Исследование дообжиговых свойств техногенных продуктов переработки угольных терриконов

Обоснована актуальность утилизации отходов угледобычи и использования их как основного сырья для изготовления керамических стеновых материалов. Рассмотрены основные составляющие угольных терриконов, их химический и минералогический составы и отсутствие единой общепринятой их классификации, а также негативное влияние на окружающую экологию. Представлены результаты проведенных лабораторных исследований, а также особенности прессования тонкодисперсных продуктов переработки террикоников. Рассмотрена зависимость их прессуемости от дисперсности фракций и формовочной влажности пресс-порошка при различном давлении прессования. Изучено влияние гранулометрического состава, давления прессования и формовочной влажности пресс-порошков из техногенных продуктов переработки угольных терриконов на плотность и воздушную усадку образцов-сырцов. Самыми технологичными по критерию уплотняемости оказались частицы, не превышающие по крупности 0,63 мм. Отмечена их хорошая прессуемость и пригодность к применению в производстве стеновой керамики. Установлены интервалы оптимального давления прессования, формовочной влажности и гранулометрического состава. Исследование влияния влажности пресс-порошков на коэффициент уплотнения позволило выявить оптимальные параметры процесса: влажностный интервал от 6 до 8% и прессовое давление на уровне 40 МПа. Выявлены причины появления дефектов на образцах при варьировании давлением прессования и формовочной влажностью пресс-порошков и обоснована высокая эффективность их применения в производстве керамических изделий.

Х.С. ЯВРУЯН, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Донской государственный технический университет (344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1)

1. Шаповалов В.В., Козырь Д.А. Ресурсосберегающая технология утилизации породных отвалов горнодобывающих производств // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 4. С. 175–184. EDN: ­LXRTBX. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/4/3965
2. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 13–19. EDN: ­TPRBIP. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19
3. Рощупкина И.Ю., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. Фазовый состав керамических материалов на основе отходов топливно-энергетического комплекса // Химическая технология. 2022. Т. 23. № 7. С. 325–334. EDN: ­QWNITK. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2022-23-7-325-334
4. Сафронов Е.Г., Силинская С.М., Нарыжная Н.Ю., Абдрахимов В.З. Экологическая целесообразность рециклинга золошлака в производстве стеновых материалов и оптимизация керамических масс по техническим показателям // Уголь. 2021. № 6 (1143). С. 44–49. EDN: ­EUFOSO. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2021-6-44-49
5. Разоренов Ю.И., Яценко Е.А., Гольцман Б.М. Строительные материалы на основе техногенных отходов горной промышленности и твердотопливной энергетики – экологический тренд современности // Горный журнал. 2021. № 11. С. 95–98. EDN: ­THOKAG. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.11.13
6. Артемов И.А. Минералого-петрографическая зональность горелых горных отвалов угольных шахт (Восточный Донбасс) // Геология и геофизика Юга России. 2025. Т. 15. № 2. С. 155–165. EDN: ­HXCHFR. https://doi.org/10.46698/VNC.2025.14.75.001
7. Котляр В.Д., Явруян Х.С. Стеновые керамические изделия на основе тонкодисперсных продуктов переработки террикоников // Строительные материалы. 2017. № 4. С. 38–41. EDN: ­YNESDH
8. Явруян Х.С. Исследование технологических свойств угольных террикоников для организации производства на их основе стеновой керамики // Строительные материалы. 2025. № 9. С. 31–38. EDN: ­TSPCEQ.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-839-9-31-38
9. Котляр В.Д., Козлов А.В., Котляр А.В., Терёхина Ю.В. Особенности камневидных глинистых пород Восточного Донбасса как сырья для производства стеновой керамики // Вестник МГСУ. 2014. № 10. С. 95–105. EDN: ­SWJDZR
10. Rakhimova G., Stolboushkin A., Vyshar O., et al. Strong structure formation of ceramic composites based on coal mining overburden rocks // Journal of Composites Science. 2023. Vol. 7. No. 5. 209. EDN: ­JLJFVB. https://doi.org/10.3390/jcs7050209
11. Vyshar O., Stolboushkin A., Rakhimova G., et al. Study of the properties of overburdened rocks from coal mining: overburden – as a raw material in the production of ceramic bricks // International Journal of Geomate. 2023. Vol. 25. No. 107. EDN: ­NREFPQ. https://doi.org/10.21660/2023.107.3771
12. Серегин А.И. Переработка угольных шламов в товарные продукты нетрадиционным физико-химическим воздействием: Дис. ... канд. техн. наук. М., ФГУП ИГИ. 2009. 183 с. EDN: ­NQQZTZ
13. Явруян Х.С., Котляр В.Д., Гайшун Е.С., Охотная А.С. Фазовые преобразования при обжиге отсевов от переработки террикоников Восточного Донбасса // Строительные материалы. 2019. № 4. С. 3–7. EDN: ­DBEUIE.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-769-4-3-7
14. Kotlyar V., Yavruyan K. Thin issues products of processing waste heaps as raw materials for ceramic wall products. MATEC Web of Conferences. International conference on modern trends in manufacturing technologies and equipment. Sevastopol. 11–15 September 2017. Iss. 129. 05013. EDN: ­XNLMDU. https://doi.org/10.1051/matecconf/201712905013
15. Конгар-Сюрюн Ч.Б., Хайрутдинов А.М., Деньгаев А.В., Абдулрахман Б. Исследование механических характеристик закладочного композита, созданного на основе отходов угледобычи // Уголь. 2025. № 3 (1191). С. 145–148. EDN: ­EXEIAP. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2025-3-145-148
16. Yavruyan K., Kotlyar V. Estimation of chemical and mineral composition, structural features, and pre-firing technological properties of waste coal heaps for ceramic production. Buildings. 2024. Vol. 14. 1905. EDN: ­HVPVGQ.
https://doi.org/10.3390/buildings14071905
17. Бескопыльный А.Н., Явруян Х.С., Гайшун Е.С. и др. Высокоэффективные керамические камни из отсевов переработки террикоников Восточного Донбасса // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 16–21. EDN: ­JRRLEO. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-16-21