химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

20 + С02^

полевой шпат

Al203-2Si02.2H20 + К2С03 + 4Si02.

каолинит

К2СО3 как растворимое соединение вымывается; остальные продукты реакции образуют горную породу, называемую каолином.

Основным слагающим каолин минералом является каолинит Al203-2Si02-2H20. Кроме каолинита, при выветривании полевых шпатов и слюд образуются и другие гидроалюмосиликаты: галлуазит ?1203·2 Si02-4 Н20, пирофиллит ?1203·4 Si02-H20, монтмориллонит ?1203· •4 Si02-»H20, монотермит 0,2 Ме20-?1203·3 Si02-1,5?20 + ??/.

Из этих минералов только монотермит, подобно каолиниту, является минералом, образующим большие месторождения огнеупорных глин; монтмориллонит слагает бентониты, не относящиеся к огнеупорным материалам; пирофиллит, хотя и встречается в больших скопле-

188

ниях, имеет пока значение только для тонкокерамической промышленности; галлуазит и аллофан — редкие примеси в глинах и каолинах.

Каолины, оставшиеся на месте разрушения первичных горных пород, называют первичными в отличие от вторичных, перенесенных водными или воздушными потоками и переотложенных на более или менее далеком расстоянии от места образования. Месторождений таких каолинов сравнительно мало.

Огнеупорные глины отличаются от вторичных каолинов большей загрязненностью и более высокой дисперсностью. Так, например, содержание соединений железа во многих каолинах не превышает десятых долей процента, а в огнеупорных глинах оно доходит до 3—5%; содержание К20, Na20, СаО, MgO и др. в каолинах в общей сложности редко достигает I —1,5%, в огнеупорных лее глинах оно часто составляет 3—4%.

В каолинах обычно встречаются остатки горных пород, из которых образовался каолинит (кварцевый песок, гравий, полевые шпаты, слюды). Эти примеси не содержатся или содержатся в существенно меньшем количестве в огнеупорных глинах. В каолинах большая часть примесей легко удаляется путем обогащения, так что содержание каолинита в них может быть доведено до 95—98%; глины же трудно поддаются обогащению.

Механические примеси песка, пирита и другие примеси целесообразно отделять от глины при добыче гидроспособом. По этому способу глину на карьере размывают водой под большим давлением. Из получающейся суспензии с влажностью 65—70% примеси выпадают, а отстоявшуюся глину экскаватором берут в производство.

Различия в образовании глин настолько велики, что, несмотря на большое их количество, трудно найти глины разных месторождений с одинаковыми во всех отношениях составом и свойствами.

Благоприятные условия для образования огнеупорных глин существовали лишь в некоторые геологические периоды: на территории СССР—в каменноугольный, юрский, меловой и третичный. Месторождения, относящиеся к каменноугольному периоду, встречаются в Подглос-ковном бассейне, Донбассе, Кузбассе, а также в Казахской ССР. Крупнейшими месторождениями каменноугольного периода являются Боровичско-Любытинское и Суворовское.

189

По качеству и запасам глин большое промышленное значение имеют Латненское месторождение огнеупорных глин, расположенное в Воронежской области, Белкинс-кое и Богдановичское—на восточном склоне Урала (в Свердловской области), относящиеся к меловому периоду.

Исключительно ценные месторождения огнеупорных глин третичного периода—это Часов-Ярское (Украина), а на восточном склоне Урала—Бускульское и Южно-Уральское (Берлинское) (в Челябинской области).

1. ЗЕРНОВОЙ, ХИМИЧЕСКИЙ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВЫ ОГНЕУПОРНЫХ ГЛИН И КАОЛИНОВ

Глины и каолины относят к полидисперсным материалам. Они не однородны по составу и свойствам. Фракция глин 0,01—0,005 мм имеет обломочный характер; минералогический (и химический) состав этой фракции определяется составом пород, при выветривании которых образовались данные глины. В их состав входят кварц, полевые шпаты, слюды и тяжелые минералы: гранат, магнетит, пирит, марказит, циркон и др. Фракция размером 0,005—0,001 мм является промежуточной, в ней содержится обломочный материал и продукты химического разложения первичных горных пород. В материалах фракции мельче 0,001 мм первичные продукты механического выветривания горных пород обычно не содержатся. Фракция мельче 0,001 мм состоит из продуктов химического выветривания—каолинита, монотермита и других алюмосиликатов, ее называют глинистой субстанцией.

Зерновой состав. Частицы каолина имеют форму

О

пластинок, листочков или чешуек толщиной около 7,2 А. Эти листочки и чешуйки плотно соединяются друг с другом своими широкими плоскостями, образуя призмы и червеобразные сростки, или находятся раздельно, имея размеры, одинаковые с коллоидными частицами. Этим и объясняется, что собственно глинистое вещество обладает свойствами коллоидов. Примерный зерновой состав некоторых огнеупорных глин приведен в табл. VI.1.

Зерновой состав глин (одного и того же типа) характеризуется большими отклонениями. Глины с содержанием фракции мельче 0,001 мм в количестве 50—60% относят к тонкодисперсным.

190

Таблица VI.1

Зерновой состав образцов огнеупорных глйи

Содержание, %, фракций размером, мм

Глина >0,05 0,05— 0,01 0,???, 05 0,005-0,001 <0,001

Часов-ярская пластичная Латненская пластичная . » полукислая . Любытинская пластичная Владимирский каолии 0,1 0,7 7,4 1,6 12,5 0,3 2,6 10,1 2,0 29,5 9,3 15,1 21,4 0,8 12,0 12,5 15,0 14,5 9,0 12,5 78,6 67,4 47,6 86,6 33,5

Химический состав. В природе никогда не встречаются каолины и огнеупорные глины с составом, точно отвечающим формуле каолинита А1203-2Si02· 2Н20 (39,5% А1203; 46,6% Si02; 13,9% Н20). Основные примеси в каолинах и огнеупорных глинах: свободные кремнезем и глинозем, коллоидный кремнезем, щелочные и щелочноземельные оксиды, соединения железа, титана и других металлов, органические примеси в виде углистых включений, гумусовых кислот и др. Содержание Si02 в огнеупорных глинах и каолинах доходит до 70% и более. Кремнезем как примесь в глинах находится обычно в виде кварцевого песка, снижающего пластичность и огнеупорность глин, повышающего температуру их спекания, обусловливающего в некоторых случаях разрыхление глин при обжиге в условиях высоких температур.

По содержанию глинозема A1203 (в прокаленном состоянии) глины подразделяют на высокоосновные (>40%), основные (28—40%), полукислые (15—28%) и кислые (<15%). При увеличении содержания глинозема в огнеупорных глинах повышается их огнеупорность. Глинозем в глинах содержится связанным в каолините, в других гидроалюмосиликатах и иногда в виде гидратов глинозема.

Неорганические примеси снижают огнеупорность глин и каолинов, и поэтому их называют плавнями. Количество примесей в огнеупорных глинах обычно не превышает 6—7%. Плавнями могут быть соединения железа, кальция, магния, калия, натрия, титана и др. Железо в глине содержится в виде минералов, пирита, марказита FeS2, сферосидерита и гидроксидов.

191

'Особенно вредными, подлежащими удалению примесями являются пирит и марказит, когда они находятся в виде образований размером до 3—5 см и выше. Мелкие зерна пирита (размером до 2 мм) образуют на изделиях при обжиге «выплавки» и «мушку». Другие примеси железа, как правило, тонкодисперсны, распределены более равномерно и поэтому менее вредны, чем пирит и марказит. Содержание железа в пересчете на Fe203 в огнеупорных глинах составляет 0,5—3,5, в каолинах оно не превышает 0,5—1,5%.

Щелочи встречаются в глинах чаще всего в виде слюда K20-3Al203-6Si02-2H20, реже в виде полевых шпатов Na20-Al203-6Si02 и ?20·Al203-6Si02, а в глинах некоторых месторождений входят в состав основного минерала, например монотермита — 0,2?2?·?12?3· 3Si02 · • 1,5Н20 + я?. Щелочи в глинах содержатся в количестве 0,5—3,5%.

Довольно распространенной примесью в огнеупорных глинах является ТЮ2, чаще всего присутствующая в виде минерала рутила. Содержание ТЮ2 составляет 0,5— 2,0%. Обычными примесями в глинах служат СаО и MgO. Их суммарное содержание составляет 0,1—1,50%· Из органических примесей в глинах присутствуют каменный уголь, торф и др.; при содержании их до 10—15% глины называют углистыми.

Потери при прокаливании (п. п. п.). При прокаливании глин до 900° С из них удаляются химически связанная вода, углекислота карбонатов, выгорают органические примеси и сера. В глинах с незначительным содержанием органических веществ и обычным количеством

Химический состав огнеупорных глин и каолинов, %

Глина S102 тю2 А1аО„ СаО MgO

Часов-ярская пластичная,

высший сорт...... 51,60 1,37 33,32 0,90 0,53 0,57

Латненская полукислая . . 61,01 1,71 25,52 1,00 0,39 0,29

Любытинская полусухарная 45,54 1,18 36,03 1,93 0,55 0,37

Владимирский каолин, вто- 0,33

ричный ........ 42,27 0,78 36,70 0,83 0,30 Просяновский каолин, обо-

гащенный (по Августинику) 46,48 0,30 38,83 0,45 0,35

192

примесей п. п. п. зависят в основном от присутствия в них глинистого вещества. В связи с этим по потере при прокаливании, которая определяется быстро и легко, можно косвенно судить о количестве каолинита, а следовательно, и глинозема (табл. VI.2).

Минералогический состав. Огнеупорные глины основных месторождений СССР подразделяют на три минералогических типа: 1) каолинитовые; 2) гидрослюдистые-монотермитовые; 3) гидраргиллитовые. Встречаются глины промежуточных типов, состоящие из смеси этих минералов; наиболее распространены каолинитовые гли- ¦ ны. Каолинитовые и гидрослюдистые глины могут иметь близкий химический состав, но, как правило, глины с высоким содержанием глинозема являются каолинитовыми и высокоспекающимися, а глины гидрослюдистые с высоким содержанием щелочей—монотермитовыми и низ-коспекающимися.

Каолинит Al203-2Si02-2H20 имеет плотность 2,58— 2,59, твердость около 1; цвет белый или окрашенный органическими либо железистыми примесями в светло-желтые тона. Под микроскопом каолинит наблюдается только при больших увеличениях в виде отдельных пластинок. В глинах некоторых месторождений (Трошковского) пластинки каолинита цементируются коллоидной крем-некислотой в при

страница 37
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Технология огнеупоров" (3.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
как определить дееспособность
гинекология нагатинская
ремонт холодильников либхер подольск
подарить желтые цветы что значит

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)