Сырьевая база производства глазурованной керамической плитки

Отпрессованные плитки поступают на роликовый сборник пресса, где осуществляется накопление плитки и имеется участок щеточной зачистки. На этом участке происходит снятие заусениц, очищается монтажная поверхность изделий, затем плитки переворотным устройством переворачиваются, очищается лицевая поверхность и производится подача плиток на следующий технологический этап [3].

 

3. Роликовая печь обжига

 

Обжиг плиток производится в конвейерной роликовой печи представленной на рисунок 4.4.

 

Рисунок 4.4 – Печь роликовая 

 

Печь разделена на два модуля, каждый длиной 2 м, собранных стык в стык. Модули сделаны из трубчатых рам и панелей листового металла, которые поддерживают изолирующий слой, выполненный из огнеупорного кирпича и изолирующего раствора на полу, а также огнеупорных плит и Z-образных блоков на стенах и крыше. На рисунке 4.5 показана конструкция изоляции печи, состоящая из слоев разных материалов.

Плитка передвигается через печь по роликам. Ролики, как правило, приводятся в движение с помощью зубчатой передачи (рисунок 4.6). Обычно это червяк, приводящий в движение угловую шестеренку. Приводы защищены пломбированными кожухами, которые также выполняют функцию масляных поддонов.

 

 

Рисунок 4.5 – Изоляция роликовой печи

 

Рисунок 4.6 – Зубчатая передача

 

Температура обжига – 1050±20°С. Температура отходящих дымовых газов – не более 250ºС. Продолжительность тепловой обработки − 38±5 минут.

Преимущество роликовой печи перед другими печами проходного типа одно: роликовая подача наилучшим образом соответствует условиям поточного производства, т.к. она легко встраивается в цеховые поточно-конвейерные линии.

 

3. Анализ использования сырья и материалов

 

Анализ использования сырья и материалов предполагает составление материального баланса технологического процесса и расчет коэффициента использования сырья Ки.

Материальный баланс – количественная оценка химических веществ на входе и выходе данного производственного процесса.

 

Материальный баланс производства глазурованной керамической плитки представлен в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 – Материальный баланс производства керамической плитки

Приход		Расход
Статья	кг	Статья	кг
1. Глина керамика - Веско	660	1. Плитка	4324,8525
2. Глина ДН-2	470	2. Бой плитки и брак	216,2
3. Каолин Глуховетский	243	3. Потери от: элеватора конвейера ленточного вибросита силоса бункера с песком и боем сушилки распылительной пресса мельницы шаровой бегунов глинорезочной машины пропеллерной мешалки
4. Кварцевый песок	365		1,1542
5. Материалы полевошпа-товые	340		0,6014
			32,334
6. Натрия триполифосфат	55		3,888
7. Краситель	10		6,935
8. Кристаллина	22		413,424
9. Флюс	4320		68,416
			310,225
			431,12
			0,0904
			150,892
		4. Улетучивание материалов при  варке: песок кварцевый материалы полевошпатовые соль поваренная
			7,3
			6,8
			7,5675
		5. Потери со сточными водами	719,4
Всего	6485	Всего	6485

 

Рассчитаем коэффициент использования сырья и материалов, который характеризует степень использования сырья и материалов в производстве продукции и определяется отношением количества полученной товарной продукции к количеству материалов, затраченных на производство этой продукции. Коэффициент использования сырья и материалов рассчитывается по формуле:

( 4.1)

где Ки – коэффициент использования сырья и материалов; Мпрод – количество полученной продукции, кг (т, м3)/год (сутки, час); Мсыр – количество сырьевых ресурсов, затраченных на получение продукции массой Мпрод, кг (т, м3)/год (сутки, час).

( 4.2)

В производстве глазурованной керамической плитки коэффициент использо-вания сырья и материалов Ки = 66,7 %, который свидетельствует о недостаточно эффективном использовании сырья и материалов, что загрязняет окружающую среду (потери составляют 33,3 %), в частности существенное влияние приходится на атмосферный воздух в виде пыли, а также образуются сточные воды и отходы. Среди отходов можно выделить вторичные материальные ресурсы, к которым относится брак и бой керамической плитки, что повышает коэффициент использо-вания сырья и материалов.

 

4. Использование воды и энергии

 

Производство керамической плитки потребляет воду технического качества и осуществляет сброс сточных вод.

Годовое потребление воды составляет 658 тысяч м3, в том числе:

- на хозяйственно-бытовые нужды 261 тысяч м3;

- на технологию 397 тысяч м3.

На производственные нужды расходуется свежая вода технического и питьевого качества, а также оборотная и повторно-последовательно-используемая. На хозяйственно-питьевые нужды предприятие расходует свежую воду питьевого качества. В результате образуются стоки, требующие и не требующие очистки (соответственно производственные загрязненные, хозяйственно-бытовые и нормативно-чистые стоки).

Водоснабжение потребителей обеспечивается прямоточными, оборотными и повторно-последовательными системами. В прямоточных системах используется питьевая и техническая вода, в оборотных и повторно-последовательных – техническая вода.

Вода, которую добавляют непосредственно в шихту, не вносит вклада в образование сточных вод, поскольку полностью испаряется на стадиях сушки и обжига. Сточные воды образуются преимущественно при роспуске глины в процессе производства и в результате ее смыва при очистке оборудования. Также сбросы появляются при работе скрубберов мокрой очистки отходящих газов.

Производство керамики является энергоемким. Энергетическая составляющая в себестоимости продукции составляет 12-14 %, что связано с необходимостью проведения  тонкого  помола сырья, его гомогенизации и обжига керамики при высоких температурах.

Выбор источника энергии, режима обжига и способа использования остаточного тепла (рекуперации) являются ключевыми при проектировании печей и одним из наиболее важных факторов, оказывающих воздействие на энерго-эффективность и экологическую результативность производственного процесса.

Методы снижения энергопотребления, которые можно применять как вместе, так и по отдельности, следующие:

• модернизация печей и сушилок;
• использование остаточного тепла печи;
• совместное производство тепла и энергии;
• замена твердого топлива и тяжелого мазута на топливо с низким уровнем выбросов.

5. Жизненный цикл продукции и основные виды воздействия производства глазурованной керамической плитки на окружающую среду

 

Жизненный цикл − это последовательные и взаимосвязанные стадии жизненной системы продукта или процесса, начиная с добычи природных ресурсов и заканчивая процессом обращения с отходами.

Анализ жизненного цикла (АЖЦ) − это систематизированный набор процедур по сбору и анализу всех материальных и энергетических потоков системы, включая воздействие на окружающую среду во время всего жизненного цикла продукта и/или процесса. Анализ жизненного цикла − это исследование воздействия, оказываемого продуктом на окружающую среду, на всех стадиях жизненного цикла. Анализ охватывает полный жизненный цикл продукта, процесса или любого действия, начиная с добычи сырья и заканчивая его конечной утилизацией [6].

Основные этапы жизненного цикла глазурованной керамической плитки представляют собой:

• добыча сырья и транспортировка к предприятию по производству глазурованной керамической плитки;
• производство;
• использование глазурованной керамической плитки;
• обращение с отходами.

Добыча сырья − включает добычу материальных и энергетических ресурсов и их транспортировку к месту производства глазурованной керамической плитки.

При добычи сырья для производства керамической плитки образуются карьеры, что негативно воздействует на окружающую природную среду и приводит к  изъятию природных ресурсов (земельных, водных), загрязнению воздушного бассейна выбросами газообразных и взвешенных веществ, шумовому воздействию, изменению рельефа территории, загрязнению территорий земле-отвода образующимися отходами и сточными водами, изменению социальных условий жизни населения. Автомобильный транспорт и спецтехника загрязняет атмосферу в зоне влияния карьера и в самом карьере при работе двигателей спецтехники и автотранспорта, выделяющих азота диоксид, азота оксид, бензин, оксид углерода, оксид серы и сажу. Воздействие на животный мир на рассмат-риваемых территориях выражается в исключении площади отвода земель как местообитания, в факторе беспокойства, связанного с присутствием людей, работой техники и движением автотранспорта. На время производства работ участки, занятые карьерами, будут естественным образом исключены из пути сезонной миграции млекопитающих. Воздействие на растительность при произ-водстве карьерной добычи выражается в изъятии земель, нарушении почвенного

 

 

 

 

 

 

 

покрова и естественного травостоя.

Производство − включает производство глазурованной керамической плитки и ее доставку к потребителю. Рассматривая технологию производства глазуро-ванной керамической плитки можно выделить следующие стадии:

• подготовка материалов;
• получение пресс-порошка;
• прессование;
• сушка и утельный обжиг;
• глазурование;
• политой обжиг;
• сортировка и упаковка.

Подготовка материалов − обработка сырья до той формы, в которой оно используется в процессе производства продукта. При подготовке материалов, которые используются в процессе производства керамической плитки, негативное влияние в большей степени приходится на атмосферный воздух, так как это объясняется тем, что на стадии дозирования, дробления и измельчения в воздухе находится большое количество пыли. Также на этой стадии имеет место шумовое загрязнение вследствие работы оборудования.

На стадии получения пресс-порошка наблюдается пыление вследствие пересыпания из нижнего конуса и подачи его по транспортерной ленте на следующую стадию.

При прессовании плитки испаряется влага, что приводит к тепловому за-грязнению атмосферного воздуха. Также может образовываться брак полуфаб-риката, но в данной технологии он обратно возвращается на стадию дробления и добавляется в исходную смесь.

На стадии сушки в воздух попадают легколетучие вещества, а также происходит тепловой загрязнение атмосферы.

В процессе утельного и политого обжига при высоких температурах (от 900 до 1250 °С в зависимости от типа плитки) в смеси происходят химические реакции с выделением пара и др. химических веществ, что негативно влияет на окружающий воздух.

При получении глазури основным экологическим фактором является загрязнение атмосферы дымовыми газами стекловаренной печи. В дымовых газах содержится в основном окислы азота, а в случае нарушения процесса горения возможны выбросы угарного газа в атмосферу. Кроме этого имеет место тепловое загрязнение окружающей среды дымовыми газами, тепловым излучением печи и других нагретых объектов производства. На стадии глазурования образуются сточные воды от мойки оборудования и пролива глазури, загрязненные хими-ческими веществами, которые были использованы для приготовления глазури.

Сортировка, упаковка и доставка к потребителю − включают процессы расфасовки, упаковки и распространения глазурованной керамической плитки. Материальные и энергетические ресурсы, необходимые для транспортировки от места производства до потребителя, также относятся к этой стадии. На этой стадии жизненного цикла производства керамической плитки основное влияние на окружающую среду оказывает транспорт, используемый для перевозки готовой продукции к месту потребления. Присутствуют так же и отходы, а именно бракованная керамическая плитка, которая возвращается на подготовку материалов и используется в качестве вторичного сырья. 

Использование продукта − это этап потребления продуктов. Области, где нашла свое применение керамическая плитка, весьма значительны. Сегодня ее можно встретить не только на стенах и полах ванных комнат и кухонь, но также на каминах, фасадах зданий, дорожках, в бассейнах, балконах и лестницах, наружных террасах.

Обращение с отходами − это последняя стадия существования глазурованной керамической плитки, на которой происходит дальнейшее направление потока отходов (использованной керамической плитки) − на захоронение или на возврат в экономическую систему. В настоящее время керамическую плитку еще не научились перерабатывать и использовать как вторичное материальное сырье, поэтому она направляется на полигоны и дальнейшее захоронение.

Рассмотрев жизненный цикл глазурованной керамической плитки можно сделать вывод, что основное воздействие на окружающую природную среду оказывает непосредственно добыча сырья, а также само производство глазуро-ванной керамической плитки.