Burauel, Peter

Liebich, Jost

Schaeffer, Andreas

Эминов, А. А.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

445СЕКЦИЯ 15. КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА КАОЛИНОВМЕСТОРОЖДЕНИЯ «АЛЬЯНС» И ИХ КЕРАМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВААл.А. ЭминовНаучный руководитель профессор М.И. ИскандароваИнститут общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика УзбекистанВ производстве тонкокерамических изделий каолин является основной частью керамической массы. Роль каолина состоит, главным образом, в повышении механической, термической и химической устойчивости черепа и в сообщении ему белизны, просвечиваемость, блеск и другие эксплуатационные свойства [1]. Поэтому в производстве высокосортной фарфоровой и фаянсовой посуды стремятся повысить в массе содержание каолина за счет снижения количества огнеупорной глины. На фарфоровых и фаянсовых заводах широко используют отмученные каолины. Они имеют незначительное и постоянное содержание кварцевого песка, а также соединений титана и железа. С повышением содержания в каолинах красящих оксидов (Fe2O3 и TiO2) белизна изготовляемых изделий резко снижается. Применение каолинов с крупнодисперсными железо- и титаносодержащими включениями приводит к образованию на поверхности изделий коричневых и черных точек – «мушки», которые значительно снижают сортность фарфоровых изделий. Поэтому глинистые суспензии и жидкие массы необходимо проживать вибрационные сита, которые задерживают частицы железистых включений размером крупнее 0,1 мм.На территории Республики Узбекистан находится 71 месторождений и проявлений каолинов. Из них перспективными являются 23 месторождения и проявления. Выделяются Ангренское, Султан-Увайское, Карнабское и каолинов месторождения «Альянс», имеющие большие запасы и достаточно стабильные химические составы. Каолины разных месторождений, различающиеся между собой по химическому, минералогическому и гранулометрическому составу, как правило, классифицируются и в технологическом отношении. Зарубежные высокосортные обогащенные каолины отличаются от вышеуказанных каолинов Узбекистана, пригодных для производства хозяйственного фарфора и фаянса, высоким содержанием глинозема, высокой дисперсностью, меньшим содержанием красящих оксидов.В данной работе были изучены и сравнены краткие характеристики основных свойств некоторых классических зарубежных и местных каолинов Узбекистана. В частности, приведены экспериментальные результаты изучения вещественного состава и технологических свойств Ангренского обогащенного каолин марки АКС-30, Султан-Увайского каолина, обогащенного в лабораторных условиях методом отмучивания, обогащенного каолинов месторождения «Альянс» и обогащенного  Просяновского каолина марки КФ-2, широко использовавшегося ранее в керамической промышленности Узбекистана [2].В табл. 1 приведены химические составы каолинов. По содержанию Al2O3 чешские каолины заметно выделяются и содержат не менее 37% Al2O3. Содержания красящих оксидов (Fe2O3 + TiO2) примерно близки и их сумма находится в пределах 1,03-1,40%. Также в близких приделах содержания щелочноземельных оксидов (кроме ангренского каолина). Следует отметить повышенные содержания щелочных оксидов для чешских и Султан-Увайского каолинов. Содержания потерь при прокаливании также близки, однако выделяется ангренский, имеющий такое же принципиальное отличие по высокому содержанию оксида SiO2 и низкому содержанию Al2O3.Таблица 1 Химические составы отечественных и зарубежных каолиновНаименование месторождения каолинаСодержание оксидов,масс%пппSiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2OАнгренский (Узбекистан) 56,60 30,10 0,95 0,45 0,10 0,10 0,10 0,98 10,60Султан-Увайский (Каракалпакстан)47,45 33,80 0,76 0,26 0,54 0,29 - 1,66 13,86Альянс (Самарканд) обогащенный51,00 34,80 0,47 0,34 0,08 0,49 0,19 1,48 11,10 Просяновский (Украина) 47.16 36.33 0,72 0,56 0,11 0,56 0,16 0,56 12,84Империал (Чехословакия) 47,27 37,00 0,95 0,25 0,70 0,23 1,15 1,15 12,45Коллоид (Чехословакия) 46,92 37,51 0,89 0,16 0,40 0,14 0,82 0,82 13,16Осмоса (Чехословакия) 47,09 37,50 1,00 0,30 0,50 0,02 1,05 1,05 12,60КСУ (Чехословакия) 47,45 37,00 0,85 0,18 0,63 0,24 0,89 0,22 12,52В табл. 1 также приводятся данные высококачественных обогащенных чешских каолинов для сравнения с 446ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДРместными каолинами Узбекистана:• каолин «Империал» используется в производстве электротехнического фарфора и в качестве наполнителя для карандашного производства;• каолин «Коллоид» отличается среди чешских каолинов высокой дисперсностью;• каолин «Осмоса» отличается высокой пластичностью и дисперсностью. Этот каолин используется в производстве электротехнического фарфора и санитарно-строительного фаянса.Исходя из химического состава и по данным специальных минералогических исследований Султан-Увайские и Просяновские каолины содержат калиевую слюду – мусковит, тогда как чешский каолины, судя по их химическом составам содержат также натрийсодержащие слюды.Гранулометрические составы сравниваемых каолинов свидетельствуют о высоком содержании тонкой фракции менее 1 мкм для чешских каолинов. В этом отношении им уступает Просяновской каолин, однако Султан-Увайский каолин превосходит Просяновский. Количество данной фракции имеет определяющее значение при оценки пластических свойств. Чешские каолины характеризуются сравнительно небольшим содержанием относительно крупной фракции более 5 мкм – от 3 до 6%. Ангренский, Султан-Увайский и Просяновский каолины содержит ее в количествах 31,31 и 32%, соответственно.Для технологии керамических изделий в основном главную роль играют свойства каолина: пластичность, вязкость, прочность при изгибе, усадка огнеупорность, белизна, водопоглошение. В таблице 2 приведены физико-химические показатели и керамико-технологические свойства каолина «Альянс» после обогащения.Таблица 2Керамико-технологические свойства каолиновПоказателиКаолин месторождения «Альянс»Каолин ПросяновскогоместорожденияПластичность по Аттербергу 10-12 7-8Величина концентрации водородных ионов водной вытяжки (pH) 8,2 9,5Остаток на сите, %: №0140 №00630,020,12--Белизна, %: высушенного при температуре 110°С  обожженного при температуре: 1200оС 1350°С7080-8278-8172-91Усадка, %: при сушке (110°С) при обжиге (1350°С)3,413,74,017,4Предел прочности при изгибе, МПа:воздушно-сухих образцоввысушенных при температуре 110°Собожженных при температуре 1350°С0,8-1,11,4-2,382-861,21,5-2,094,6 Водопоглощение,% (1350°С): 6,5 7,8 Огнеупорность, °С 1680-1700 1770-1790Принимая показатели технологических свойств отражением особенностей химических, минералогических и гранулометрических составов каолинов следует отметить, что высокая дисперсность чешских каолинов определяет высокое содержание минерала каолинита, хорошую пластичность, высокие прочности, усадки при сушке и обжиге.Из многочисленных литературных данных известно, что чешские каолины характеризуются хорошей спекаемостью (водопоглашение до 2,0-2.5%) и высокой обшей усадкой, достигающей 19,8-20,2%.В итоге чешские каолины должны иметь хорошие производственные показатели в технологии тонкой керамики: улучшенные формовочные свойства масс на их основе, пониженный брак при формовке, сушке и обжиге, хорошую спекаемость, более низкие температуры политого обжига, высокие физико-механические и эстетические показатели готовой продукции. В сравнении с ними, Ангренский каолин марки АКС-30 содержит ощутимые количества свободного кварца, заметно снижающего важные технологические свойства пластичность, спекаемость и показатели прочности сухих и обожженных образцов.К недостаткам производимого в Узбекистане каолина марке АКС-30 следует отметить повышенное содержание суммы  Fe2O3 + TiO2  до 1,40%. Учитывая, низкие пластические и связующие свойства каолинов Ангрена, они 447СЕКЦИЯ 15. КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ не используются в составе фарфоровых масс. Обогащенный каолин Султан-Увайского местрождения обладает более высокими показателями, и приближается к Просяновскому, но уступает чешским сортам каолина. Кроме того, Султан-Увайский каолин в настоящее время промышленным способам не добывается и не обогащаются.Гранулометрический состав каолинов месторождения «Альянс» представлены в основном размером частиц до 0,005 мм – 80,51%, что позволяет характеризовать их как высокодисперсный каолин. Большое содержание мелкой фракции увеличивает пластичность и водосодержащие масс из каолина и снижает температуру спекания.Из таблицы видно, что каолины месторождения «Альянс» по всем качественным показателям не уступает каолину Просяновского месторождения, обладает хорошей пластичностью и высокой белизной после обжига, что связано с его тонкой дисперсностью. По огнеупорности каолин несколько уступает Просяновскому, что обусловлено низким содержанием Al2O3. Вероятно, данный фактор также является причиной относительно несколько низкой прочности на изгиб обожженных образцов из каолина месторождения «Альянс». Процесс спекания каолина «Альянс» изучали в интервале температур 900-1450 °С, на основе определения усадки, объемной массы, водопоглощения и механической прочности обожженных образцов. Литература1. Химическая технология керамики. Под ред. И.Я.Гузмана. М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003. – 496 с.2. Eminov A.M., Kadyrova Z.R., Boyjanov I. Hujamberdiev M.I., Prospects Kaolins of Uzbekistan // Tile & Brick International. – 2003. - Vol. 19. – №4. – P. 252 – 257.

Изучение химико-минералогического состава каолинов месторождения "Альянс" и их керамико-технологические свойства

RWTH Publications

Structural and functional approach to studying pesticide side-effects on specific soil functions

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/45100/1/conference_tpu-2017-C11_V2_p445-447.pdf

Изучение химико-минералогического состава каолинов месторождения "Альянс" и их керамико-технологические свойства

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

RWTH Publications