CC BY
40
18
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
УДК 691661.324,003.12
ОЦЕНКА ГЛИНЫ СУХАНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ШАМОТА
М.К. Кудерин, Д.Б. Шайхина
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Жумыста Павлодар облысыныц кен орындарында альтган отца me3ÏMdi ац сазды балшъщты внеркэсттт endipicme пайдалану жене талдау нэтижетр1 царастырылган. Оныц химиялъщ минерсиюгиялыц цурамы жэне керамикалъщ щсиеттерг кврсетшен.
В работе рассмотрены результаты анализа и перспективы использования в промышленном производстве беложгуи^ихся огнеупорных глин месторождений Павлодарской области. Приведены химический, минералогический состав и керамические свойства.
In the given work the analyses results and perspectives of using in industrial production of white burning fireproof clays of Pavlodar region formations are considered, chemical, mineralogical composition and ceramic properties are given.
В настоящее время в связи с ростом экономики в РК существует необходимость в производстве отечественного строительного материал С недавнего времени было выявлено Сухановское месторождение бел :-жгущихся глин известное как огнеупорная глина, каолинитовая и имеющая светлую окраску.
В предыдущих статьях были опубликованы основные характерис: > ки глины Сухановского месторождения, т.е. химический состав, мин?» ралогический, гранулометрический составы и основные керамичесзж свойства.
Оценка для производства шамота
В лаборатории была изучена глина в качестве огнеупорного сыр -1
1. Химико-механический состав глин
По химическому составу исследованная усредненная проба глин поносится к основным (табл.1) [1] по огнеупорности и содержанию оксюиЦ
А12Оэ, Ре203 и 8Ю2 она может быть сравнима с известной Часов-Ярской глиной марки ЧО (табл.2).
Таблица 1
Химический состав глин
Содержание оксидов, мае. %
БЮг Ре203 А1203 СаО МёО тю2 К20+Ка20 Дт Щж
48,7-50.7 1,24 33,40 0,71 0,40 1,60 0,45 13,50
Таблица 2
Характеристика глин
Свойство глины Показатели свойств
Содержание на прокаленное вещество, мае. %:
8Ю2 56,3
А120з 38,55
Ре203 1,43
тю2 1,85
Огнеупорность/' С 1730
Проба отличается незначительным содержанием щелочей (К,0+Ма,0 -0,45%), однако оксида титана присутствует больше, чем в глине Ча-сов-Ярского месторождения.
Минералогический состав глин был изучен термическим, рентгено-фазовым и петрографическим методами анализов.
Дифференциально-термический анализ пробы проведен на приборе Курнакова.
По результатам определения фазового состава исследуемая глина относится к каолинитовым глинам.
Результаты рентгенофазового анализа усредненной пробы глины также подтвердили присутствие в ней в виде основной составляющей - каолинита, очень мало примесей кварца и слюды типа мусковита (менее5%).
В проходящем свете микроскопа установлено, что обе разновидности и усреденная проба глин состоят в основном из каолинита и близких к нему минералов группы каолинита с общей формулой А1203*28Ю2*2Н20. Каолинит присутствует в виде анизотропных чешуек с нормальными показателями светопреломления N - 1.561 К^ - 1.566.
В виде акцессорных минералов в пробе присутствуют кварц и слюда :ипа мусковита Ка1.5кА1О,0 (р, ОН)2 Примеси кварца отмечены во фракции более 0.01 мм.
2. Гранулометрический состав глины
Грансостав усредненной глины определяли пипеточным методом [1]
Содержание фракций, %:
• более 0,01 мм 3,69;
• 0,01-0,005 мм - 10,58;
• 0,005-0,001 мм -22,47;
• менее 0,001 мм. 63,26.
Согласно классификации глин по содержанию тонкодисперсных фракций исследуемая глина относится к высоко дисперсным глинам: содержание частиц размером менее 10 мк более 85% (10,58+22,47+63,26= =96,31%), содержание частиц менее 1 мк - более 60% (63,26%).
3. Пластические свойства глины
Пластические свойства глины оценивали пластичностью и ее связующей способностью. В качестве отощающего материала при определении связующей способности использовали Вольский песок.
Пласгичность определена по методике согласно [2]. Результаты определения приведены в таблице 3.
Таблиц^
Результаты определения пластичности масс из смесей глины и Вольского песка
Состав массы, % Предел текучести, % текучести,% Предел раскатывания. % Число пластичности
глина песок
100 - 46,8 34,2 12,6
60 40 35,0 23,2 11,8
40 60 23,2 14,2 9,0
20 80 13,9 10,7 3,0
Согласно классификации глин по степени пластичности, исследуем* порода (П = 12,6) относится к умереннопластичным глинам (П = 7-15*1 Связующая способность глины определялась изменением пласти- -сти массы при различном содержании в ней отощающих материале 5 ш предельным количеством Вольского песка, при добавлении котор. » образуется тесто с числом пластичности не менее 7
По связующей способности исследуемой глины (при 60% Вольск:-песка, связываемого глиной, число пластичности массы составляет - Щ ее можно отнести к пластичным глинам (количество Вольского гтгтха. связанного глиной, 20 -60%).
4. Изучение поведения глин при воздействии температур
Определение огнеупорности.
Определение огнеупорности представленной глины проводилось по методике [3]. Показатель огнеупорности определен как среднее значение из 3-х измерений и составил 1730°С (табл.2).
Определение температуры спекания глины.
Температуру спекания глины определяли обжигом образцов в интервале 600-1400°С с последующим определением свойств. Результаты определения приведены в таблице 4.
Интервал спекания составляет 1250-1400°С.
Таблица 4
Свойства образцов, обоженных при различных температурах
Температура обжига,°С Свойства образцов
Лин.усадка, % Водопогло-щение, % Пористость, % Кажущаяся плотность, г./см3, гг/см3
600 3,3 30,2 43,5 1,44
800 4,5 30,7 43,8 1,43
1000 6,8 17,7 30,1 1,80
1100 11,9 17,0 30,5 1,80
1200 14,2 7,6 16,8 2,23
1250 18,1 2,1 5,5 2,61
1300 20,7 1,1 2,7 2,65
1400 22,2 1,5 3,6 2,39
5. Обжиг глины на шамот
Глину на шамот обжигали в виде кускового материала и брикетов, "слученных из пластичных масс. Подсушенные образцы (прочность сжатия 0,7 Н/мм2) обжигали в силитовой печи при 1300°С, свойства образцов приведены в таблице №5.
Таблица 5
Свойства шамота
Свойства образцов Наименование материала
кусковой материал брикеты
Линейная усадка, % 20 18
Водопоглогцение, % 1,5 2,5
Открытая пористость, % 0,3 5,3
Кажущаяся плотность, г/см3 2,65 2,61
Предел прочности при сжатии, Н/мм2 не опр. 26,0
6. Оценка глин в качестве огнеупорного сырья для произвола мота. По химическому составу усредненная проба глин относила и новному виду алюмосиликатного сырья с содержанием А 1,0. ленное вещество 38% [1]. Характеристика пробы приведена ниже ца 6).
11
Характеристика глин
Массовая доля, % на прокаленное вещество Огнеупорность,°С П лас гнчаасяь 1
АЬО, 8Ю? Ре,0, на
38.6 56,3 1,43 1,85 1730 13
Проба глин обладает высокой огнеупорностью (> 1730°С), чтс ется следствием низкого содержания оксидов щелочных металлов • Кд +Ка,0 - 0,45%).
Основным минералом, слагающим глинистую породу, являет:! линит. В виде акцессорных минералов присутствуют кварц и слкиа мусковита.
По содержанию тонкодисперсных фракций изученная проба отвзш ся к высокодисперсным глинам (содержание фракций менее 10 мкм ставляет более 85%).
Наиболее дисперсные фракции состоят в основном из каолинита а 5-6% кварца.
По пластичности (число пластичности П-13) проба относится :• ренно-пластичной [2].
Глина с такой пластичностью может быть использована в про:- ль _|| стве шамотных изделий в качестве связки.
По связующей способности изучения проба может связывать до отощающего материала.
При определении температуры спекания глин установлено, что глаи| спекается в интервале 1250-1400°С. Интервал спекания составляет 15 "С
При обжиге в естественном виде (куски) или в виде брикетов при тт» пературе 1300-1350°С можно получить продукт обжига с водопогл^ле-нием менее 2%.
Интенсивное спекание глины при умеренных температурах 13»".*®И 1350°С объясняется достаточно высоким содержанием ТЮ2 в сырье (:а:~1 лица 6).
В лабораторных условиях в электрической печи с силитовыми нат
Установлено, что при обжиге глины, как в виде естественных кусков, гак и брикетов, получается шамот со значением водопоглащения менее 2%.
Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что изученная проба глин пригодна для использования в качестве сырья при производстве шамота и шамотных изделий разного класса.
На основании этих характеристик в соответствии с ГОСТами приведены основные направления использования в производстве строительных материалов.
Производство алюминосиликатных огнеупорных строительных материалов, т.к. огнеупорность изделий на каолиновой основе не ниже 1710°С, а огнеупорность глины Сухановского месторождения 1730°С. А также производство шамотных огнеупорных материалов (кирпича, марок ША, ШАК) [5] шамотных огнеупорных мертелей марок МШ-28, МШ 36 [4]
ЛИТЕРАТУРА
1 ГОСТ 9169-75. Сырьё глинистое длякерамической промышленности. Классификация.
2. ГОСТ 21216.1 81 Сырьё глинистое. Метод определения пластичности.
3. ГОСТ 4069-68. Изделия и материалы огнеупорные. Метод определения огнеупорности.
4. ГОСТ 6137-80. Мертели огнеупорные алюмосиликатные. Технические условия.
5. ГОСТ 390-96. Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения и массового производства.
