CC BY
27
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 151
1966
ПОРОШКОВАТЫЕ ТАЛЬКИТЫ АЛГУЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
П. Г. УСОВ, Г. Н. ПОПОВА
(Представлена научным семинаром кафедры технологии силикатов)
В общем балансе промышленного производства тальк занимает сравнительно небольшое место, однако масштабы его добычи и особенно структура потребления могут служить ярким показателем уровня технической культуры и промышленного развития страны. Наша страна в настоящее время по количеству потребляемого талька находится на третьем месте в мире, уступая лишь США и Японии. Но потребление талька у нас почти целиком определяется использованием его в качестве наполнителя сельскохозяйственных ядохимикатов (54,3%, 1959 год), тогда как в США больше половины всего добываемого талька (53,3%, 1959 год) потребляют керамическая и лакокрасочная промышленность [1]. Такое отставание по структуре потребления талька в СССР объясняется в основном тем, что высококачественный тальк в нашей стране является дефицитом. Поэтому важнейшей задачей отечественной тальковой промышленности является освоение и расширение базы безжелезистого талька. Большой интерес представляет выявленное в 1961 году работами Западно-Сибирского геологического управления (ЗСГУ) Алгуйское месторождение маложелезистых порошковатых талькитов. Месторождение расположено в 9 км к северо-востоку от станции Лужба железнодорожной линии Новокузнецк — Абакан, в пределах Кузнецкого района Кемеровской области. Мощность тальковой залежи в центральной части месторождения, по предварительным данным магнезитовой партии ЗСГУ, составляет 210 м, по простиранию она прослеживается на 950 м. Запасы талька, которые могут отрабатываться в простейших гидрогеологических условиях, составляют по данным на первое июня 1964 года 6,6 млн. тонн. Вмещающими породами талька являются мономинеральные разности доломита и .кварцита.
В данной статье приводятся результаты физико-механических и минералогических исследований десяти проб талька, представляющих все основные разности тальковой породы Алгуйского месторождения. По макроскопическим признакам материал всех проб является одинаковым и представляет собой порошковатое тонкодисперсное вещество се-ровато-белого цвета, жирное на ощупь. Анализом зернового состава материала проб алгуйской породы, выполненным битовым и седимента-ционным методами, устанавливается высокая степень дисперсности ее в естественном виде: порядка 70—90% частиц породы, представлены фракцией мельче 0,1 мм. Кратковременного помола в шаровой мельнице будет достаточно для получения талькового порошка, удовлетво-
ряющего по дисперсности требованиям ГОСТ 879-52 для талька марки «А» и «Б». Химический анализ талькитов исследованных проб выполнен параллельно с химическим анализом онотского талька, взятого с радиокерамического завода. Результаты анализа приведены в табл. 1.
Таблица 1
Содержание окислов, в весовых °/о
Ks проб Н20 nnn SiOo Ti02 А1203 Fe203 СаО MgO Сумма
1. 970—XVII 0,24 4,55 63,60 нет нет нет 0,10 31,67 100,17
2. 971—XIII 0,19 4,33 64,84 нет 0,10 нет 0,24 30,71 100,41
3. 971—XII 0,19 4,65 66,08 нет 0,10 нет 0,26 28,96 100,24
4. 439 - 0,54 4,06 66,54 0,11 0,31 0,08 0,01 28,80 100,40
5. 372—XX 0,20 4,18 68,00 нет 0,78 0,02 0,33 26,97 100,45
6. 970—XV 0,15 4,25 68,48 нет 0,50 нет 0,33 26,84 100,55
7. 971—X 0,12 4,08 70,08 нет нет следы 0,32 25,70 100,30
8. 972-Х IX 0,15 3,67 73,28 нет нет нет 0,29 22,53 99,92
9. 970—XIV 0,21 3,43 73,70 нет 0,15 нет 0,33 22,08 99,91
10. 972—XVIII 0,28 2,66 79,60 нет нет нет 0,32 17,16 100,02
11. Онотский тальк — 5,10 62,20 _ 0,36 0,24 0,09 32,23 100,24
По содержанию окислов железа алгуйский тальк выгодно отличается от онотского; ¡некоторые пробы его практически совсем не содержат этой вредной примеси (табл. 1). Особенностью алгуйских тальки-
Номера проб
Рис. 1. Взаимозависимость содержания Л^О и 5102 в алгуйской породе: — содержание кремнезема, %—> содержание окиси магния, % (химический состав проб 1, 2, 3 и т. д. приведен в табл. 1).
тов является значительно заниженное в ряде проб, по сравнению с онот-ским тальком, содержание MgO и соответственно завышенное содержание Si02. Из табл. 1 и рис. 1 видно, что изменения содержания MgO и Si02
находятся во взаимной зависимости. Кривые'изменения обоих компонентов симметричны средней линии, их разделяющей. Максимальному содержанию MgO соответствует минимальное содержание БЮг и наоборот. Т. е. снижение содержания МдО, а следовательно, и талькового минерала в алгуйских талькитах происходит исключительно за счет привно-са кварцевой породы, являющейся единственной заметной механической примесью. Следовательно, обогащение ал'гуйской породы должно идти по пути удаления кварцевого материала. Однако только механическими методами обогатить алгуйский тальк невозможно, потому что, как показали исследования, тальковый минерал и кварц в породе представлены одинаковой зерновой структурой и находятся в одинаковых соотношениях во >всех фракциях. Флотацией его, проведенной в лаборатории ЗСГУ и ¡в обогатительной лаборатории Томского политехнического института, удалось получить чистую тальковую разность, точно соответствующую по химическому составу тальковому минералу.
Минералогическими исследованиями с помощью микроскопа и другими методами в алгуйской породе устанавливается единственный маг-нийсодержащий минерал — тальк (в виде гибких, но не упругих пластинок и чешуек. Формы и размеры чешуек разнообразны; преобладают удлиненные, неправильные и реже изометричные, размером от 0,01 до 0,003 мм. Угасание прямое, показатель преломления — 1,582+0,003 и Ыр — 1,538 + 0,003. Показатель преломления онотского талька несколько выше — 1,590; Ыр— 1,543), что, видимо, обусловлено присутствием в его кристаллической решетке окислов железа, изоморфно замещающих ^^gO. Микроскопически в значительных количествах в породе устанавливается кварц в виде остроугольных и корродированных зерен неправильной формы, с неровной трещиноватой поверхностью. Единичными зернами фиксируются полевые шпаты и марказит. Рентгеновский и термический методы анализа алгуйской породы, выполненные для сравнения 'Параллельно с анализом онотского талька, также подтверждают ее тальковый характер. Все рентгенографические данные по алгуйскому тальку совпадают с эталоном. Здесь же фиксируется единственная примесь в породе — кварц с индексами межплоскостных расстояний 4,16; 3,27 и 1,80. Дифференциальными кривыми нагревания в алгуйской породе так же, как и у онотского талька, фиксируется один эндотермический эффект в интервале температур 850—1050° (рис. 2), обусловленный отщеплением химически связанной воды. Этому же интервалу температур соответствует максимальный перегиб на кривых потери веса алгуйского талька, полученных динамическим весовым анализом с помощью торзионных весов (рис. 3). Исследование керамических свойств алгуйских талькитов выполнено на технологических пробах 439, 372, отвечающих среднему химическому составу алгуйской тальковой породы по месторождению в целом. Некоторые данные по поведению породы при обжиге приведены в табл. 21).
Из табл. 2 видно, что алгуйский тальк является трудноспекаю-щимся материалом, как и всякая чистая тальковая порода. После обжига на температуру 1400° водопоглощение образцов остается высоким—9%; однако .прочность при сжатии их, несмотря на пористость, достигает 800—830 кг/см2. Отсутствие красящих окислов в алгуйской породе обусловливает высокую белизну ее после обжига — 98—100%. Огнеупорность породы 1600°.
Примечание: Размер образцов й = 25 мм, /г = 25 мм, прессование полусухое с давлением 500 кг/см2.
Рис. 2. Термограммы тальков: 1 — онотский тальк; 2 — алгуйский тальк, проба 439; 3 — то же проба 372-20; 4 —то же пр. 971-Х; 5 — то же пр. 971-ХП; 6 — то же пр. 971 -XIII; 7 —то же пр. 970-Х1У; 8 — то же пр. 970—XV; 9 — то же пр. 970^11; 10 —то же пр. 972-Х1Х; 11 — то же пр. 970-Х\ЧН.
Рис. 3. Кривые потери веса тальков: 1 — онотский тальк;
2 — алгуйский тальк, пр. 439;
3 — алгуйский тальк, пр. 372-20; 4 —то же пр. 971-Х; 5 — то же пр. 971-ХП; 6 — то же пр. 971-ХШ; 7 — то же пр. 970-Х^; 8 —то же пр. 97000/; 9—то же пр. 9700СУП; 10 — то же пр. 972-Х1Х; 11 — то же пр. 970-XVIII; масштаб ординаты: 1 см-1% потери веса.
Таблица 2
Тем-ра обжига, °С Водопо-глощен. °/о Усадка, в °/0 Предел
по „rf" по „/г" прочности при сжатии, ■ кг/см2 Белизна В °/о
900 9,70 0,39 -1,34 503 781
1000 9,70 0,39 — 1,18 420 90
1050 10,50 0,39 —0,93 436 95
1100 10,70 0,39 —0,71 503 98
1150 10,90 0,39 — 1,42 510 98
1200 11,10 0,63 — 1,44 518 100
1250 11,00 0,63 — 1,46 593 100
1300 10,80 0,78 -1,43 618 100
1350 9,23 1,17 -0.73 678 100
1400 9,00 1,33 0,00 830 100
Выводы
1. Алгуйская тальковая порода характеризуется тонкой дисперсностью в естественном состоянии и чистотой химического состава. По низкому содержанию окислов железа алгуйский тальк стоит на первом месте среди месторождений Союза и не уступает лучшим сортам импортных.
2. Единственной заметной механической примесью к тальковому минералу в алгуйской породе является кварц, полностью отделяемый флотацией.
3. В природном составе алгуйский тальк, содержащий не меньше 27—-28% МёО, .после предварительного домола удовлетворяет требованиям ГОСТ 879—52 марки «Б» для керамической промышленности.
4. Флотированный алгуйский тальк, представляющий собой мономинеральную тальковую разность, очевидно, удовлетворит всех самых требовательных его потребителей.
5. Скорейшее промышленное освоение Алгуйского месторождения, расположенного в благоприятных транспортно-экономических и геологических условиях и обладающего крупными запасами талькового сырья высокого качества, ъ практически необходимой степени устранит дефицит маложелезистого талька у нас в Союзе.
ЛИТЕРАТУРА
1. П. П. Смолин. Вопросы развития тальковой сырьевой базы и тальковой промышленности в СССР. Труды института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геологии, вып. 95, изд. АН СССР, М., 29—47, 1963.
