Научная статья на тему 'Силикатообра3ование при варке стекла диопсидового состава'

Силикатообра3ование при варке стекла диопсидового состава Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
104
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Силикатообра3ование при варке стекла диопсидового состава»

- ai ~

(69 % от теор.) M.в« I57Û (криоскопия)» Т.р. II5-I27°C<>

В ИЕ-спектре полимера (ИКС-14а, вазелиновое масло) отсутствуют полосы поглощения в области 3400-3600 см""1, характерные для вторичной аминогруппы и оксигруппы, появляются полосы поглощения в области 1625 см""1, 995 см"1, соответствующие поглощению концевой винильной группы, что подтверждает структуру поли-/1/-(4-винилокси)-винилдифениламина.

Полимер представляет собой порошок темновишневого цвета, хорошо растворимый в кетонах, дим§тилформамиде, водных растворах щелочей.

Литература

I. UHV/atanQÔC. J ûmez Chem Soc.,, 79, 2833, (1957). 2о М.Ф.Шостаковский. ЖОХ, 31, 1237, (1961). 3. Р.П.Ластовский, Ю.М.Ванштейн. Технический анализ в производстве промежуточных продуктов и красителей, М., Госхим-издат, 1958, с. 173.

СоП.Муштакова, Н.С.Фрункина, Л.А.Грибов. ЖАХ, 26, 430,(1971)о

5. Я Ctdeiman.J Omet Chem Soc75, 2678, (1953).

СИЛЙКАТ00БРА30ВАНЙЕ ПРИ ВАРКЕ СТЕКЛА ДИ0ПСВД0В0Г0 СОСТАВА

П.Г.Усов, В.И.Верещагин, Е.П.Цимбалюк

В последнее время усиленно ведутся работы в области получения ситаллов с хорошими диэлектрическими характеристиками. Наиболее перспективными в этом отношении являются ситаллы с ди-опсидоподобной кристаллической фазой. Исследованиями ряда авторов показано, что такие ситаллы имеют не только хорошие механические и химические характеристики / I /, но и неплохие диэлектрические свойства / 2 /. Нами в проведенной ранее работе / 3 / показано, что кристаллизация диопсидовых составов стекол протекает легко и без образования побочных продуктов только на основе природного минерала - тремолита.

Тремолит (к'ОН% - типичный представитель ам~

фиболовых минералов, для структуры которого характерны бесконечные ленты [Si*, ft^oo* представляющие собой сдвоенные пироксе-новые цепочки [Siû^* Синтез диопсида из тремолита цроисходит

молита происходит легко вследствие кратности структуры диопек-да структуре тремолита ( для диопсида а,б9с - 9,71;8,89; 5,24 Í; J3 = 105? 50 , для тремолита соответственно ЭР84; 18,05; 5,28 £;/3= Ю4°42 ).

Открытие больших залежей тремолита Алгуйского месторождения ( Кемеровская область ) исключает дефицит такого сырья для получения диопсидовых материалов. Важной особенностью данного тремолита является большое содержание в нем кальцита ( 20-25 % ), что в сильной степени уменьшает дополнительный ввод карбоната кальция для образования диопсида. Малое содержание окислов железа ( 0,3 - 0,4 %)»отсутствие окислов щелочных металлов позволяют получить материалы с хорошими даэлектрж-ческими характеристиками. На процесс кристаллизации стекла в сильной степени влияют не только режим термообработки, но ж тепловая история получения стекла. Поэтому установление генетической связи между процессами сшшкатообразования , протекающими в шихте, сохранением молекулярных группировок диопсида в расплаве и стекле и его кристаллизационной способностью представляет больщой научный и практический интерес. Аналогичная работа была проделана Л.А.Жуниной и др. для шихт на основе технических продуктов / 2 /.

В нашей работе была поставлена задача проследить за реакциями силикатообразования в шихтах как на основе тремолита, так и на основе чистых окислов.

Расчет состава шихт был основан на том, чтобы получить материал с 75 $ кристаллической фазы диопсидного состава и 25 % стеклофазы состава СаО - 11,0; А1^0з ~ 14,0; Si 0<> -75,0 вес. %+ Химический и компонентный состав исследуемых шихт приведен в таблицах I и 2.

Таблица I

Заданный химический состав шихты ( зес.% )

Шахта Содержание окислов

SlOq CaO МдО А1й03 Суша

Шихта I, 2 60,45 22,17 13,88 3,50 100,00 1

Таблица 2 Компонентный состав шихты ( вес. % )

Ших- Содержание компонентов

та тремолит глина СаС03 песок СаО МдО тго3 Сумма

I 64,59 6,95 6,80 21,66 - - - 100,00

2 - - - 60,06 22,35 14,18 3,41 100,00

В качестве основных компонентов были использованы тремолит Алгуйского месторождения, часов-ярская глина, углекислый кальций, ташлинский песок и окислы марки " ч.д.а." ( таблица 3. )

Таблица 3

Химический состав компонентов шихты ( вес. % )

Компонент шихты Содержание окислов

СаО МдО Д1203 Гвг03 ТсОг Г}.пл Сумма

Алгуй-скиж тремолит Часов-ярская глина Ташлинский песок 44, 86 50,20 99,5 24,70 1,00 0,2 18,18 0,80 0,02 1,13 32,50 0,1 0,42 1,00 0,06 3,0 ти 1,5 9,96 10,0 0,12 100,15 100,00 99,98

Шихта на основе тремолита измельчалась и смешивалась мокрым способом в шаровой мельнице до прохождения через сито Ш 0060 ( 10000 отв / см2 ).

Шихта на основе чистых окислов готовилась путем тщатель-

ного смешивания компонентов в шаровой мельнице сухим способом. Полученные шихты брикетировались и нагревались со скоростью 300 - 500 град / час до температуры 1200-1300°С с выдержкой при конечно! температуре в течение I часа.

Как показал рентгенофазный анализ процессы силикатообра-зования начинаются в области температур 500 - 600°С ( разложение карбоната кальция ) и заканчиваются при температурах 1100 - 1200°С.

Для шихты на основе тремолита процесс образования диоп-сида происходит при разложении тремолита уже с 900°С ( исчезают максимумы 1,438; 1,500; 2,70А и появляются 3,00; 2,52; 1,62 )♦ При этом не наблюдается образование иных продуктов разложения , кроме диопсида. При более высоких температурах ( с П00°С ) наблюдается процесс образования волластонита ( Са£10$ ) в результате связывания свободной окиси кальция с кремнеземом. Термовесовой и дифференциально-термический анализы подтверждают схему силикатообразования в шихте на основе тремолита. Максимумы эндотермических эффектов на кривой ДТА шихты на основе тремолита для кальцита соответствуют 865°С и для тремолита - 1030° С. Они смещены в сторону более высоких температур ввиду непрерывности термической обработки (10+15 град/мин ). Суммарные потери веса на кривой ТГ для этой шихты составляют 11,1 %, что соответствует теоретически возможным потерям ( 11,7 % ).

В шихте на основе чистых окислов реакции диопсидообра-зования не протекают даже при температурах до 1250°С, что в сильной степени влияет на продукты кристаллизации такого стекла. При кристаллизации стекла »полученного на основе тремолита, основной кристаллической формой является диопсид, при кристаллизации стекла из окислов наряду с диопсидом присутствуют кремнезем и метасиликат магния. Провар стекла также облегчается в шихтах на основе тремолита. При варке стекла из чистых окислов при температуре 1450°С выдержка в течение 3-х часов не приводит к полному провару.

В целом картину реакций силикатообразования в шихте на основе тремолита можно представить следующим образом.

I. При низких температурах происходит разложение компо-

- 88 -нектов шшх-т на отелы :

.¿онотершт: гпл°£пл°п а

' СйСОъ 500'ШУСаО+ С02\

2. При более высоких температурах идут процессы образования диопевда.

Причем вначале образуется пироксен промежуточного состава, отвечающий структуре диопсида:

Затем при взаимодействии данного первичного продукта разложения тремолита со свободной окисью кальция и кремнеземом образуется диопсид стехиометрического состава:

¿СаОЩО ■ ?SC0¿+3Ca0 + 3Si02 SCq MsS¿206

Суммарно реакция выглядит так :

2 СаО-5МдО -8SÍ 02^0-3Cq0+3Sl02 д0°-и00^ 5CqM^L2Q, +H¿0 f

Начиная с температур Ю00°С , параллельно вышеописанным реакциям идет взаимодействие окиси кальция с кремнеземом с образованием волластанита:

Са 0 - 6702 «W-WO*g Cq S¿ ^

В свою очередь волластонит при температурах выше 1200°С начинает взаимодействовать с оставшимся первичным продуктом разложения тремолита:

2 Ca05M90-?S¿0^3CQS¿Oz^^5CaMsSi206

Этой реакцией при температурах около 1300°С заканчивается процесс образования диопсида стехиометрического состава.

Выводы

I. В шихте на основе тремолита реакции образования диопсида начинаются с 900°С. Окончательно формируется диопсид стехиометрического состава при температурах 1300°С. В шихте на основе чистых окислов при температуре 1300°С наблюдаются

- 89 -только следы диопсида.

2. Образование диопсида на стадиях твердофазных реакций в шихте на основе тремолита стособствует быстрому стекло-образованию и осветлению расплава. Стекло на основе окислов при температурах варки ( 1425-1450°С ) полностью не осветляется.

3. Образование диопсида на стадиях силикатообразования способствует усилению кристаллизационной способности стекла. При этом основной кристаллической фазой является диопсид стехиометрического состава.

Литература

1. Л.А.Ленина, З.И.Говорушко, ВJUМазуренко. Изменение структуры s свойств стекол пироксеновых составов в зависимости от условий термообработки. В сб. * Стекло, ситаллы и силикатные материалы". Вып. I, w Вышэйшая школа", Минск, 1970.

2. Л.А.З^унина. Исследование и синтез пироксеновых ситал-лов. В сб. "Стекло,ситаллы и силикатные материалы". Вып.1, "Вышэйшая школа", Минск, 1970.

3. В.И.Верещагин, Е.П.Цимбалюк. Получение и исследование ситаллов на основе тремолита с диопсидовой и |фисталлической фазой. Тезисы докладов на ХУ1 областной научно- технической конференции» Новосибирск, 1973.

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТЕЙ МЕЖДУ ВЫХОДШ ЛЕГКИ! ФРАКЦИЙ НЕФТИ И ЕЕ УДЕЛЬНЫМ ВЕСОМ

Г»Г.Благополучная, НоМ.Смольянинма, А.Ф.Федоров

Многолетней практикой установлен ряд показателей нефти и нефтепродуктов, с достаточной полнотой характеризующих их свойства. К числу таких характеристик относятся: удельный вес, фракционный состав, вязкость, температура застывания, коксуемость, температура вспышки /I/o

Удельный вес, принадлежащий к числу наиболее распрост-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.