Research on the possibility of using sludges from washing dolomite and limestone aggregates in the building ceramics technology

Washing is very popular technological operation removing clay particles from aggregates. The amount of mineral washing sludges increases. Besides filling the excavations, there is no common method of their utilization. The usage of sludges from washing aggregates in building ceramics might be environmentally friendly way to utilize them. This paper presents laboratory research on two type of sludges: from dolomite and limestone aggregates washing. Selected properties of sludges such as water content, particle size distribution (sieve and areometric method), chemical composition (XRF), mineral composition (XRD), thermal properties (STA/EGA, dilatometry, heating microscopy) and stability of fired materials during steam exposure were determined. It was found that dolomite sludge contains more clay minerals and less carbonates, it is more finely grained than limestone sludge. Limestone sludge has large fluctuations in water content and has high content of potentially hazardous calcite grains. During heating up to 1300°C of both dried sludges decarbonation and sintering take place. Dolomite sludge softens, melts and flows below 1300°C. After firing sludges at 1000°C material made of limestone sludge is not resistant to steam. The obtained result suggests that dolomite sludge can be used in building ceramics technology without processing as main component of ceramic mass. Limestone sludge have to be ground before its application in building ceramic materials. Results suggest that it can not be used as the main raw material in ceramic masses, but only as an additive.

Płukanie jest operacją technologiczną pozwalającą na usunięcie z kruszyw minerałów ilastych. Z roku na rok ilość szlamów powstających podczas płukania kruszyw wzrasta. Poza rekultywacją obszarów kopalni, nie ma powszechnej metody utylizacji tych odpadów. Możliwość użycia szlamów z płukania kruszyw wapiennych w ceramice budowlanej może być przyjazną środowisku metodą ich wykorzystania. W artykule przedstawiono wybrane badania laboratoryjne dwóch szlamów z płukania kruszywa: dolomitowego i wapiennego. Odpady scharakteryzowano pod względem zawartości wody, składu granulometrycznego (analiza sitowa i areometryczna), chemicznego (XRF) i mineralnego (XRD), właściwości termicznych (STA/EGA, dylatometria, mikroskopia wysokotemperaturowa) oraz trwałości spieków w obecności pary wodnej. Stwierdzono, że odpad z płukania kruszywa dolomitowego zawiera więcej minerałów ilastych i mniej węglanów oraz jest bardziej drobnoziarnisty niż odpad z płukania wapienia. Odpad z płukania kruszywa wapiennego charakteryzują duże wahania zawartości wody i duża zawartość potencjalnie niebezpiecznych ziaren kalcytu. Podczas ogrzewania wysuszonych próbek szlamów do 1300°C zachodzi dekarbonatyzacja i spiekanie. Odpad z płukania kruszywa dolomitowego mięknie, topi się i płynie przed osiągnięciem temperatury 1300°C. Po wypaleniu szlamów w 1000°C spiek ze szlamu wapiennego nie jest odporny na działanie pary wodnej. Odpad z płukania kruszywa dolomitowego może być wykorzystany w ceramice budowlanej bez jego przetwarzania jako podstawowy składnik mas ceramicznych. Odpad z płukania kruszywa wapiennego nie nadaje się do zastosowania w ceramice budowlanej bez jego poprzedniego zmielenia. Jego właściwości sugerują możliwość zastosowania go jedynie jako dodatek do mas ceramicznych, nie jako ich główny składnik.