты обработаны методами математической статистики, используя математическое планирование и ЭВМ для моделирования в рамках активного воздействия технологических температурно-временных параметров на физико-технические свойства заполнителя, а также для сравнения результатов с данными, полученными другими авторами и опубликованными в технической литературе. По данным внедрения составлены акты, подтверждающие примеры выполнения испытаний на опытных предприятиях пористых заполнителей.
Практическое значение. Комплексное обобщение полученных результатов на основе выявленных взаимосвязей способствует решению научной проблемы утилизации горнопромышленных отходов для создания технологий получения строительных материалов и изделий повышенной эффективности по а.с. №№313813, 406813, 439484, 446487, 551306, 602455, 697456, 1065378, 1066967, 1188131, 1296538. Теоретические положения, заложенные в работу, количественные зависимости и численные значения характеристик, определяющих их использование, создают практическую основу для ресурсосберегающих технологий. Результаты исследований по разработке «Технология производства керамзитового и керамического гравия с использованием бокситовых пород» совместно с СПКБ НИИКерамзит были представлены на Международной выставке «Стройиндустрия-87» (г. Москва). Экспонат «Свая-опора под газопровод из керамзитобетона марки 500» демонстрировался в павильоне «Газовая промышленность» на ВДНХ СССР и был удостоен бронзовой медали. Разработанные «Рекомендации по технологии производства высокопрочного и легкого керамзитового гравия» (ВНИИСТ) использованы институтом «Гипрост-ром» (г. Москва) при составлении проекта опытно-промышленного цеха по производству высокопрочного гравия мощностью 50 тыс.м в год в г. Ухте. Приоритет инженерно-технических задач подтвержден 15 авт.свид. СССР.
Предложены практические рекомендации для рационального внедрения в производство конструкционных легких бетонов, стеновой керамики, теплоизоляции для ряда предприятий северных регионов России с использованием горнопромышленных отходов, которые могут быть представлены согласно «Отраслевому уровню внедрения результатов научных исследований».
Реализация работы в промышленности. Результаты выполненных исследований были реализованы в технологической части технико-экономического обоснования (ТЭО) проектов строительства и реконструкции предприятий, включающей технологические параметры термообработки полуфабриката для получения плотной оболочки заполнителя толщиной до Змм. На основе высокопрочного заполнителя подобраны составы легких бетонов классов В35.В50 и изготовлены опытно-промышленные партии изделий.
Результаты исследований по использованию попутных пород бокситовых руд Северо-Онежского рудника Архангельской области в качестве минеральной и опудривающей добавок включены в рабочий проект I очереди керамзитового завода в г. Котласе, выполненным в СПКБ НИИКерамзит (г. Куйбышев) и введенным в эксплуатацию в 1990 г. (а.с. № 1066967), а также в подготовленный технический проект II-й очереди - опытно-промышленного цеха высокопрочного гравия. В соответствии с выполнением задания 4.1.1.2Т1 целевой программы Миннефтегазстроя СССР «Новые материалы» совместно с НИИКерамзит разработаны технологические регламенты для проектов технического перевооружения ЦКГ Бельгопского (г. Ухта), Надымского, Нефтекамского, Оренбургского, Сургутского и Урайского заводов ЖБИ.
Технический проект опытно-промышленной конвейерной линии со скоростными режимами сушки и обжига кирпича полусухого прессования использован институтом Ленгипростром при проектировании «Опытно-промышленного цеха-автомата строительного кирпича по шликерной технологии мощностью 30 млн.шт. в год» в г. Ухте.
Результаты работы используются с 1992 г. в учебном процессе УГТУ для подготовки инженеров по специальностям «Производство строительных изделий и конструкций», «Промышленное и гражданское строительство» и «Прикладная геохимия, петрология, минералогия».
Основные защищаемые положения:
1. Создание в пределах бокситоносных минерагенических провинций единых технологических основ комплексной утилизации А1-, Ti- и Fe - силикатных горно-промышленных минеральных отходов для получения керамических и других строительных материалов, приобретающих особые прочностные свойства из природного сырья, слагаемого, преимущественно, глинистыми, гидрооксидными и оксидными минералами.
2. Исследование глиноземисто-глинистых, кварц-лейкоксеновых и железо-магниевых горнопромышленных отходов, техногенных образований в виде ферросплавных шлаков металлургии, побочных продуктов нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, как катализаторов направленной кристаллизации в пределах силикатных систем с получением новых технологических продуктов и источников сырья.
3. Обоснование усовершенствованного методологического комплекса лабораторного акустического анализа для оценки кинетики высокотемпературных деструктивных процессов в материалах при обжиге и охлаждении с исследованием их состава и свойств.
4. Разработка технологического процесса, позволяющего выпускать полые алюмосиликатные микросферы с высокой удельной поверхностью в виде умеренно жесткого демпфирующего компонента; выявление зависимостей структурно-механических характеристик жесткой поверхностной оболочки высокопрочного заполнителя легкого бетона, в том числе при сцеплении с цементным камнем.
5. Разработка и развитие шликерного способа подготовки некондиционного глинистого сырья в виде попутных силикатных и алюмосиликатных пород на титан-, алюмо- и железорудных месторождениях, имеющих многосторонние пути применения, с получением распылительного порошка, полусухим прессованием и скоростным режимом обжига строительного и лицевого кирпича объемного окрашивания хромофорными горнопромышленными отходами; поисковые исследования возможности получения минеральных волокон и плавленых изделий из магнийсодержащих отсевов дробления.
Вклад автора в разработку проблемы. Автору принадлежат научная постановка задач теоретических и экспериментальных исследований; создание математических зависимостей процесса формирования структуры и свойств материалов от технологических параметров производства, выполняемых на установках с разными обжиговыми агрегатами. Обобщение результатов исследований, разработка технических заданий на опытно-промышленное производство и апробацию изделий с утилизацией горнопромышленных отходов, произведено под научным руководством и при непосредственном участии автора как ответственного исполнителя.
При разработке «Промышленного производства высокопрочного керамзитового гравия из глинистого сырья с бокситовыми породами» автор являлся членом координационного Совета по проблеме «Технология производства искусственных пористых заполнителей на 1986-1990 г.г.» и награжден за монографию Дипломом Лауреата премии Правительства Республики Коми имени П.А. Сорокина в области социальных и гуманитарных наук 2004г. (Постановление от 19.07.2004г., № 116).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на ряде международных конференций, семинаров, технологических совещаниях, в том числе: V Конференции молодых ученых и специалистов Прибалтики и БССР по проблемам стройматериалов (г. Минск, 1972 г.); Всесоюзной конференции «Легкие бетоны на искусственных и естественных пористых заполнителях Дальнего Востока» (г. Владивосток, 1972 г.); 9-й Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (г. Тбилиси, 1973 г.); Коми республиканской научной конференции Ухтинского индустриального института (г. Ухта, Коми областной совет НТО, 1973 г.); Школы-семинаров «Индустриализация строительства наземных объектов нефтяной и газовой промышленности на ВДНХ СССР (г. Москва, 1983 г., г. Саратов, 1984 г.); Научной конференции, посвященной 115 годовщине со дня рождения В.И. Ленина (г. Сыктывкар, 1985 г.); Международной научно-технической конференции «Современные проблемы строительного материаловедения» (г. Самара, СГАСА, 1995 г.); Региональной научной конференции «Природные ресурсы центральных районов Республики Коми (г. Ухта, УИИ, 1995 г.); Научно-практической конференции «Мир - основа социального прогресса» (г. Сыктывкар, 1996 г.); Научно-практической конференции «Проблемы мира сегодня: Роль Республики Коми в устойчивом развитии России» (г. Сыктывкар, 1997 г.); Международной научно-технической конференции «Резервы производства строительных материалов» (г. Барнаул, 1997 г.); IV Международной научно-практической конференции «Вопросы планировки и застройки городов (г. Пенза, 1997 г.); 2-й Международной конференции «Город в Заполярье и окружающая среда. Серия: Экологически безопасное развитие арктических территорий» (г. Ухта, 1997 г.); 16-й межвузовской студенческой научно-технической конференции (г. Самара, СГАСА, 1997 г.); Научно-технической конференции памяти Г.В.Рассохина (г.Ухта, УИИ, 1998 г.); Международной конференции-семинаре им. Д.Г. Успенского «Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции» (г. Ухта, УИИ, 1998 г.); V международной конференции (г. Череповец, ЧГУ, 2002 г.); заседаниях координационного Совета по проблеме «Технология производства искусственных пористых заполнителей» (НИИКерамзит, г. Куйбышев, 1985-1989 г.г.); Ш-ей Международной конференции «Город в Заполярье и окружающая среда» (г. Воркута, 2003г.); VIII Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного комплекса России» (Уфа; УГНТУ, 2004.); VIII Академических Чтений РААСН «Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения» (Самара, СГАСУ, 2004г.); X съезде Российского Минералогического общества РАН (Санкт - Петербург, СПБГУ, 2004.); XV Российском совещании по экспериментальной минералогии (г.Сыктывкар, PIT КНЦ УрО РАН, 2005г.); Научно-технических Советах МНГС б. СССР, Технических управлений главков, трестов; заседании кафедр МиГГТ и ГТГС УГТУ (г.Ухта, 2004г.) и научном семинаре (Ухта, 2005г.).
Результаты работы экспонировались на ВДНХ СССР (бронзовая медаль) и Международной выставке «Стройиндустрия - 87» (М.:Внешиздат.-1987).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 94 печатные работы, включая одну монографию. Новизна технических решений подтверждена 15 авторскими свидетельствами на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем диссертации содержит 331 стр. машинописного текста, в том числе 74 рисунка и 92 таблицы. Библиография включает 481 наименований, 25 приложений (акты выпуска опытных партий, технические задания на проектирование, расчеты экономического эффекта).
