Глинистое сырье

Глинистым сырьем являются тонкообломочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов каолинитовой, монтмориллонитовой, аллофановой групп и группы гидрослюд (иллитов), являющихся переходной частью между каолинитами и гидрослюдами (ГОСТ 3226-56 и ГОСТ 9169-59).

Характерным признаком кристаллических решеток этих минералов является слоистое строение: их пакеты состоят из двух или трех слоев тетраэдров и октаэдров. Внутри слоев между ионами существует прочная ионная и ковалентная связь; между ионами пакетов есть слабая связь за счет остаточных сил. Особенности строения этих пакетов обусловливают способность этих минералов расщепляться на тонкие частицы, самопроизвольно диспергироваться в воде, набухать, поглощая между пакетами молекулы воды, и т. д.

Каолинитовая группа минералов - состоит из накрита, диккита, галлуазита, метагаллуазита.

Каолинит. В природе каолинит находится в дисперсном состоянии и имеет землистый цвет, реже он бывает в плотном состоянии. Его твердость 1-2; плотность 2109-2508 кг/м³. Диаметр частиц 1-3 мм. Каолинит почти не набухает в воде и обладает малой адсорбционной способностью. У накрита и диккита химический состав каолинита, отличаются они от него строением кристаллической решетки. Плотность его 2000-2200 кг/м³; в воде не набухает. Meтагаллуазит - обезвоженный галлуазит, потерявший воду при 50-1000C

Группа гидрослюд (иллитов). Минералы этой группы являются переходными от гидрослюд к минералам, из которых образовались глины. К ним относятся гидромусковитовые, гидробиотитовые, монтмориллонитизированные минералы. Иллиты- минералы, образовавшиеся при разложении слюдистых сланцев.

Аллофаны. Минералы этой группы большей частью аморфны, гелеобразны. Имеют вид стекловатых масс и порошков. Характеризуются непостоянным отношением Al₂O₃:SiO₂, содержанием до 30-38% воды, способностью к катионному обмену.

Монтмориллонитовая группа. Включает ряд минералов различного химического состава, сходных по структуре. Они характеризуются способностью к набуханию в присутствии воды.

В воде набухает и диспергируется вследствие слабой связи между пакетами. Наличие избыточных зарядов кристаллической решетки и высокая дисперсность материала обусловливают большую способность его к катионному обмену.

Глинистое сырье используется в основном для керамической промышленности. Основными его видами являются каолины, глины и бентониты, в которые входят различные, рассмотренные выше группы минералов.

Каолины - характеризуются наличием значительного количества частиц меньше 0,01 мм, состоящих почти исключительно из минерала каолинита. Каолины обычно бывают светлыми, до чисто белого цвета, обладают довольно ясно выраженным кристаллическим строением, сравнительно малой пластичностью; неотмученные, они содержат обычно примеси кварца и полевошпатовых горных пород, тонки на ошупь.

Первичными называют каолины, образовавшиеся на месте залегания. Такие каолины содержат значительное количество кварца и частиц материнской породы. Примесями в них являются включения мусковита, гидроокислов железа, турмалина, циркона, рутила, ильменита, магнетита и т. д. Наиболее чистые каолины образуются в результате выветривания пегматитов и гранитов.

По химическому составу первичные каолины отличаются от каолинита главным образом повышенным содержанием SiO₂.

Вторичными называют каолины, перенесенные тем или иным путем на место залегания. Они отличаются от первичных некоторым разнообразием минералогического состава, обилием примесей и тонкой дисперсностью. В обожженном виде каолины имеют белый цвет, иногда с кремовым, розоватым или сероватым оттенком, обусловленным примесями железистых, титановых и других включений. Они отличаются высокой огнеупорностью.

Каолин является основным сырьем для производства художественных и хозяйственных фарфоровых и фаянсовых изделий, санитарно-строительной керамики, облицовочных плиток и др. Он применяется также в бумажной, парфюмерной, резиновой, мыловаренной и других отраслях промышленности.

Первичные каолины обычно применяют в обогащенном виде, вторичные же используются необогащенными, К числу основных месторождений первичного каолина относятся: Глуховецкое (Винницкая обл., УССР), Просяновское (Днепропетровская обл., УССР), Алексеевское (близ г. Кокчетава Казахской ССР), Кыштымское (Челябинская обл., РСФСР), Еленинское (Челябинская обл., РСФСР), Чалганское (близ разъезда Чалганы Амурской ж. д.).

Среди месторождений вторичных каолинов необходимо отметить Новоселецкое (близ ст. Звенигородка Черкасской обл., УССР) и Положское (ст. Пологи Запорожской обл., УССР) месторождения.

Глины - характеризуются наличием частиц меньше 0,01 мм, состоящих из различных глинистых минералов, кварца и более или менее значительных количеств минеральных примесей иного состава.

Основными глинообразующими минералами мономинеральных глин являются каолинит и монотермит. Встречаются примеси монтмориллонита, гидрослюд и других глинистых минералов.

Механические примеси играют роль плавней и, в зависимости от своей химической природы и количества, более или менее сильно понижают огнеупорность глин. От каолинов огнеупорные и тугоплавкие глины отличаются большей дисперсностью и менее ясно выраженным кристаллическим строением. Как правило, они имеют очень высокую пластичность. В естественном состоянии могут быть окрашены в разнообразные цвета, но после обжига окраска огнеупорных глин становится белой, сероватой или слабо-желтой.

Каолиновые и монотермитовые глины являются основным сырьем для производства огнеупорных Изделий (огнеупорные глины) и используются при изготовлении фарфоровых, фаянсовых изделий, санстройизделий, облицовочных и фасадных плиток.

Глины, более загрязненные примесями (тугоплавкие), в основном применяются для производства кислотоупорного кирпича, фасадных плиток, плиток для полов, керамических труб. Цвет черепка тугоплавких глин бывает самым разнообразным (от белого до бурого и коричневого).

Из месторождений огнеупорных и тугоплавких глин наибольший интерес представляют в настоящее время следующие: Часов-Ярское (г. Часов-Яр Донецкой обл., УССР), Ново-Райское (г. Дружковка Донецкой обл., УССР), Латненское (ст. Латная Воронежской обл.. РСФСР), Веселовское (Донецкая обл.. УССР), Нижне-Увельское (Челябинская обл., РСФСР), Артемовское (г. Артемовен Донецкой обл., УССР), Кудиновское (ст. Кудиново Московской обл., РСФСР); Николаевское (близ г. Славянска Донецкой обл., УССР), Никифоровское (ст. Никифоровка Донецкой обл., УССР), Трошковское (Иркутская обл., РСФСР). Перспективны такие месторождения, как Барминское (ст. Магнай Челябинской обл., РСФСР), Кумакское (Оренбургская обл., РСФСР), Лукошинское (Липецкая обл., РСФСР), Печорское (Псковская обл., РСФСР), Федоровское (Ростовская обл., РСФСР), Вороновское (Томская обл., РСФСР) и ряд других.

Гидрослюдистые и другие полиминеральные глины, как правило, легкоплавки. Минералогический и химический их состав непостоянен. Характерно высокое содержание примесей кварца, полевого шпата, железистых и других минералов. Глины имеют разнообразную окраску: часто встречаются красные, бурые и желтые. Цвет обожженного черепка обычно темный: красный, бурый или коричневый. Легкоплавкие глины используют для производства изделий грубой керамики - кирпича, черепицы, стеновых камней, дренажных труб, керамических заполнителей и др.

Монтмориллонитовые глины или бентониты представляют собой глинистую породу, состоящую в основном из минералов монтмориллонита и бейделлита. В качестве примесей встречаются: кварц, опал, полевой шпат, биотит, хлорит, пироксен и др.

Отличительные свойства бентонита - очень высокая пластичность, адсорбционная способность и склонность ? набуханию. Бентониты применяются при производстве фарфора и фаянса. Введение в состав масс бентонита резко повышает их пластичность, увеличивает механическую прочность высушенных изделий, понижает температуру обжига и повышает просвечиваемость фарфора.

Высокая адсорбционная способность бентонитов обусловливает их широкое применение в других отраслях промышленности с целью удаления примесей из жиров, нефтепродуктов и т. д.

Инфузорит или инфузорная земля Материалы для силикатной промышленности Силлиманит