Разработка композитов из местного сырья для производства санитарно-технической керамики, керамогранита и облицовочных плиток
Разработка
композитов из местного сырья для производства санитарно-технической керамики,
керамогранита и облицовочных плиток
Реферат
Объект исследований: глины, каолины, полевые
шпаты, кварцевые пески, суглинки, волластониты, тальк, шлаки Казахстана.
Цель работы: изучение физико-механических,
химических, минералогических и технологических свойств глинистого сырья,
каолинов, кварцевых песков, полево-шпатового сырья, волластонита, талька,
суглинков, отходов промышленности регионов Казахстана с целью их применения в
сырьевых смесях для производства сантехнических, облицовочных плит,
керамогранита в различных регионах Казахстана.
Методы исследований: методы определения
химического состава, пластичности, дифференциально-термический, рентгеновский анализ,
методы определения физико-механических, технологических свойств.
Основные результаты: Проведены экспериментальные
и теоритические исследования пластичных (глин, каолинов, суглинков) и
непластичных видов (полевого шпата, кварц - полевошпатовых материалов,
кварцевого песка, доменных и фосфорных шлаков) природного сырья и отходов
промышленности. На основании анализа химического, минерального,
гранулометрического состава, анализа физико-механических, технологических
свойств и особенностей вида сырья, дана оценка их пригодности для использования
в производстве санитарной керамики, облицовочных плит, керамогранита.
Введение
Для реализации стратегической программы
жилищного строительства принятой правительства РК необходимо увеличение
производства керамических санитарно-технических, облицовочных плит,
керамогранита. В настоящее время эти изделия импортируется из-за рубежа:
России, Беларуси, Китая, стран дальнего зарубежья: Италии, Испании, Германии.
Вместе с тем необходимо отметить, что Казахстан располагает рядом огнеупорных
пластичных глин, каолина, полевого шпата, волластонита, кварцевого песка,
суглинков, отходов промышленности. Особую актуальность имеет максимально
возможные приближения источников сырья природного и техногенного месторождения
к предприятиям изготовителя керамических изделий. Известно что сокращение
среднего радиуса перевозок сырья на 100 км дает экономический эффект около 10
млн. тенге в год. Практическая реализация этого эффекта в производстве
керамических изделий может быть достигнута путем использования местного сырья,
низкосортных глин и отходов промышленности при сокращении расхода дефицитных
высокосортных глин и плавней являющимся в основном дальнепривозным.
Задачей настоящей работы являлось изучение
физико-механических, химических, минералогических и технологических свойств
глинистого сырья, каолинов, кварцевых песков, полево-шпатового сырья,
волластонита, талька, суглинков, отходов промышленности регионов Казахстана с
целью организации производства сантехнических, облицовочных плит, керамогранита
в различных регионах Казахстана.
Решение этой актуальной задачей позволить решить
проблему обеспечения действующих и вновь созданных предприятии строительной
керамики качественным местным сырьем, снизить себестоимость изделии, позволяющим
успешно конкурировать с зарубежными производителями и обеспечить строительный
комплекс эффективными изделиями отечественного производства.
1.
Исследование физико-химического
состава и технологических свойств сырьевых материалов месторождений Казахстана
для получения облицовочной плитки,санитарно-технических изделий и керамогранита
Цель и поставленные в работе задачи решались на
примере использования сырья Казахстана в связи с тем, что в нашей стране
представлены все типичные виды сырья, применяемого в производстве строительной
керамики [1-2].
Пластичное сырье представлено разными видами
глин, в том числе бентонитом, суглинком и каолином.
Из непластичных видов сырья распространены
полевой шпат,кварцевый песок ,волластонит,тальк, а также отходы добычи и
переработки рудного и нерудного сырья например полевошпатовых отходов в виде
гранитных отсевов, высококальциевых шлаков .
.1 Методы
исследований
Химический состав сырья
определялся в соответствии с ГОСТ 2641-71.
Гранулометрический состав глинистого сырья
определялся по методу Б.И. Рутковского. Количественный анализ крупнозернистых
включений в глинах проводился в соответствии с требованиями ГОСТ 21216.4-81
мокрым способом с применением сита с размером ячейки 0,5 мм. Для определения
гранулометрического состава техногенных отходов, использовался метод рассева на
наборе сит с размером ячейки от 0,16 до 3.5 мм и от 5 до 20 мм.
Пластичность глинистого
сырья определялась в соответствии с ГОСТ 5183-77 при использовании балансирного
конуса. Чувствительность глин к сушке - по методу З.А. Носовой. Спекаемость
глинистого сырья оценивалась по кривым изменения усадки и водопоглощения в
соответствии с ГОСТ 21216.9-81.
Для оценки спекания и свойств
керамики готовились различные образцы. Форма и размеры образцов, подготовка
масс для их изготовления, режимы прессования и температуры обжига определялись
назначением керамики и выбранным направлением использования сырья в виде
грубодисперсных и зернистых компонентов или в виде тонкодисперсных связующих.
Спекание керамики определялось
по изменению и прочности при сжатии обожженных образцов высотой 25 мм из
плиточных и фаянсовых масс. Водопоглощение керамики оценивалось путем образцов
водой при их кипячении в течение 3 ч. Наличие известковых включений в керамике
определяли пропариванием образцов на решетке в сосуде в течение 1 ч с их
охлаждением в течение 4 ч [3-5]. Термическая стойкость плиток определялась
путем их охлаждения в проточной воде от температуры 125±5°С. Влажное расширение
керамики оценивалось после 5 ч при испытании в автоклаве под давлением 0,22
МПа. Прочность при изгибе определялась на образцах плиток размером 150x100x5 мм
из плиточных масс в соответствии с ГОСТ 27180-86 и образцах-балочках размером
10x10x50 мм из керамических масс в соответствии со стандартом [1-5].
Рентгеновский анализ сырья, керамических смесей и готовых изделий проводился на
рентгеновской установке ДРОН-3 с применением СиК-излучения и никелевого
фильтра. Режим рентгенограмм: И-32 кВ, J=10 мА, скорость вращения счетчика 0,1
мм/сек. Расшифровка рентгенограмм проводилась по таблицам расстояний Я.Л.
Гиллера, по американской картотеке ASTM и по справочным данным. Межплоскостные
расстояния на рентгенограммах и в тексте в10-10 м [5-10].
Дифференциально-термический анализ
проводился на дериватографе системы Р. Паулик, И. Паулик и А. Эрдей в интервале
температур 20-1000°С со скоростью подъема температуры 10 град/мин. [11-12].
1.2 Характеристика силикатного
природного и техногенного сырья
.2.1 Глины
Традиционным сырьем для производства
санитарно-технических изделий,керамических плит и керамогранита являются
огнеупорные и тугоплавкие гидрослюдистые каолинитовые глины.
В настоящем разделе приведены свойства
огнеупорных и тугоплавких глин, каолинов,суглинков по РК, их фазовый состав, а
также непластичных компонентов: полевого шпата, кварцевого
песка,волластонита,талька и т.д.
Глины Акмолинской области
Танкерисское месторождение глин находится в 45
км от г. Астана и в 3 км от ж.д.с. Танкерис. Запасы глин месторождения по категориям
А+В+С-2,5млн.т. Глины в основном однородны, по цвету белые или светлые
окрашенные и сиреневато-серые. В вертикальном разрезе отмечается постепенный
переход от зоны белых глин к светлоокрашенным. По минеральному составу
месторождение в основном предоставлено гидрослюдисто-каолини-товой глиной с
включениями смешанослойного минерала и кварца. В качестве примеси в глине
присутствует алевролит, гидрооксиды железа, пирит, полевой шпат и т.д.
Содержание частиц менее 0.001 мм- 50-69%. Пригодны для производства
санитарно-технических изделий, для всех видов керамических плиток и
керамогранита.
Целиноградское месторождение тугоплавких глин
расположено в 6 км. от г.Астана. Запасы глин по категориям А+В+С1 около 12
млн.т. По минеральному составу глины монтмориллонито-гидрослюдисто-каолинитовые,
содержат значительное количество водорастворимых солей, в основном хлоридов (до
12-16мг.кв) Число пластичности колеблется от 7.2 до 31. На месторождении
выделены две разновидности глин, отличающиеся по содержанию Fe2О3
3,5-5% спекающиеся при 1050-1200°С. Первая разновидность содержится в
породе в небольших объемах. Глины второй разновидности пригодны для
производства облицовочных плит. В таблице
.1 приводятся химический состав, глин. Для
определения рациональных областей их применения в производстве керамических
строительных материалов изучены химический, минеральный и гранулометрический
составы, исследованы технологические и керамические свойства [13-15].
Глины содержат 22,63 - 27,23 % оксида алюминия,
2,27- 4,26 % оксида железа, 0,58 - 0,60 % - оксида кальция, 0,27 - 1,49% оксида
магния, 0,31 - 0,39% - оксида натрия и 1,67 - 2,18 % - оксида калия. Потери при
прокаливании составляют 7,83-8,9 % (табл. 1.1).
Таблица 1.1 Химический состав глинистого сырья
Наименование
сырья
|
Содержание
оксидов, % мас.
|
|
SiO2
|
Аl2O3
|
ТiO2
|
Fе2O3
|
СаО
|
МgО
|
Nа2O
|
К2O
|
ппп
|
Глина
танкерисская
|
58,51
|
27,23
|
0,81
|
2,27
|
0,58
|
0,27
|
0,31
|
1,67
|
8,9
|
Глина
целиноградская
|
59,86
|
22,63
|
0,90
|
4,26
|
0,60
|
1,49
|
0,39
|
2,18
|
7,83
|
Бентонит
|
57,86
|
17,54
|
0,56
|
3,78
|
2,75
|
2,79
|
1,09
|
1,06
|
12,1
|
Глина
петропавловская
|
55,4
|
17,1
|
0,37
|
4,2
|
0,71
|
0,89
|
0,34
|
0,36
|
9,1
|
На диаграмме применения в зависимости от
химического состава танкерисская и целиноградская глины находятся в области
глин пригодных для изготовления керамических плиток (рис. 1.1).
По составу глины являются полиминеральными (рис.
1.2, 1.3). Рентгенофазовым анализом в них обнаружены каолинит, монтмориллонит,
тонкодисперсный кварц, гидрослюда, гематит.
На кривых ДТА проявляются эффекты, связанные с
разложением минералов глинистых пород [16-19].
Наличие каолинита в глинах обуславливает
эндоэффекты при температурах 540 - 560°С. О наличии монтмориллонита в породах
свидетельствуют эндоэффекты при температурах 150 - 160 °С и 280 °С, связанные с
удалением межпакетной воды, эндоэффекты при температурах 700 - 710 °С,
связанные с разложением кристаллической решетки монтмориллонита, и эндоэффект
при 920 °С, отмечаемый только на кривой ДТА бентонита, обусловленный, как
считают ученые, полным разрушением решетки монтмориллонита, а возможно потерей гидроксильных
групп воды, связанных атомами магния в октаэдрической координации [20,21].
Наличие гидрослюды в глинах, обуславливает
эндоэффекты при температурах 820 - 840 °С.
Рис. 1.1. Расположение глин на диаграмме их применения
в зависимости от химического состава (по А.И. Августинику)глина танкерисская ; -
глина целиноградская ; бентонит; каолин
Рис. 1.2. Кривые ДТА танкерисской (1),
целиноградской(2) глин,бентонита(3) и петропавловской(4)глины
Количественное соотношение основных и примесных
минералов в глинах различно.
На основании анализа характера кривых нагревания
глин (рис. 1.2), количества и относительных интенсивностей максимумов
каолинита, монтмориллонита и примесных фаз на рентгенограммах (рис. 1.3, табл.
1.2), установлено, что глины танкерисская и целиноградская имеют
каолинит-монтмориллонитовый состав. Наибольшее содержание гидрослюды и
тонкодисперсного кварца - в глине танкерисской, полевых шпатов - в глине
целиноградской.
По гранулометрическому составу глины относятся к
дисперсным (преимущественно к средне - и высокодисперсным по ГОСТ 9169-75).
Среднее содержание частиц размером менее 0,001 мм находится в пределах от 45,05
до 63,6 % (табл. 1.3). На тройной диаграмме гранулометрического с остава В.В.
Охотина глинистые породы располагаются в области пластичных глин (рис. 1.4).
Таблица 1.2 Относительные интенсивности основных
максимумов каолинита и монтмориллонита на рентгенограммах глинистого сырья
Наименование
сырья
|
Тотн
отражений каолинита d∙10-10, м
|
Iотм
отражений монтмориллонита (1-10-10), м
|
|
7,0797
|
3,5516
|
4,4621
|
3.5450
|
Глина
танкерисская
|
0,5
|
-
|
1
|
1
|
Глина
целиноградская
|
0,5
|
0,5
|
1
|
1
|
Бентонит
|
2
|
2
|
7
|
3
|
Глина
петропавловская
|
0,4
|
0,4
|
0,5
|
0,5
|
Кроме того, глины и вскрышные породы
характеризуются низким (менее 1 %) и средним (2-5 %) содержанием
крупнозернистых включений (табл. 1.4).
Рис. 1.3. Рентгенограммы танкерисской (1),
целиноградской (2) глин,бентонита(3),петропавловской глины
хх - каолинит; * - монтмориллонит; V -
гидрослюда, х - хлорит; □ - кварц; о - анортит; ▲ -
кальцит+арагонит; □ - гидрогематит Межплоскостные расстояния приведены в
10-10 м
Таблица 1.3 Гранулометрический состав глинистого
сырья
Наименование
сырья
|
Содержание
частиц, %, размером, мм
|
|
1
- 0,05
|
0,05
- 0,005
|
<0,005
|
в
т.ч. <0,001
|
Глина
танкерисская
|
9,5-22,73
(16,1)
|
19,06
- 27,73 (23,4)
|
49,54-71,46
(60,5)
|
39,63-61
(51,3)
|
Глина
целиноградская
|
10-30
(20)
|
17,5
- 39,0 (28,3)
|
31-7
3.5 (51,8)
|
27,3-62,8
(45,05)
|
Бентонит
|
0,4-4,8
(2,6)
|
6,6-3,5
(15,8)
|
64,6-98,4
(81,5)
|
54,3-72,8
(63,6)
|
Глина
петропавловская
|
12-32
21
|
17,1-37,0
27
|
30-69,4
59,7
|
26,8-59
42,9
|
Каолин
|
16,52-24,1
(20,31)
|
42,4-48,2
(45,3)
|
31,06-36,54
(33,8)
|
15,4-26,8
(21,1)
|
Примечание. В скобках приведены средние значения
содержания фракций
Таблица 1.4 - Содержание и характеристика
крупнозернистых включений в глинистом сырье
Наименование
сырья
|
Остаток,
%, на сите 0,5 мм
|
Частные
остатки, %, на ситах, мм
|
Характеристика
остатка
|
|
|
0,5
|
2
|
5
|
|
Глина
танкерисская
|
2,24
|
1,01
|
0,43
|
0,8
|
Кварцевый
песок, галька размером до 18 мм, железистые образования, зерна известняка
размером до 1 мм
|
Глина
целиноградская
|
2,96
|
1,36
|
1,2
|
0,4
|
Кварцевый
песок, галька размером до 18 мм, незначительное количество известняка
размером до 1 мм
|
Бентонит
|
0,44
|
|
-
|
-
|
Мелкие
частицы кварца
|
Глина
петропавловская
|
5,34-8,93
|
2,05-7,23
|
4,18-
10,69
|
3,11-
11,01
|
Кварцевый
и полевошпатовый песок, сцементированные глинистые частицы
|
Каолин
алексеевский
|
0,4
- 3,1
|
0,4-
1,9
|
0-0,6
|
0-0,6
|
Кварцевый
и полевошпатовый песок, размером до 15 мм
|
Как видно из рис. 1.5 по гранулометрическому
составу глины пригодны для изготовления тонкой строительной керамики.
Глинистые частицы <0,005 мм
Песчаные частицы >0.05мм Пылеватые
частицы0,05мм
Рис. 1.4. Расположение глинистых пород и каолина
на диаграмме (В.В. Охотина) классификации глин по гранулометрическому составу
Глинистые частицы <0.005 мм
Песчаные частицы >0.05мм Пылеватые частицы
0,05мм
Рис. 1.5. Расположение глинистых пород и каолина
на диаграмме (Винклера) в зависимости от гранулометрического состава
- глина
танкерисская; - глина
целиноградская; - бентонит; -глина
петропавловская; -каолин
Таблица 1.5 - Технологические свойства
глинистого и каолинового сырья
Наименование
сырья
|
Число
пластичности
|
Коэффициент
чувствительности к сушке
|
Огнеупорность,
°С
|
Глина
танкерисская
|
21-24
|
1,87
|
1130-1150
|
Глина
целиноградская
|
22-25
|
1,91
|
1180-1200
|
Бентонит
|
38-40
|
4,12
|
1120-1140
|
Глина
петропавловская
|
11-12
|
0,98
|
1100-1200
|
Каолин
|
4,0
- 5,8
|
0,55
- 0,61
|
1670-
1720
|
Высокая дисперсность глин обуславливает их
высокую пластичность и чувствительность к сушке [22-25 ]. Число пластичности
глин изменяется от 21 до 25, бентонита - от 38 до 40, коэффициент
чувствительности к сушке глин составляет 1,76- 1,81 бентонита -4,12 (табл.
1.5).
Наибольшей пластичностью (П = 38 - 40) и
чувствительностью к сушке (Кч = 4,12) обладает бентонит, содержащий
90 - 92 % монтмориллонита в качестве основного минерала. Наименее
чувствительными к сушке (Кч= 1,76) при их высокой пластичности (21 -
25) являются монтмориллонит- каолинитовые глины.
Усадка образцов из каолинит-монтмориллонитовой
целиноградской, танкерисской глины и образцов из бентонита при этом
водопоглощении выше и составляет 3,7 - 4 %, вместе с тем эта усадка не сопровождается
образованием трещин при сушке и обжиге образцов.
Таким образом, по своим свойствам глинистые
породы являются специфичными и требуют корректировки дополнительными
компонентами.
В тоже время глинистые породы характеризуются
таким важнейшим преимуществом, как высокие пластические свойства (табл. 1.5). С
одной стороны, это позволяет вводить в массы дополнительные компоненты в
широком количественном диапазоне и тем самым целенаправленно управлять
качеством изделий, а с другой - дает возможность выбирать наиболее экономичные
для конкретного вида керамики методы формования, прессования и литья. Все это
расширяет технологические возможности глинистого сырья . Образцы практически из
всех пород удовлетворяют требованиям по водопоглощению, предъявляемым к плитке
для внутренней облицовки (W<16 %) , образцы из бентонита по водопоглощению
удовлетворяют требованиям на фасадную керамику (W<10 %)(рис.1.6) и табл.1.6.
Все виды глинистых пород оцениваются как
пригодные для опробования в производстве облицовочной и фасадной плиток а глина
танкерисская, кроме того, и в составах масс для санитарно-строительных изделий.
Рис. 1.6. Зависимость спекания образцов из глины
от температуры обжига 1, 2, 3 - глины целиноградская, танкерисская,петропавловская
; 4 - бентонит; 5 - каолин;6 - суглинок
Таблица 1.6 Керамические свойства глинистого и
каолинового сырья после обжига при температуре 1050°С.
Наименование
сырья
|
Усадка,
%
|
Водопогл.,
%мас.
|
Прочность
(Rизг, МПа)
|
Цвет
черепка
|
Глина
танкерисская
|
3,1
|
10
|
3,4
|
Св.розовый
|
Глина
целиноградская
|
2,9
|
13,1
|
6,1
|
Кирпичный
|
Бентонит
|
7,4
|
6,0
|
7,8
|
Св.
коричневый
|
Глина
петропавловская
|
2,8
|
10,0
|
7,5
|
Кирпичный
|
*Каолин
алексеевский
|
11,7
|
10,2
|
11,7
|
Белый
с кремовым оттенком
|
Примечание. *- свойства каолина приведены после
обжига при температуре 1200 °С.
сырье месторождение казахстан песок
Глины Павлодарской области
В области имеются пластичные и малопластичные
глины Сухановского,Кемертузское,Елюбайское,Красноармейское,Мойское
месторождений.Глины имеют полиминеральный состав с преобладанием глинистых
минералов, соответственно - каолинита, монтмориллонита и их смешанных
образований и гидрослюды. Технологические свойства некоторых глин приведены в
таблицах 1.7 и 1.8. Огнеупорность беложгущихся каолинитовых глин Сухановского,
месторождений составляет более 1730 °С. Местные глины, используемые в качестве
пластичных и малопластичных компонентов исходя из минералогического состава
можно разделить на две группы: каолинитовые (1) и каолинито- гидрослюдистые
(2). На рисунках 1.7-1.8 представлены термограммы глинистого сырья, на которых
однозначно прослеживаются экзо- и эндотермические эффекты, обусловленные
структурно-фазовыми и гравиметрическими превращениями в образцах. На всех
термограммах четко обозначены по два эндоэффекта, связанных с удалением при
100°С гидратной и при 500°С кристаллизационной влаги образцов, количество
которой определяется глубиной и полушириной эндоэффектов при этих температурах.
На диаграмме (рисунок 1.10) представлены
сравнительные данные по содержанию каолина в исходном глинистом сырье, из
которой видно, что максимальное количество каолина содержится в сухановской
глине.
Рисунок 1.7 - Дифференциально-термические кривые
Сухановской глины
Рисунок 1.8 - Дифференциально-термические кривые
мойской глины
Таблица 1.7 - Пластичность исследуемых глин
Месторождения
|
Граница
|
Число
пластичности
|
Классификация
сырья по ГОСТ 9169-75
|
|
текучести
|
раскатывания
|
|
|
Сухановское
|
23,8
|
10,8
|
13,0
|
умеренно
пласт.
|
Кемертузское
|
23,3
|
10,7
|
12,6
|
умеренно
пласт.
|
Елюбайское
|
24,3
|
10,9
|
13,4
|
умеренно
пласт.
|
Шенгельдинское
|
36,3
|
17,2
|
19,1
|
средне-
пласт.
|
Красноармейское
|
20,0
|
9,0
|
10,2
|
умеренно
пласт.
|
Мойское
|
36,6
|
22,7
|
13,9
|
умеренно
пласт.
|
Петропавловское
|
21,9
|
10,5
|
11,4
|
умеренно
пласт.
|
Кзылсайское
|
20,0
|
9,2
|
10,8
|
умеренно
пласт.
|
Алексеевское
|
24,0
|
10,8
|
13,2
|
умеренно
пласт.
|
Таблица 1.8 - Технологические свойства
каолиновой глины Сухановского месторождения
Число
|
Темпера
|
Линейная
|
Водопо-
|
Порис
|
Кажущая
|
пластич
|
тура
об
|
усадка,
%
|
глоще-
|
тость,
|
ся
плот-
|
ности
|
жига,
°С
|
|
ние,
%
|
%
|
ность,
г/см3
|
13,0
|
6,8
|
17,7
|
30,1
|
1,8
|
|
1100
|
11,9
|
17,0
|
30,0
|
1,8
|
|
1200
|
14,2
|
7,6
|
16,8
|
2,23
|
|
1250
|
18,0
|
2,0
|
5,5
|
2,6
|
|
1300
|
20,7
|
1Д
|
2,7
|
2,65
|
|
1400
|
22,2
|
1,5
|
3,6
|
2,39
|
Таблица 1.9 - Химический состав глин в % по
массе
Месторождение
|
Содержание
|
глин
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si02
|
А1203
|
Fe203
|
FeO
|
Ti02
|
CaO
|
MgO
|
SO3
|
K20
|
Na20
|
П.П.П.
|
Сухановское
|
49,65
|
33,50
|
|
1,20
|
1,32
|
0,43
|
0,34
|
-
|
0,31
|
0,65
|
12,90
|
Кемертузское
|
48,60
|
34,60
|
|
1,50
|
1,65
|
0,70
|
0,17
|
|
0,27
|
0,80
|
12,40
|
Елюбайское
|
50,70
|
32,10
|
|
0,85
|
1,10
|
0,15
|
0,49
|
|
0,23
|
0,50
|
13,90
|
Шенгельдинское
|
72,19
|
16,70
|
|
2,03
|
-
|
0,13
|
0,45
|
0,20
|
0,84
|
2,18
|
5,25
|
Красноармейское
|
75,46
|
13,43
|
|
2,67
|
|
1,01
|
0,72
|
0,12
|
0,72
|
3,08
|
3,71
|
Мойское
|
68,97
|
16,00
|
2,50
|
0,26
|
0,86
|
1,37
|
0,25
|
0,63
|
0,25
|
0,25
|
3,25
|
Петропавловское
|
75,68
|
11,50
|
2,67
|
0,57
|
1,02
|
1,74
|
1,00
|
0,49
|
0,40
|
0,50
|
4,22
|
Кзылсайское
|
56,22
|
30,06
|
|
1,24
|
|
1,04
|
0,36
|
0,48
|
|
0,24
|
1,04
|
Алексеевское
|
45,47
|
35,40
|
|
0,67
|
1,82
|
0,41
|
0,50
|
|
0,46
|
0,23
|
12,00
|
Алексеевское
|
68,8
|
21,00
|
|
0,80
|
0,70
|
0,30
|
0,30
|
|
1,0
|
|
6,9
|
Обогащенный
каолин
|
47,2
|
36,4
|
|
0,71
|
0,62
|
0,19
|
0,25
|
0,03
|
1,63
|
0,10
|
12,3
|
Таблица 1.10 - Минералогический состав глин, %
по массе
Месторождение
глин
|
Содержание
минералов
|
|
Глинистые
минералы
|
Кварц
|
Поле
вой шпат
|
Карбо-
наты
|
Оксиды
(Fe)
|
Орга-
ника
|
Слюды,
хлориты, пи- роксены
|
Примеси
|
Сухановское
|
преобладает
каолинит
|
Кемертузское
|
преобладает
каолинит
|
Елюбайское
|
преобладает
каолинит
|
Шенгельдинское
|
30
|
50
|
15
|
-
|
-
|
-
|
0,5
|
4,5
|
Красноармейское
|
10
|
20
|
50
|
10
|
4
|
-
|
5-7
|
-
|
Мойское
|
25
|
30
|
35
|
3-5
|
3-5
|
-
|
-
|
3
|
Петропавловское
|
5
|
50
|
40
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5
|
Березовское
|
45-50
|
20-25
|
25-30
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3
|
Кзылсайское
|
преобладает
каолинит
|
Алексеевское
|
50
|
48
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
Таблица 1.11 - Гранулометрический состав глин
(фракция), % по массе
Месторождения
|
Область
|
Фракционный
состав 10-3м
|
|
|
более
|
0,25-
|
0,05-
|
0,01-
|
0,005-
|
менее
|
|
|
0,25
|
0,05
|
0,01
|
0,005
|
0,001
|
0,001
|
Сухановское
|
Павлодарская
|
|
0,29
|
3,15
|
6,20
|
31,15
|
59,35
|
Кемертузское
|
Павлодарская
|
|
|
3,7
|
10,6
|
22,4
|
63,3
|
Елюбайское
|
Павлодарская
|
|
2,1
|
4,6
|
9,8
|
37,9
|
55,4
|
Шенгельдинское
|
Алматинская
|
9,21
|
29,91
|
20,24
|
3,16
|
14,88
|
22,60
|
Красноармейское
|
Павлодарская
|
33,00
|
|
50,00
|
|
17,00
|
|
Мойское
|
Павлодарская
|
0,76
|
0,75
|
6,93
|
6,25
|
8,60
|
77,42
|
Петропавловское
|
Северо-Казахстанская
|
3,06
|
14,68
|
45,19
|
12,24
|
5,56
|
19,27
|
Алексеевское
|
Акмолинская
|
-
|
-
|
8,9
|
15
|
|
76
|
Кзылсайское
|
Актюбинская
|
|
11,37
|
12,78
|
6,96
|
27,79
|
41,15
|
Глины Костанайской области
Берлинское месторождение огнеупорных тлин
расположено в Костанайской области на границе с Челябинской области(Россия).
Запасы глин по категорям А+В+С-47млн.тонн. Мощность пласта глин 0.9-9.8м. По минеральному
составу глины каолинитовые с небольшой примесью смешанослойного минерала
монтнориллонито-гидрослюдистого состава. В глине присутсвуют кварц до 22%, в
незначительных количествах полевой шпат и гидрооксиды железа. Основные глины (с
содержанием Al2O3 28-35) 1 и 2го сортов пригодны для
производства санитарных изделий, полукислые глины для производства
керамогранита и всех видов керамических плиток.
Рисунок 1.9 - Дифференциально-термические кривые
берлинской глины
Рисунок 1.10 - Диаграмма содержания каолина в
сырьевых компонентах в зависимости от месторождения: 1 -кокшетауская, 2 -
сухановская, 3 - кызылсайская, 4 - целиноградская, 5 - берлинская
Глины Алматинской области
Известны глины Айнабулакского и Шенгельдинского
месторождений.
По минеральному составу глины каолинитовые.
Кварц содержится до 30%.Полукислые глины пригодны для производства облицовочных
плиток.
Глины Северо - Казахстанской области
Петропавловское месторождение находится в 30 -
40 км от города Петропавловска. Запасы - 1,2 млн.тонн. Пригоден для
производства керамических плит. Содержание глинистых минералов составляет 10 -
15 %. Умерено пластичная. Беложгущиеся тугоплавкие глины Березовского
месторождения серовато - белого цвета с отдельными включением бурого цвета на
крупных кусках. Глины пластичные и на ощупь жирные. По огнеупорности глины на
97% огнеупорные - 1710 ºС и более и
на 3% - тугоплавкие. В глинах преобладает каолинит. В пределах всего
месторождения глины характеризуется сходными химическим, минералогическим и
дисперсным составом, стабильным физико - химическим и технологическими
свойствами. Запасы глин - около 15 млн. м.
Глины Карагандинской области
Известный Сасык - Карасуское, Темиртауское
месторождение. Запасы глин составляет порядка 1,5 млн.тонн. Глины пригодны для
производства облицовочных плиток.
Глины Южно - Казахстанской области
В ЮКО известны следующие месторождение
огнеупорных и тугоплавкия глин: Ленгерское, Кельтемашатское, Каскасуское Мумбаканское,
Баганалы. Для них характерно огнеупорность 1300 - 1700
ºС,
высокое содержание оксида железа 4 - 7 % и низкое содержание Al2 O3
(20 - 28 %) запасы глин около 1 млн. тонн.Глины пригодны для производства
облицовочных плиток.На территории области имеются бентонитовые глины Кынгранк-
Келесское, Дарбазинское, Урангайское. Ленгерская глина Южно-Казахстанской
области относится к среднепластичным глинам с числом пластичности 16-18.
минералогический состав представлен в основном каолинитом.
Бентонитовая глина Дарбазинского месторождения
Южно-Казахстан-ской области (рисунок 1.11) представлена в основном
монтмориллонитом. Число пластичности глины 38-45.
На рисуноке 1.12 представлены термограммы
Ленгерской и Дарбазинской глины.
▲ - кварц; ■ - кальцит; □ -
ортоклоз; ○ - каолинит; ● - кальцит;
▲ - кварц; ■ - кальцит; □ -
ортоклоз; ○ - монтмориллинит; ● - кальцит;
Рисунок 1.11- Рентгенограммы
ленгерской и дарбазинской глины
На термограмме глины (рисунок 1.12) выделяются
три эндотермических эффекта и один экзотермический: первый эндотермический
эффект с максимумом при 140°C отражает удаление адсорбированной
(гигроскопической, межслойной) воды глинистых минералов - гидрослюдистых,
глауконитовых и гидрохлорида. Второй эндотермический эффект разделен
экзотермическим эффектом на два эндотермических с максимумами при 565 и 635°С,
связанные с дегидратацией преобладающих гидрослюд и каолинита. Третий
эндотермический эффект с максимумом при 910°C обусловлен завершением
дегидратации и аморфизации гидрослюд. Экзотермический эффект при 600°C,
вероятно, соответствует разложению пирита.
Физико-химические исследования глинистого сырья
выполнены в соответствии с методиками ГОСТ 21216.1-81 - ГОСТ 21216.12-81, а
классификация глинистого сырья по ГОСТ 9169-75. Результаты исследований
представлены в таблицах 1.12-1.18 и в таблице 1.19 - классификация глинистого
сырья.
Таблица 1.12 - Общая характеристика глинистого
сырья
№
п/п
|
Наименование
проб
|
Цвет
глины
|
Отношение
к HCl
|
1
|
Сарыкемерское
|
Светло-желтый
|
не
вскипает
|
2
|
Дарбазинская
бентонитовая глина
|
зеленый
|
не
вскипает
|
3
|
Ленгерская
каолинитовая глина
|
не
вскипает
|
Таблица 1.13 - Засоренность глинистого сырья
№
п/п
|
Наименование
проб
|
Общий
остаток на сите 1,25, %
|
Частные
остатки
|
Характеристика
остатка
|
|
|
|
Размеры
отверстий сит, мм
|
|
|
|
|
5,0
|
3,0
|
2,0
|
1,0
|
0,5
|
|
1
|
Сарыкемерское
|
0,06
|
0,00
|
0,00
|
0,00
|
4
|
4
|
Песок,
ожелезненные комочки глины, пиритные включения до 2 мм
|
2
|
Дарбазинская
бентонитовая глина
|
10
|
20
|
30
|
30
|
10
|
8
|
ожелезненные
комочки глины, пиритные включения до 2 мм
|
3
|
Ленгерская
каолинитовая глин
|
12
|
22
|
28
|
28
|
12
|
11
|
ожелезненные
комочки глины, пиритные включения до 2 мм
|
Таблица 1.14 - Гранулометрический состав
глинистого сырья
Глины
|
Размер
фракций, мм
|
|
|
более
0,06
|
0,06-0,01
|
0,01-0,005
|
0,005-0,001
|
менее
0,001
|
Классификация
сырья по содержанию тонких фракций
|
|
Содержание
фракций, %
|
|
СГ
|
0,32
|
20,0
|
15,2
|
30,0
|
34,4
|
низкодисперсное
|
ЛГ
|
-
|
7,8
|
13,1
|
32,1
|
48,5
|
высокодисперсное
|
ДГ
|
-
|
3,1
|
11,5
|
34,3
|
62,5
|
высокодисперсное
|
Таблица 1.15 - Характеристики огнеупорности
Наименование
пробы
|
Показатель
огнеупорности, °С
|
Наименование
класса глинистого сырья
|
СГ
|
1150
|
легкоплавкое
|
ЛГ
|
1380
|
тугоплавкое
|
ДГ
|
1220
|
легкоплавкое
|
Таблица 1.16 - Спекаемость глинистого сырья
Наименование
пробы
|
Наименование
показателей
|
Температура
обжига, ◦С
|
|
|
950
|
1000
|
1050
|
1200
|
СГ
|
Водопоглощение,
%
|
9,6
|
7,9
|
5,8
|
Оплавилась
|
|
Плотность,
кг/м3
|
1990
|
2030
|
2110
|
то
же
|
ЛГ
|
Водопоглощение,
%
|
15,8
|
12,1
|
7,9
|
5,2
|
|
Плотность,
кг/м3
|
1850
|
1970
|
2040
|
2115
|
ДГ
|
Водопоглощение,
%
|
9,3
|
7,1
|
5,4
|
Оплавилась
|
|
Плотность,
кг/м3
|
2010
|
2040
|
2080
|
то
же
|
Таблица 1.17 - Пластичность глинистого сырья
№
п/п
|
Наименование
проб и состав шихт
|
Предел
текучести, %
|
Предел
раскатки, %
|
Число
пластичности
|
1
|
СГ
|
37,2
|
26,8
|
10,4
|
2
|
ЛГ
|
45,9
|
28,1
|
17,8
|
3
|
ДГ
|
62,5
|
27,2
|
35,3
|
Таблица 1.18 - Определение чувствительности к
сушке глинистого сырья
Наименование
проб
|
Формовочная
влажность, %
|
Линейная
усадка, %
|
Чувствитель-ность
к сушке по Чижскому, сек
|
Оценка
чувствительности к сушке
|
СГ
|
24
|
6,6
|
148
|
среднечувстви-тельная
|
ЛГ
|
24,4
|
5,1
|
более
180
|
малочувстви-тельная
|
ДГ
|
28,5
|
7,2
|
190
|
высокочуствитель-ная
|
Таблица 1.19 - Классификация суглинка
Сарыкемерского месторождения по ГОСТ 9169-75
№
п/п
|
Наименование
показателей
|
Величина
показателя
|
Группа
глинистого сырья
|
1
|
по
количеству крупнозернистых включений
|
0,06-0,25
|
с
низким содержанием
|
2
|
по
виду включений
|
|
кварцевый
песок, ожелезненные комочки глины, пиритные включения до 2 мм
|
3
|
по
содержанию Al2O3 в пересчете на прокаленное вещество,%
|
10,5-11,5
|
полукислое
|
4
|
по
содержанию красящих окислов, %
|
3,4-3,9
|
с
высоким содержанием
|
5
|
по
содержанию тонкодисперсионных фракций, %
|
33,6-34,4
|
низкодисперсное
|
6
|
по
пластичности
|
10,4-10,9
|
малопластичное
|
7
|
по
степени спекания;
|
|
спекающееся
|
8
|
по
огнеупорности, °С
|
1150
|
легкоплавкое
|
9
|
по
чувствительности к сушке при 24% влажности, сек.
|
127-143
|
среднечувствительное
|
Глины Актюбинской области
Глина Кызылсайского месторождения имеет белый
цвет, находится в 130 км от города Актобе. По минеральному составу
каолинитовые.
Рисунок 1.13 - Дифференциально-термические кривые
Кызылсайской глины
Таблица 1.20 - Технологические свойства
огнеупорной глины Кызылсайского месторождения
Ситовой
остаток
|
Пластичность
|
Огнеупорность
|
Естественная
влажность
|
от
|
до
|
от
|
до
|
от
|
до
|
|
0,18
|
7,15
|
9,9
|
11,7
|
1690°
|
1770°
|
11-14%
|
среднее
|
10,5
|
1730°
|
|
Объемная масса в плотном теле - 2,0 т/м3
, в рыхлом состоянии -1,6 т/м3
|
Спекаемость
при температуре,
|
°С
(мин.-макс./ ср.)
|
|
А1203,
|
1300
°С
|
1350
°С
|
1400
°С
|
%
|
Водопо
|
Объемная
|
Водопо-
|
Объем-
|
Водопо-
|
Объем.
|
|
глощен.,
%
|
масса,
о г/ см3
|
глощен.,
%
|
масса,
г/см3
|
глощен.,
%
|
масса,
г/см3
|
41
|
5,0-6,2
|
2,28-
2,23
|
2,8-3,6
|
2,27-2,30
|
2,0-2,6
|
2,38-2,42
|
|
ср.
5,7
|
ср.
2,3
|
ср.
3,2
|
ср.
2,28
|
ср.
2,3
|
ср.
2,40
|
39
|
8,9-9,4
|
2,16-2,18
|
8,8-8,9
|
2,16-2,17
|
6,4-6,8
|
2,26-2,27
|
|
ср.
9,2
|
ср.
2,17
|
ср.
8,9
|
ср.
2,17
|
ср.
6,6
|
ср.
2,26
|
.2.2 Каолиновое сырье
Каолины являются нобходимым сырьевым компанентом
при производстве сантехнических изделий и керамограниты.
На территории РК имеются три месторождения
каолины, в группе разрабатаемывых - Алексеевское и Союзное.
Балансовое запасы по категории А+В+С,
Алексеевского каолина составляют окола 60 млн. тонн. Алексеевский каолин
несколько сходен с Просяновским (Украина), на наличие гидрослюды повышает
немного содержание оксида калия. Содержание окрашивающих оксидов составляет 0,1
- 1,1 % . Пористость после обжига при 1350°С достигает 11% огнеупорность более
1730°С. Каолины Союзного месторождения белые, серовато - белые и жирные на
ощупь. По размерам преобладающих включений исследуемое сырье относится к группе
с мелкими включениями. Число пластичности - 5,7. Воздушная усадка каолинов
месторождения - 5%. Месторождения крупное.
Для исследования применялся каолин Алексеевского
месторождения трех литологических разностей по цвету: белый, серый и
желтоватый. Результаты исследований составов и свойств средней пробы каолина
приведены в табл. 1.1, 1.3 - 1.6,1.8 и на рис. 1.1, 1.4 - 1.8.
Каолин имеет полиминеральный состав . Основными
фазами каолина песчаной фракции является кварц, полевой шпат, гидрослюда.
Глинистая фракция каолина представлена каолинитом (рис. 1.9, 1.10), с небольшой
примесью гидрослюды (эндоэффект на кривой нагревания при температуре 140 °С).
Рисунок 1.14 - Дифференциально-термические
кривые каолина Алексеевского месторождения
Микроскопические исследования каолина в
прозрачных шлифах также показали, что основная его масса (70 - 90 %) сложена
мелкочешуйчатым каолинитом с примесью гидрослюды (5 - 20 %). Непластический
материал представлен остроугольными и слабо окатанными зернами кварца и
полевого
Рисунок 1.15- Рентгенограммы глинистой (<
0,001 мм) - 1 и песчаной (> 0,05 мм) - 2 фракций каолина Алексеевского
месторождения хх - каолинит; v - гидрослюда; □ - кварц; о - полевой шпат
Межплоскостные расстояния приведены в 10-10м
Рисунок 1.16 - Кривая ДТА глинистой фракции
(< 0,001 мм) алексеевского каолина
Наличие полевых шпатов в каолине объясняет
повышенное содержание щелочей в нём - 1,49% (табл. 1.1).
По содержанию фракции менее 0,001 мм в
соответствии с ГОСТ 9169- 75 каолин относится к низкодисперсным. Количество
этой фракции находится в пределах 15,4 - 26,8 % (табл. 1.3).
Анализ составов и свойств каолина показывает на
возможность его использования для получения тонкой строительной керамики.
Однако с точки зрения технической необходимости и экономической эффективности
принято целесообразным использовать каолин в виде добавки только в составах
санитарно-строительной керамики керамогранита.
1.2.3 Полевой шпат
Поставщиком полевого шпата является Белогорский
ГОК вблизи города Усть - Каменогорск. Полевые шпаты месторождения Сарыбулакское
локализованы совместно с кварцем и другими минералами в пегматитовых жилах и
представлены ортоклазом и микроклином. Тулепсайское месторождение - в Мугоджарском
районе Актюбинской области, в 80 км на север от ж.д. станции Эмба. Выявлено 400
пегматитовых тел размером от 10 до 350 м по длине и от 0,5 до 25 м по мощности.
Участок опоискован на мусковит. Химсостав пегматитов, %: SiО2
59,53-76,73; А12О3 12,24- 18,17; Fe2О3
0,34-3,09; ТiO2 0,03-0,67; FeO 0,46-4,88; СаО 0,25-3,3; MgO 0,15-
3,16; МпО 0-0,15; Р2O5 0,01-0,29; SO3 0,14; К2O
0,75-2,27; Na2O 3,69-9,03.
Карасайское месторождение - в Мугоджарском
районе Актюбинской области, в 85 км на запад от ж.д. станции Эмба, в 12 км к
югу от пос. Каинды. Выявлено 160 пегматитовых жил. Запасы полевого шпата по 8
пегматитовым жилам составляют 139,4 тыс. м .
Верхне-Иргизское - в Комсомольском районе
Актюбинской области, в 25 км от пос. Комсомольский Верхне-Иргизское тантал-ниобиевое
пегматитовое поле - 120 пегматитовых тел длиной 20-900 м, мощностью от мелких
до 25-50 м. Изучалось на Та и Nb. Запасы полевого шпата не подсчитывались.
Проявление Мариинское - в Сергиевском районе
Северо-Казахстанской области, в 1,5 км к югу от пос. Ольгинка. Приурочено к
зоне контакта Андреевско-Мариинского интрузивного массива, сложенного
гранодиоритами, плагио-гранитами, кварцевыми диоритами, перекрывающей толщей
песчано-глинистых, углисто-кремнистых сланцев, кварцево-серицитовых песчаников.
Выявлено 280 пегматитовых залежей жило-линзо-пластообразной формы. По
минералогическому составу преобладают плагиоклазовые, микроклин- плагиоклазовые
разности. Химсостав пегматитов, % : SiO2 67,12-87,09; А12O3
4,71-20,67; Na2O 3,13-10,09; К2O 0,001-3,13; Fe2O3
0,05-0,11; СаО 0,81-3,71. В 1950-1953 гг. Кыштымской ГРЭ Уралгеолнерудтреста
проводилась разведка пегматитов на мусковит.
Бисембаевское месторождение полевого шпата -
находится в 30 км севернее г. Жетыгара. Рядом с месторождением проходят ЛЭП-500
и ЛЭП-300 и расположена ж.д. станция в г. Жетыгаре. Обогащенные методом
флотации полевошпатовые концентраты отвечают требованиям ГОСТ 7030 марок ПШМ
0,2-3, ПШМ 0,3-3, могут быть использованы в тонкой керамике и в стекольном
производстве и характеризуются высокой суммой щелочей K2O+Na2O
- 11-16 % (ср. 14,7 %), высоким калиевым модулем - 14,74. Содержание в нем, %:
Fe2O3 0,3; ТiO2 0,1-0,5; СаО 0,77.
Материалы кварц-полевошпатовые выпускает
Белогорский ГОК по ГОСТ 13451 марки КПШС-0,2-11,5 и КПШС - 0,2-14,0. Требования,
предъявляемые к кварц-полевошпатовым материалам, и фактические данные приведены
в таблице 1.21.
Таблица 1.21 - Характеристика
кварц-полевошпатовых материалов Белогорского ГОК
Наименование
компонентов
|
Требования
ГОСТа
|
Фактические
показатели
|
|
КПШС
0.2-11.5
|
КПШС
0.2-14
|
КПШС
0.2-11.5
|
КПШС
0.2-14
|
Fe203
|
<0,8
|
<0,2
|
0,5-0,15
|
0,5-0,15
|
А1203
|
>11,5
|
>14,0
|
11,5-13,0
|
14-15
|
Na20+K20
|
>7,0
|
>9,0
|
7-8
|
9-11
|
Si02
|
<80,0
|
<75,0
|
76-79
|
73-75
|
Влажность
|
<1,0
|
<1,0
|
<1,0
|
<1,0
|
Крупность
+ 0,63
|
<5,0
|
<5,0
|
3-4
|
3-4
|
Минеральный и химический состав
кварц-полевошпатового сырья сложный(табл.1.22).
Таблица 1.22 Минеральный и химический состав
кварц-полевошпатового сырья
Кварц
|
37,90
|
Si02
|
78,8
|
Nb205
|
0,03
|
Микроклин
|
13,27
|
А1203
|
Ta2Os
|
0,02
|
Альбит
|
48,34
|
Fe203
|
0,2
|
Sn02
|
0,045
|
Биотит
|
0,013
|
MgO
|
0,03
|
CaO
|
0,23
|
Сподумен
|
0,461
|
К20
|
2,53
|
Na20
|
5,9
|
Турмалин
|
0,007
|
|
|
|
|
Сульфиды
|
0,009
|
|
|
|
|
Получают кварц - полевошпатовое сырье способом
флотации при переработке тантало-оловянных руд. Кварц-полевошпатовое сырье
представляет собой сыпучий материал белого цвета с крупностью зерен 0,1-0,63
мм. Хранение в крытых бункерах. Перевозка насыпью в вагонах типа хоппер.
В соответствии с ГОСТ 15045 - 78 (с изм) для
керамической промышленности пригодны полевые шпаты, в которых сумма К2О+Na2O
должно быть не менее 12 % и кварц - полевошпатовые материалы суммой щелочей не
менее 7 %. Основные месторождения полевых шпатов и пегматитов приведены в
таблице. Требования ГОСТ 7030 - 75 к качеству полевых шпатов и пегматитов для
тонкой керамики приведены в таблицах 1.23-1.25.
Температура плавления полевого шпата по данным
ДТА составляет 1220-1240°С (рис.1.17).По результатам лабороторных исследований
полевошпатовые материалы пригодны для применения в составах керамических масс.
Рисунок 1.17 - Дифференциально-термические
кривые полевого шпата (калиевого)
1.2.4 Кварцевые пески
Для производства в качестве отощающих материалов
используют кварц жильный молотый, кварцевый песок, кварцевые отходы, обогащение
каолина. В Казахстане известные месторождения кварцевых песков Мугоджарского,
Талды - Курганского, Лисаковского, Апановского, Карасорского, Аральского
месторождении(табл.1.26).
Таблица 1.26 Месторождения кварцевых песков
Месторождение
|
Область
|
запасы,
тыс.тонн
|
Марки
|
Содержание
|
|
|
|
|
SiO2
|
Fe2O3
|
Мугоджарское
|
Актюбинская
|
872
|
ПК-93
|
96-97
|
0,1-0,15
|
Талды-корган
|
Алматинская
|
453
|
ПК-93
|
96-97
|
0,1-0,15
|
Лисаковское
|
Костанайская
|
474
|
ПК-93
|
95-96
|
0,2-0,3
|
Апановское
|
Костанайская
|
542
|
ПК-93
|
95-96
|
0,2-0,3
|
Карасорское
|
Павлодарская
|
735
|
ПК-93
|
96-98
|
0,1-0,2
|
Аральское
|
Кызылординская
|
850
|
ПК-93
|
98-99
|
0,1-0,15
|
Минеральный состав кварцевых песков
Мугоджарского месторождения: кварц 98-99%; полевой шпат 0,35 - 1; редко -
ильменит, турмалин, амфибол, эпидот, а так же редкие зерна кремнистых пород.
Месторождение крупное.По содержанию SiO2, Fe2O3 кварцевые
пески указанных месторождений пригодны для производства керамических изделий.
.2.5 Волластонит
Волластонит новое сырье в СНГ но используемое за
зарубежом с 40 - х годов ХХ века. Сырье многоцелевого назначения и в первую
очередь для керамической промышленности. Содержание волластонита в керамических
облицовочных материалах может достигать 40%.
Босагинское месторождение волластонита находится
в Агадырском районе Карагандинской области, в 300 км к югу от города Караганды.
Мощности 32-35м. Основными породообразующими
минералами воллостонитовых руд являются ( %) волластонит 56.6 гранат 18.3
пироксен 11.2 кальцит 7.2 кварц 6.3. Химический состав, масс.%: SiO2
42-49, CaO 33,5-41.2; Fe2O3 2-12.7 TiO2
0,11-0.18; MgO 0.5-0.8 Верхнебадамское месторождения волластонитов представлено
волластонитсодержащим мраморизованными известняками, которые содержит кальцит -
граната - волластонитовые скарноиды. Запасы месторождения около 30 млн. тонн
руды. Месторождения крупное и перспективное. По качеству волластонита, его
содержанию и потенциальными запасами Верхнебадамское месторождение волластонита
уникально и является лучшим на территории СНГ.
Заменителями волластонита могут быть
гранулированные шлаки фосфорного производства АО Нодфос ТОО Казфосфат, который
состоит из 90%амфорной фазы и 10% кристаллической фазы. Химический состав
шлаков масс,%: SiO2 39,5-41.2, CaO 47-49: Fe2O3
0.2-0.3. Al2O3-1.5-2; P2O5-1.5
F-1.5-2. Запасы фосфорных шлаков составляют около 3млн.т. Доменные шлаки
металлургического завода ( г. Темиртау)также могут выступать в качестве
одновременно отощителя и плавня. Химический состав шлаков масс.%: SiO2
39,8-41.4, CaO 43-44: Fe2O3 0.4-0.6. Al2O3-9.5-11;
MgO 2.5-2.8.
1.2.6 Тальк
В Казахстане выявлено несколько и проявлении
талька и талькового камня. На большинстве месторождений тальк находится
совместно с магнезитом (талько-магнезитовые руды). В восточном Казахстане
находится одно из крупнейших талько-магнезитовых месторождений - Курчумское
(запасы 342 млн.т) На юге Казахстана в малом Каратау -(Шиллийский р-н
Кызыл-ординской обл)залежи ассоциируют с фосфоритами (месторождениеЧулактау) В
большом Каратау выявлены тальковое месторождение Бессаз(запасы около 4млн т.) и
проявление Акшеш. В Северном Казахстане разведано месторождение талька
(Джетыгаринское (участок ближний) с запасми 9.1 млн и прогнозными ресурсми
около 3 млн.т.
.2.7 Суглинки
Ограниченные запасы и возможности добычи,
большие объемы потребления огнеупорных и тугоплавких глин в технологии изготовления
керамики различного нзначения предопределяет их возрастающую дефицитность. В
отличие от традиционного сырья суглинки полиминеральных относятся к третьей
группе содержат повышенное кол-во монтмориллонита, свободного кварца,
карбонатов и гидрооксидов железа. В таблице 1.27 приводятся запасы суглинков по
РК.
Таблица 1.27- Запасы суглинков по РК
Месторождение
|
Область
|
Запасы
А+В+С,млн.т
|
Пластичность
|
Число
пластичн.
|
Бурундайское
|
Алматинская
|
2,5
|
Малопл.
|
6,9
|
Другие
|
Алматинская
|
1,8
|
Малопл.
|
6,8
|
Громатухинское
|
ВКО
|
1,5
|
Умереннопл.
|
7,1
|
Другие
|
ВКО
|
1,5
|
Умереннопл.
|
7,2
|
Шымкентское
|
ЮКО
|
2,4
|
Малопл.
|
6,9
|
Туркестанское
|
ЮКО
|
1,8
|
Умереннопл.
|
7,3
|
Другие
|
ЮКО
|
2,1
|
Умереннопл.
|
7,1
|
Кызылорда
|
Кызылординская
|
|
Умереннопл.
|
7,0
|
Другие
|
Кызылординская
|
1,9
|
Умереннопл.
|
7,2
|
Алмалы
|
Жамбылская
|
1,9
|
Малопл.
|
6,9
|
Всего
|
|
21,3
|
|
|
1.2.8 Разжижители глинистых
суспензий и шликеров
Основные назначения разжижителей глинистых
суслензий и шликеров создания в последних гидродинамических условий при которых
достигаются минимальная вязкость, влажность и коэффициент тиксотропного
загустевания. В качестве разжижителей используются жидкое стекло производство
которых находится в г. Алматы, Караганде, Павлодаре, Шымкенте, сода
кальцинированная (Россия), триполифосфат натрия (Тараз). Количество разжижителей
в керамических массах составляют 0.1-0.3%.
1.3 Сырьевые материалы для глазури.
Санитарные изделия
Наименования
Полевой шпат ГОСТ 15045-78 Песок кварцевый ГОСТ 7031 22551-72 Мел обогащенный
ГОСТ 12085-88 Тальк ГОСТ 21234-75 Оксид цинка ГОСТ 202-84 Барий углекислый
ГОСТ 2149-75 Цирконовый концентрат ГОСТ 48-82-81 Глина беложгущая Каолин ГОСТ
21286-82 Красители Кобальт серно-кислый,
|
Предприятие
поставщик Белогорский ГОК Карасорский,Павлодарская обл. Шабровка,
Свердлов.обл. Россия Воронежский з-д фаянсовых изделий Воронежский з-д
фаянсовых изделий Воронежский з-д фаянсовых изделий Воронежский з-д фаянсовых
изделий Кызылсайская Актюбинская обл. Алексеевский Кокшетауская обл.
Воронежский з-д фаянсовых изделий (Россия)
|
Керамические
плитки и керамогранит Песок кварцевый ГОСТ7031-75 Глинозем технический Оксид
цинка ГОСТ 20284 Барии углекистый Борат кальция Бура кристаллическая
Цирконовый концентрат Триполифосфат натрия Карбометицеллюлоза Красители Сода
кальцинированная
|
Карасорский
,Павлодарская обл. Павлодарский алюмин.з-д. Воронеж. з-д. фаянсовых изделий
Воронежский з-д фаянсовых изделий Воронежский з-д фаянсовых изделий АО
«Нодфос», г.Тараз Воронежский з-д фаянсовых изделий Воронежский з-д
фаянсовых изделий Стерлитамак,Россия Воронежский з-д фаянсовых изделий
Стерлитамак,Россия
|
Заключение
Проведены экспериментальные и теоритическое
исследование пластичных (глин, каолинов, суглинков) и непластичных видов
(полевого шпата, кварц - полевошпатовых материалов, кварцевого песка, доменных
и фосфорных шлаков) природного сырья и отходов промышленности. В
соответствующих разделах работы на основании анализа химического, минерального,
гранулометрического состава, анализа физико-механических, технологических
свойств и особенностей которого вида сырья дана оценка их пригодности для
использования в производстве санитарной керамики облицовочных плит,
керамогранита.
Сочетание высоких пластических свойств
глинистого сырья Казахстана с возможностью регулирование их спекания, структуры
свойств и цвета после обжига с помощью местных видов не пластичного природного
и технического сырья, наличие возможности выбора технических приемов
изготовления керамики обеспечивают условия для получения изделий строительной
керамики. Производство санитарных керамических изделий и керамогранита
прогнозируется из тонко дисперсных масс с применением беложгущих глин
Кызылсайского, Березовского, Берлинского месторождений Алексеевского каолина,
Белогорского полевого шпата, кварцевого песка. В качестве плавня может быть
рекомендованы добавки волластонита, которые способствуют повышению белизны
керамики. Производстве облицовочной керамики разного назначения возможно на
основе каолинитовых глин танкерисского,целиноградского,мойского,и других
месторождений с различным содержанием красящих оксидов, суглинка, доменных и
фосфорных шлаков.
Список использованных источников
1. Августиник А.И. Керамика. -
Л.: Стройиздат, 1975. - 592 с.
2. Августиник А.И. Физическая
химия силикатов. - М.: Стройиздат, 1966.-420 с.
3. Книгина,
Г.И. Э.Н. Вершинина, Л.Н. Тацки. Лабораторные работы по технологии строительной
керамики и искусственных пористых заполнителей: - М.: Высшая школа, 1985. - 223
с.
4. Попов, Л.Н.
Лабораторный контроль строительных материалов и изделий. Справочник. -М.:
Стройиздат, 1986.-349 с.
5. Гиллер, Я.Л.
Таблицы межплоскостных расстояний. - М.: Недра, 1966.-180 с.
6. USA.
Картотека ASTM, 1956.
. Михеев,
В.И. Рентгенометрический определитель минералов. - М.: Гос. технико - теоретич.
изд-во, 1959. - 868 с.
8. Миркин, Л.И.
Рентгеноструктурный анализ. Справочное руководство. - М.: Наука, 1976. - 863 с.
9. Ковба, Л.М.
Рентгенофазовый анализ / М.: МГУ, 1976.- 232 с.
10. .Рентгенография.
Спецпрактикум / Под ред. А.А. Кацнельсона. - М.: Изд. Моск. ун-та, 1986. - 240
с.
11. .Горшков
В.С., Тимашев В.В. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ/-М.:
Высшая школа, 1963.-285 с.
12. Вакалова Т.В.
Глины. Особенности структуры и методы исследования - : Изд.ТПУ, 1998.-122 с.
13. Павлов В. Ф. Физико-химические
основы обжига изделий строительной керамики. - М.: Стройиздат.-1997. - 240 с.
14. П.П. Будников, В.Л. Балкевич,
А.С. Бережной Химическая технология керамики и огнеупоров; Учебник Под общ.
ред. П.П. Будникова, Д.Н. Полубояринова. - М.: Стройиздат, 1972. - 552 с.
. Канаев В.К. Новая
технология строительной керамики. - М.: Стройиздат, 1990. - 264 с.
. Е.Л. Рохваргер, М.С.
Белопольский, В.И. Добужинский. Новая технология строительной керамики Под ред.
В.И. Добужинского. - М.: Стройиздат. - 1977. - 228 с.
. Кингери У.Д. Введение в
керамику. - М.: Мир. 1964, 535 с.
. Боженов П.И. Строительная
керамика из побочных продуктов промышленност. - М.: Стройиздат, 1986. - 136 с.
. Мороз, И.И. Технология
строительной керамики. - Киев: Вища школа, 1980.-384 с.
20. Мороз, И.И.
Технология фарфорофаянсовых изделий - М.: Стройиздат, 1984. - С. 248.
21. Булавин,
И.А. Технология фарфорового и фаянсового производства - М.: Легкая
индустрия,1975.-448 с.
22. Белостоцкая
Н.С. Совершенствование производства фарфоровых санитарных изделий // Пр-сть
строительных материалов. Сер. 5, Керамическая промышленность: Обзорная
информация.- М.: ВНИИЭСМ, 1988.-Вып. 3.-52 с.
23. Справочник
по производству строительной керамики / Под ред. М.О. Юшкевича - М.:
Стройиздат, 1961. - T.I. - 464 с.
. Мороз,
И.И. Технология строительной керамики. - Киев: Вища школа, 1980.-384 с.
25. Погребеннов
В.М. Тонкая и строительная керамика с использованием кальций-магниевых
силикатов и других видов нетрадиционного непластичного сырья: Автореф. дис. ...
д-ра техн. наук. - . - 1998. - 39 с.