CC BY
39
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
--- --- I ■■ ...............■ ■ ---------------------------- - ■—•■—------
Том 148 1967
МАЛОЖЕЛЕЗИСТЫЙ ТАЛЬК АЛГУЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
П. Г. УСОВ. Г. Н. ПОПОВА, И. Ф. ВОРОНОВА
(Представлена научно-методическим семинаром химико-технологического
факультета)
Благодаря разнообразным ценным качествам тальк находит широкое применение в самых различных отраслях промышленности как в Советском Союзе, так и за рубежом.
Во всех промышленно-развитых странах мира уже существует хорошо развитая тальковая промышленность- Очень характерен быстрый рост потребления талька в керамике. Керамические материалы, получаемые на основе талька, отличаются химической устойчивостью, термостойкостью и высокой механической прочностью.
Тальковая высокочастотная керамика (стеатитовая, форстеритовая) обладает при нулевом водопоглощении и высокой механической прочности очень низкими потерями энергии в высокочастотном поле и рядом других ценных электрохимических свойств.
Кордиеритовая керамика, получаемая из талькоглинистых композиций, характеризуется как в пористом, так и в спекшемся состоянии исключительно низким коэффициентом термического расширения.
Поэтому в развитых капиталистических странах керамическая промышленность является основным потребителем талька. Так, в 1931 г. США использовали в керамическом производстве 1,5 тыс. тонн, а в 1956 г.— 186,9 тыс. тонн, т. е. за 25 лет потребление талька в этой отрасли промышленности США увеличилось более чем в 120 раз.
Структура потребления талька, сложившаяся в СССР, резко отличается от таковой в развитых капиталистических странах. В то время, как в США удельный вес керамики в общем объеме потребления талька составлял в 1957 году 32%, то в Советском Союзе в 1959 году он был равен 5,6%. Основным потребителем талька в СССР (64,3%, 1959 г.) является производство инсектифунгисидов, тогда как; в Америке эта отрасль промышленности использует менее дефицитное сырье (пирофиллит и др.) [1]. У нас совсем не выпускаются многочисленные виды продукции, изготовляемой за рубежом на основе талька. Такова, например, химическая стойкая, жароупорная, морозоустойчивая керамика и др.
Ограниченное развитие производства тальковой керамики в Советском Союзе объясняется в основном тем, что отечественный высококачественный тальк у нас еще является дефицитом. Лишь с 1950 года после начала эксплуатации онотского месторождения безжелезистых тальков и в результате импорта китайского талька отечественная промышлен-58
Таблица 1
Частные остатки в % на сита с отв. мм
№ проб. 1,5 1,02 0,75 0,60 0,49 0,385 0,30 0,24 0,20 0,15 0,12 0,102 0,088 0,075 0,06 0,054 0,051 <0,051
439 0,0 0,0 0,0 0,15 0,13 0,64 0,32 0,50 0,30 8,24 0,10 4,1 6,6 4,10 1.24 5.98 10,2 58,30
372-2^ 0,0 0 0 0,0 0,07 0, 10 0.27 0,51 0,45 0,84 3,46 0,21 3,35 2,79 3 56 1,04 7,73 13,34 62.23
0,0 0,0 0,0 0,12 0,15 0,36 0,65 0,40 1,90 9,20 0,00 2,59 3,07 4,07 1,69 5,71 6,00 63,89
Таблица 2
Содержание фракций в °Л с величиной зерна в мл
№ пробы Круп. 1,0 1,0-0,5 0;5-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01 —0,005 0,005-0,001 мельче 0,001
439 372 —10 а-372—20 0,00 0.00 0,00 2,02 0,08 0,23 3,25 0,21 0,37 2),96 16,31 14,21 55,00 70,61 73,49 5,45 7,65 7,45 2,20 4,82 3,93 2,18 0,32 0,32
ность стала получать высококачественное тальковое сырье, но пока еще в недостаточном количестве. Использование онотского маложелезистого талька затрудняется из-за недостатка талько-помольных предприятий. Киргитейское месторождение высококачественных тальков трудно доступно.
Поэтому большой интерес представляет открытое магнезитовой партией ЗСГУ в 1961 г. новое Алгуйское месторождение порошковатых маложелезистых тальков, по составу и свойствам близких к киргитей-ским. Месторождение расположено в 9 км к СВ от ж. д. линии Новокузнецк—Абакан, в верховьях реки Алгуй. Это тонкодисперсные, дезинтегрированные, белые и с сероватым оттенком тальки, залегающие с поверхности под незначительными наносами. По предварительным подсчетам запасы талька составляют более 5 млн. тонн только до глубины 20 м от поверхности. Вмещающими породами тальков являются доломит и кварцит. ,
В данной статье приводятся результаты физико-механических и минералогических исследований трех представительных проб алгуйского талька, отобранных геологоразведочной экспедицией ЗСГУ из центрального шурфа 439-62 проба № 439-1 и из штольни № 372 — проба № 372-20 и проба а-372-20.
По макроскопическим признакам материал всех пород однородный, представляет собой порошок серовато-белого цвета, жирный на ощупь, легко растирающийся пальцами.
Анализ зернового состава, выполненный ситовым и седиментацион ным пипеточным методом (табл. 1 и 2), показывает, что основная масса породы сложена фракциями с размерами зерна в 50 микрон и мельче.
Химические составы породы приведены в табл. 3. Для сравнения приведен химический состав онотского талька с радиокерамического завода.
Таблица 3
Содержание в %
№ проб Н20 п.п.п. ЭЮз ТЮ3 А1203 Ре203 СаО МяО Сумма
439 0,54 4,06 66.54 0,11 0,31 0,08 0.01 23,80 100,45
372 20 0,20 4,18 68,00 — 0,78 0,02 0,33 26,97 100,45
а-372-20 0,15 3,99 68. оа — 0,98 0.С2 0,36 26.61 103.11
Онотский — 5,10 62,20 0,36 0,24 0,09 32,23 100,24
Спектральным анализом в алгуйской породе устанавливается: Си— до 0,1%; РЬ —до 0,01%; 2п — цо 0,01—0,03%; Ьа —до 0,03—0,1%; ЛЬ — до 0,001 %; Со — до 0,001; и С г — до 0,001 %.
Минералогическими исследованиями с помощью микроскопа и другими методами в алгуйской породе устанавливается единственный минерал, содержащий магний—тальк, в виде гибких, но не упругих полупрозрачных чешуек и листочков. Форма чешуек и размеры очень разнообразны, преобладают удлиненные, неправильные и реже изометричные. Размер листочков изменяется от 0,01 до 0,033 мм. Угасание прямое. Показатели преломления = 1,582±0,003 и Ыр = 1,538±0,003. В значительных количествах в породе устанавливается кварц, в виде остроугольных или корродированных зерен неправильной формы, с неровной, тр^циноватой поверхностью. Единичными зернами встречаются полевыечипаты и марказит. 60
Рис. 1. Рентгенограммы тальков. 1—алгуйский тальк, 2 — онотский тальк.
По содержанию окиси магния количество талька в алгуйской породе находится около 85—90%. Этому содержанию соответствует и потеря веса при прокаливании в результате отщепления химически связанной воды молекулой талька.
По данным химического и петрографического анализа, порода содержит кварца 8—13% и примесей, главным образом, полевых шпатов — 0,4—1,0%.
Огнеупорность породы равна 1600°. Тальковый материал и кварц в породе представлены одинаковой зерновой структурой и находятся в одинаковых соотношениях во всех фракциях. Химические составы отдельных фракций не имеют существенных отличий от состава породы (табл.4).
Таблица 4
Кг проб Остаток на сите с разм. отв. в мм. Содержание в %
п.п.п. | БЮд ТЮЯ | А1203 | Ре203 СаО МёО Сумма
372-20 0.054 4,08 69,00 — 0,25 0,19 26.98 100,50
ж 0,051 4,36 63,12 — 0,25 — 0,09 27.53 100,35
* 0,051 4,52 60,06 0,25 — 0,05 26,68 100,56
а-372—20 0,054 3,64 71,60 — 0,25 — 0 09 23,67 98.25
• 0,051 3,80 71,42 — 0,25 — " 0,14 24,32 99,93
» 0,051 4,36 69,90 — 0,45 — 0,05 25,65 100,41
Следовательно, обогатить тальк механическими методами будет невозможно. Тальковый состав породы устанавливается рентгеновским и термическим методами исследования, выполненными для сравнения
100 200 500 400 900 600 ТОО 600 900
№ С
Рис. 2. Термограммы тальков* 1 — онотский тальк, 2 — алгуйский тальк, проба 439, 3 — алгуйский тальк, проба 372-20, 4 — алгуйский тальк, проба а-372-20.
500 т 700 &0 500
Рис. 3. Кривые потери веса тальков: 1 —тальк алгуйский,
проба 372-20, 2 — тальк алгуйский, проба а-372-20, 3 — тальк алгуйский, проба 439, 4 — тальк онотский.
параллельно с онотским тальком. На рис. 1 приведены рентгенограммы алгуйского и онотского талька, полученные при одинаковом режиме на
\
установке УРС-50-И, с ионизационным счетчиком, из которого видно, что все индексы'пик талька совпадают с эталоном.
И здесь же фиксируется единственная примесь в породе — кварц углами отражений 0 = 12,06; 13,24 и 2512 соответствующим индексом
межплоскостных расстояний соответственно — 3,66; 3,22 и1 1,81 А.
Дифференциальными кривыми нагревания (рис. 2) у алгуйской породы так же, как и у онотского талька, фиксируется один эндотермический эффект в интервале температур 900—1000°, что согласуется с данными Рудневой и Августинника [2]. Этим-же температурам соответствуют и перегибы на кривых потери веса алгуйской породы при нагревании (рис 3).
Порода в природном состоянии и после размалывания до полного прохождения через сито 4900 отв/см2 с водой пластичной массы не образует. Формуется в изделия в полусухом состоянии, с влажностью около 5%. Спекается при температуре выше 1350°С. Особую ценность для керамической промышленности составляет белизна изделий из породы после обжига.
В сыром виде алгуйская порода имеет белого цвета 75—77%. Процент белого цвета определен на установке ФМ-56 при одинаковом режиме. Некоторые данные о поведении породы при обжиге приведены в табл. 5.
Таблица 5
Температура обжига, °С Усадка в % Предел прочности при сжатии KZjCMÏ
Водопогло- щение, % по d по h Белизна, %
900 9,70 0,39 —2,34 503 78
1000 9,70 0,39 —1,18 420 81
1050 10,50 0,39 —0,93 436 82
1100 10,70 0,39 —0,71 503 83
1150 10,90 0,39 — 1,42 510 85
1200 11,10 0,63 -1,44 518 85
1250 11,00 0,63 — 1,46 593 85
1300 10,80 0,78 —1,43 618 85
1350 9,23 1,17 —0,73 678 85
Примечание: размер образцов ¿=^25,5 мм, Л=25 мм, прессование полусухое с давлением 500 кг\смз.
Выводы
1. Алгуйская порода содержит 85—90% талька, 8—13% кварца, около 0,4—1,0% полевых шпатов и весьма малые количества железистых минералов, является ценным сырьем для керамической промышленности.
2. Месторождение расположено близко к железной дороге, полезная порода залегает мощным пластом близко к дневной поверхности (вскрыша составляет 1,0—1,5 м). Все это создает благоприятные условия для ее освоения.
ЛИТЕРАТУРА
Ч. В. П. Петров. Тальк как минерал и полезное ископаемое. Труды геологи* рудных месторождений, стр. 13—14, в. 53, 1961.
2. Тальк. Сборник под редакцией И. Д. Финкельштейна, Москва, Промстоой-издат, стр. 81, 96, 1952. и
