Свойства глин, каолинов и глинистых пород. Применение в промышленности.
Общие сведения. Глины – связные несцементированные осадочные породы, с преобладанием глинистых минералов, держатся в куске благодаря межмолекулярным силам и сцеплению между тончайшими частицами диаметром меньше 0,005 мм, обладают пластичностью, после обжига приобретают прочность камня. По гранулометрическому составу в глинах резко преобладают частицы размером 0,01–0,001 мм. Содержание частиц диаметром меньше 0,001 мм достигает 25–30 %, а частиц диаметром более 0,1 мм обычно не превышает 10–15 %.
К глинистым породам относят неразмокающие, так называемые сухарные, глины, а также аргиллиты и глинистые сланцы.
Минералогия. Глинистые минералы, слагающие основную массу породы, представляют собой относительно стабильные водные силикаты алюминия, железа и магния слоистой, слоисто-ленточной и смешанно-слоистой структур, отличающиеся от других силикатов высокой дисперсностью, гидрофильностью, способностью к сорбции и ионному обмену.
Выделяют следующие группы глинистых минералов, отличающихся между собой по кристаллической структуре и составу (в скобках даны характерные минералы каждой группы): 1) аллофановая (аллофан); 2) каолинитовая (каолинит, галлуазит); 3) монтмориллонитовая (монтмориллонит, нонтронит); 4) гидрослюдистая (гидромусковит, глауконит); 5) хлоритовая (хлорит); 6) палыгорскитовая (палыгорскит, сепиолит). Различают также минералы-сростки (монотермит, бейделлит).
|
|
|
Каолином называют близкую к мономинеральной глинистую породу, состоящую из каолинита или других минералов группы каолинита. Он обладает белым цветом, слабопластичен или даже непластичен.
Различают остаточные или первичные каолины, связанные с корой выветривания полевошпатовых изверженных, осадочных и метаморфических пород, и вторичные каолины, возникшие за счет размыва и переотложения первичных каолинов.
Свойства глин, каолинов и глинистых пород. Главнейшими свойствами глин, каолинов и других глинистых пород, определяющих применение их в промышленности, являются пластичность, связность, вспучиваемость, набухаемость, воздушная усадка, огневая усадка, огнеупорность, спекаемость, адсорбционная способность, гигроскопичность, способность к ионному обмену, относительная химическая инертность и др.
Пластичность – это способность глин во влажном состоянии приобретать под давлением любую форму и сохранять ее после снятия давления и сушки. Пластичность тонкодисперсных монтмориллонитовых глин является наивысшей.
Набухание – свойство глин увеличиваться в объеме при поглощении воды. Наибольшим набуханием обладают монтмориллонитовые и бейделлитовые глины, меньшим – монотермитовые, каолинитовые и гидрослюдистые.
|
|
|
Усадка – уменьшение объема глины или сформированного из нее изделия при сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка).
Спекаемость – способность глин при обжиге превращаться в камнеподобное твердое тело («черепок»), обладающее рядом ценных технических свойств.
Вспучивание – свойство некоторых глинистых пород при обжиге увеличиваться в объеме с образованием прочного материала ячеистого строения с закрытыми, не сообщающимися между собой порами.
Адсорбционные свойства глин заключаются в способности их поглощать и удерживать окрашивающие примеси из жидкостей и газов, смолы, слизи др.
Промышленная классификация глин. В соответствии с промышленной классификацией, принятой в странах СНГ, они подразделяются по химическому составу (содержание Al2O3, %) на высокоосновные (более 40), основные (30–40), полукислые (15–20) и кислые (до 15);
по огнеупорности (температура плавления, о С) на огнеупорные (более 1580), тугоплавкие (1350–1580) и легкоплавкие (до 1350). По цвету черепка, полученного при обжиге, глины подразделяются на беложгущие, светложгущие и темножгущие.
Применение в промышленности. Глины, каолины и другие глинистые породы в больших объемах потребляются разными отраслями промышленности как в сыром, так и обожженном виде. Около 70 % общего тоннажа всех добываемых глин и глинистых пород используется в производстве керамических изделий. В значительных объемах глины применяются в цементной промышленности как один из основных компонентов для производства портланд-цемента. Как легкие наполнители – керамзит и аглопорит. Глины употребляются для приготовления буровых растворов. В крупных количествах сырые глины и каолины используются в качестве наполнителей в бумажной, резиновой, пластмассовой, парфюмерной и других отраслях промышленности.
|
|
|
Добыча. Месторождения глин разрабатываются преимущественно открытым способом. Огнеупорные глины и каолины могут добываться также и подземным способом. Разработка месторождений наиболее ценных глин производится при мощности рабочего пласта не менее 1 м и отношении мощности пород вскрыши к мощности рабочего пласта до 10/1. Крупными считаются месторождения огнеупорных, тугоплавких и легкоплавких глин и первичных каолинов с запасами (млн т) более 20, средними 5–20 и мелкими – менее 5. В конце ХХ в. общий мировой уровень добычи глинистого сырья составил около 700 млн т.
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!