ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

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.

Таблица V1.1

Зерновой состав образцов огнеупорных глин

Содержание, %, фракций размером, мм

Глина

>0,05

0,05— 0,01

0,01— 0,05

0,005- 0,001

<0,001

Часов-ярская пластичная Латненская пластичная.

» полукислая. Любытинская пластичная Владимирский каолии (вторичный)........................

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 А1203-2Si02-2И20 (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 А1203 (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.

'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 Рег03 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 КгО-Al203-6Si02, а в глинах некоторых месторождений входят в состав основного ми­нерала, например монотермита — 0,2K20-Al203-3Si02- • 1,5Н20 + од. 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

А12Оз

FejOa

СаО

MgO

Часов-ярская пластичная,

0,57

Высшии сорт............................

51,60

1,37

33,32

0,90

0,53

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

0,3/

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

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 призматические скопления. При обжиге такие скопления расширяются подобно гармошке; от­дельные же пластинки каолинита спекаются, уменьшаясь в объеме. НС1 и HN03 на каолинит почти не действуют. H2S04, особенно при нагревании, разлагает каолинит

Сравнительно легко. VT Монотермит 0,2Ме20-

-АЬОз-ЗЗЮа-І. б Н20 + aq имеет кристаллы пластин - чатой формы, но не образу - всего ет скоплений: он отличается

Таблица

КЮ

NaaO

Sio2

П. п.п.

2,59 0,37 0,77

0,69 0,36 0,09

0,18 0,06 0,26

8,42 9,79 13,19

0,39

0,38

0,17

12,51

13,6

13—298

____ от каолинита оптическими и

Физическими свойствами. 100,17 Открыт академиками Бе - 100,50 лянкиным и Куманиным. 99,91 Содержание монотермита в 100 66 глинах обусловливает их по­ниженную температуру спе - 100,02 кания и высокую пластич - ____ ность.

193

Гидраргиллит А1(0Н)3 (65,4% Al203) 34,6% Н20) имеет плотность 2,35, твердость 2,5—2,5, цвет—белый, кристаллы тонкочешуйчатого сложения. Гидраргиллит часто встречается вместе с другими гидратами глинозе­ма—бемитом и диаспором.

Р-кварц Si02 содержится в глинах как в крупных фракциях, так и в тонких. В зависимости от этого кварц по-разному влияет на технические свойства глин. По сте­пени окатанности крупных зерен кварца можно сделать некоторые заключения о происхождении огнеупорных "глин. Кварц, содержащийся в огнеупорных глинах неко­торых месторождений, растрескивается при обжиге, уве­личивая пористость массы. С кислотами, за исключени­ем HF, не реагирует, при взаимодействии с последней об­разует летучее соединение SiF4.

Пирит FeS2, имеющий твердость 6—6,5, легко опреде­ляется по светлому латунно-желтому цвету и штрихова - тости граней. В глинах встречается обычно в виде мелких зерен, а иногда в виде крупных агрегатов разме­ром >5 см.

Марказит FeS2 отличается от пирита копьевидными или таблитчатыми формами. В глинах Богдановичского месторождения встречается в виде крупных сростков шаровидной формы.

Кальцит СаС03 встречается чаще в виде единичных зерен. С разбавленной соляной кислотой легко реагиру­ет с шипением, выделяя С02.

Рутил ТЮ2 встречается в тонкораспыленном состоя­нии.

В качестве других примесей в огнеупорных глинах встречаются сидерит FeC03, гипс CaS04-2H20, турма­лин (Na, Са) • (Mg, Al)6[B3Al3Si6(0, ОН)30], цир­кон ZrSi04, дистен Al203-Si02 и др.

В производстве глиноземокремнеземистых изделий могут применяться в виде добавки в связку в качестве пластификатора монтмориллонитовые глины и взамен шамота пирофиллит Al203-4Si02-H20.

ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ

Под химической стойкостью понимают способность огнеупоров не разрушаться в результате различных химических реакций — кор­розии. Коррозия заключается в раствореннн огнеупоров, т. е. в пере­ходе его из твердого состояние в жидкое. …

СУШКА

Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердых пористых материалов путем испарения при температуре обычно ниже точки кипения. Необходимость сушки очевидна для изделий пластич­ного формования вследствие незначительной механи­ческой прочности сырца, …

ОГНЕУПОРНЫЕ ГЛИНЫ И КАОЛИНЫ

Огнеупорными глинами называют землистые обломоч­ные горные породы осадочного происхождения, которые состоят в основном из высокодисперсных гидроалюмо­силикатов, дают с водой пластичное тесто, сохраняющее при высыхании форму, и приобретают после обжига проч­ность …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.