CC BY
111
Conclusion
Based on the studies, the following conclusion can be drawn:
• The chemical investigation result showed that iron oxide (Fe2O3) in the Western Mongolian iron ores is contained in Uvgondatsan (in Khovd) - 87.23%, Suul khar (in Khovd) - 85.00% and Khargant (in Uvs) - 89.29%. Therefore, these iron ores can be used in cement production.
• X-ray diffraction and DTA analysis results show that iron ores of “Kharganat” and “Uvgundatsan” are mostly contained magnetite (Fe3O4) while iron ore of “Suul Khar” is mostly contained hematite (Fe2O3).
• A calculation of raw mix for obtaining cement clinker was done by using iron ores, clay of “Shal” and limestone of “Shokhoit”, and calculated modules that from clinker compositoin (n=2.2 p=1.25-1.30) are within the limit of Portland cement standard.
• The decomposition temperature of calcite (CaCO3) was reduced by 5oC, 10oC, and 15oC when calcium fluoride (CaF2) in the raw mix for obtaining cement clinker that consists of “Shokhoit” limestone, “Shal” clay and “Kharganat” iron ore was added up 0.5%, 1.0% and 1.5%, respectively.
References
1. Butt Yu.M., Timashev V.V. Practical work on chemical technology of binding materials. - M.: High School, 1973. - 496 p.
2. Semendyaeva A.F. Control of cement production. - L.: Stroyizdat, 1974. - P. 26-44.
3. Lotov V.A. Structure, properties of the cement raw mix preparation and properties of the Portland cement clinker. - Tomsk, 2006. - P. 2-7.
4. Sunjidmaa N. The characteristics of Mongolian Portland cement and the effect of some additives in it: diss. ... doc. of chemistry sciences. - Ulaanbaatar, 1997. - 268 p.
5. Topor N.D. Differential thermal and thermo gravimetric analysis of minerals. - M.: Nedra, 1964. - 165 p.
6. Novenkov E.D., Gantsog Ts. General methods of X-ray analysis. - UB, 1987. - P. 72-73.
7. Kamenica F. Guide to X-ray examination of minerals. - L.: Nedra, 1975. - 159 p.
8. Tserenkhand B. Physical and chemical studies obtaining Portland cement at low temperature using by raw materials in Hovd aimag. - Erdenet: Khukhdel print, 2007. - P. 65-72.
9. Sanjaasuren R. Chemistry of cement. - Ulaanbaatar, 2006. - P. 20-30.
Tserenkhand B., candidate of chemical sciences, Depatment of Chemical Technology, School of Chemistryand Chemical Engineering, National University of Mongolia, e-mail: [email protected]
Sanjaasuren R., doctor of chemical sciences, professor, Rеsearch Center of Chemistry and Technology of New Materials, National University of Mongolia, e-mail: [email protected]
Solongo P., postgraduate student, Depatment of Chemical Technology, School of Chemistry and Chemical Engineering, National University of Mongolia, e-mail: [email protected]
Цэренханд Б., кандидат химических наук, отделение химической технологии, школа химии и химической инженерии, национальный университет Монголии, e-mail: [email protected]
Санжaaсурен Р., доктор химических наук, профессор, научный центр химии и технологии новых материалов, национальный университет Монголии, e-mail: [email protected]
Солонго П., аспирант, отделение химической технологии, школа химии и химической инженерии, национальный университет Монголии, e-mail: [email protected]
УДК 549 © Б. Цэрэнханд, Б. Баяраа, Г. Долмаа
ХИМИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ГЛИН УБСНУРСКОГО АЙМАКА (МОНГОЛИЯ)
Исследован химический и минералогический состав глин (белая, желтая и красная глина) в районе Хартэрмэса Убснурского аймака. Полученные данные показывают, что глины относятся к полиминеральной группе. В результате химического исследования установлено, что белая глина (ЛІ203 - 9,58%) является полукислой глиной по содержанию ЛІ203, желтая содержит ЛІ203 - 16,11% и красная (ЛІ203 -14,29%).
Ключевые слова: глина, рентгенграмма, рентгенфлуоресценция, химический состав глин, микроэлементы
B. Tserenkhand, B. Bayarmaa, G. Dolmaa CHEMICAL AND MINERALOGICAL COMPOSITION OF SOME CLAYS IN UVSNUUR AIMAK (MONGOLIA)
Chemical and mineralogical composition of some clays (white, yellow and red clays) in the area of Khartermes, Uvsnuur aimak was investigated. The data obtained show that clays refer to the polymineral group. Chemical studies have resulted in the fact that the white clay (Al2O3 - 9,58% )is semiacid clay Al2O3 in substance; the yellow one contains Al2O3- 16,11%; and the red one is Al2O3 -14,29%.
Keywords: clay, X-ray pattern, X-ray fluorescence, chemical composition of clays, microelements
Природные глины имеют разные химические составы и минералы, содержат разные примеси (кварц, гипс, сульфит и т.д). Глинистые породы состоят главным образом из минералов (каолинит, гидрослюда, монтмориллонит и др.), размер частиц которых не превышает 0,01 мм в диаметре. В природе очень редко встречается глина, состоящая из однородных минералов, в большинстве случаев она встречается в виде сложной минеральной системы [1]. Впервые в Монголии начали исследовать глины и возможность их использования с 1960 г. Г. Жан-чив, Э. Алтанхуяг, Б. Намжилдорж, Г. Долмаа и Ж. Оюун и др. [1, 2].
Цель исследования - определить химический и минералогический состав глин в районе Хартэрмэса Убснур-ского аймака.
Объекты исследования
Объекты исследования - белая, желтая и красная глины, которые находятся в горах северного склона Хартэрмэса. Белая глина расположена на географической координате 49о19/709// с.ш., 93о09/806// в.д, красная глина - 49о17/700// с.ш., 93о09/800// в.д, желтая глина - 49о15/700// с.ш., 93о09/00// в.д.
Результаты исследования
Пробы глины отбирали по стандартному методу из месторождения, готовили для анализа по методу квартования [3] и измельчали, просеивая на сите 008 мм без остатков.
Результаты рентгенофазового анализа. Рентгенофазовый анализ проводили на рентгенодифрактометре ДРОН-2 при следующих режимах: излучение СоКа, напряжение рентгеновской трубки 30 кВ, величена анодного тока 2 мА, щели 1*10/0.25x10. Результаты показаны на рисунке 1-3.
На рентгенограмме (рис. 1) белой глины проявлены аналитические линии каолинита (d=7.13, 4.47, 2.56 А), монтмориллонита (d=14.71, 4.97, 4.47, 3.53, 3.22, 2.56, 2.13 А), кварца (d=4.27, 3.34, 2.45, 2.41, 2.28, 2.24, 2.13, 1.99, 1.81 А), альбита (d=6.41, 4.97, 3.86, 3.67, 3.53, 3.34 А), мусковита (d=10.41 А) и кальцита (d=3.03 А). Из результатов анализа видно, что глина относится к полиминеральной группе, состоящей из каолинита, монтмориллонита, альбита, кварца и небольшого количества мусковита и кальцита.
На рентгенограмме (рис. 2) красной глины проявлены аналитические линии каолинита (d=7.13, 2.56 А), монтмориллонита (d=2.56 А), кварца (d=3.34, 2.45, 2.4, 2.28, 2.24, 2.12, 1.97, 1.81 А), альбита (d=6.41, 3.86, 3.67, 3.34, 2.49 А), гидрослюды (d=4.48 А), гематита (d=3.55, 2.19 А), гетита_^=3.25 А) и полевых шпатов (d=3.20 А). Глина относится к полиминеральной группе, состоящей из каолинита, альбита, кварца, гематита, гетита и небольшого количества полевых шпатов, кальцита и монтмориллонита.
На рентгенограмме (рис. 3) желтой глины проявлены аналитические линии каолинита (d=7.13, 4.48, 2.56 А), монтмориллонита (d=4.97, 2.56, 2.14 А), кварца (d=3.34, 2.45, 2.4, 2.28, 2.24, 2.12, 1.97, 1.81 А), альбита (d=4.97, 3.86, 3.53, 3.34 А), гидрослюды (d=4.48 А), мусковита (d=3.53, 2.56 А), кальцита (d=3.02, 2.13, 1.99 А) и полевых шпатов (d=3.67, 3.19 А) и гипса (d=4.27, 2.86, 1.87 А). Глина относится к полиминеральной группе, состоящей из каолинита, монтмориллонита, альбита, кварца и небольшого количества полевых шпатов, кальцита, мусковита и гидрослюда.
Результаты химического анализа. В пробе мы определили химический состав данных глин по рентген-флуоресцентному методу аппаратом ХКР. Эти результаты показаны в таблицах 1 и 2.
Мы вычислили модульные характеристики данных глин различного химического состава. Силикатный модуль белой глины равен 6,31; глиноземный модуль - 12,77. Силикатный модуль желтой глины - 2,43; глиноземный модуль - 2,36. Силикатный модуль красной глины равен 3,27; глиноземный модуль - 2,93.
Таблица 1
Содержание оксидов в составе глин, %
№ пробы SiO2 Al^ TiO2 Fe^ MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 П.п.п P n (SiO22%) /(AW/»)
1 64,64 9,58 0,21 0,75 0,29 0,4З 10,96 <0,005 2,18 0,00З 10,86 12,77 6,З1 6,747
2 55,7З 16,11 0,76 6,82 0,1З З,08 4,З9 1,87 З,12 0,19 7,16 2,З6 2,4З 3,42
З 62,70 14,29 0,61 4,87 0,08 1,77 4,65 2,97 2,85 0,14 4,68 2,9З 3,27 4,З88
1 - белая глина, 2 - желтая глина, 3 - красная глина, р - глиноземный модуль, п - силикатный модуль
Таблиц 2
Микроэлементы глин, мг/кг
№ As Ba Bi Ce Co Cr Cs Cu Ga Hf La
1 <5 74 11 72 <5 16 <25 1З 12 <15 <З0
2 11 466 <5 72 18 105 <25 4З 22 <15 <49
З 11 1280 <5 58 16 47 <25 20 16 <15 <З0
Mo Nb Nd Ni Pb Pr Rb Sb Sc Sm Sn
1 <5 8 <50 10 6 <З0 59 <40 <10 <З0 <20
2 <5 14 <50 62 25 <З0 126 <40 10 <З0 <20
З <5 8 <50 2З 21 <З0 8З <40 14 <З0 <20
Sr Ta Th U V W Y Zn Zr
1 68 <6 6 <5 46 <8 24 14 179
2 286 <6 27 <5 114 <8 З5 107 171
З 296 <6 7 <5 94 <8 22 60 184
1 - белая глина; 2 - желтая глина; З - красная глина
Из полученных результатов (табл. 2) видно, что в состав этих глин входит З1 микроэлемент. Красная глина имеет высокое содержание Ва 1280 мг/кг, Sr 296 мг/кг, Zn 184 мг/кг их сравнению с другими.
Выводы
1. Полученные данные показывают, что изученные нами глины относятся к полиминеральной группе.
2. Из результатов химического исследования видно, что по содержанию Al2O3 белая глина ^1^з - 9,58%) является полукислой глиной. Желтая содержит Al2O3 16,11% и красная - 14,29%, следовательно, это кислые глины.
3. Все эти глины по своему химическому составу соответствуют требованниям сырья для керамзита и кри-пича. А желтая и красная глины по своему химическому составу - требованиям сырья для производства цемента.
Литература
1. Инструкция по применению классфикации запасов к месторождениям глинистых пород. - М.: 198З. - С. 10-12.
2. Намжилдорж Б. Исследование химико-минералогического состава и динамика изменения главных физикомеханических параметров глин Монголии при их термической обработке: автореф. дис. ... д-ра физ.-мат. наук. - Улан-Батор, 2000. - 26 с.
3. Оюун Ж. Исследование химических и физических характеристик, некоторых медицинских минералов Монголии. -Улан-Батор, 2006. - 2ЗЗ с
4. Бадамсурэн Ж., Эрдэнэчимэг Д. Химический анализ сырьевых материалов. - Улан-Батор, 2009. - 101 с.
Баасанхуу Цэрэнханд, кандидат химических наук, кафедра химической технологии, Институт химии и химической технологии, Монгольский госуниверситет, e-mail: [email protected]
Ганиа Долмаа, ведущий научный сотрудник, лаборатория органической химии, Институт химии и химической технологии, Монгольская академия наук, e-mail: [email protected]
Батнасан Баяраа, младший научным сотрудник, лаборатория органической химии, Институт химии и химической технологии, Монгольская академия наук, e-mail: [email protected]
Baasankhuu Tserenkhand, candidate of chemical sciences, Depatment of Chemical Technology, School of Chemistryand Chemical Engineering, National University of Mongolia, e-mail: [email protected]
Ganea Dolmaa, leading reseacher, Organic Laboratory, Instutite of Chemistry and Chemical Technology, Academy of Sciences of Mongolia, e-mail: [email protected]
Batnasan Bayaraa, junior reseacher, Organic Laboratory, Instutite of Chemistry and Chemical Technology, Academy of Sciences of Mongolia, e-mail: [email protected]
