Вы находитесь здесь:Главная»Cтатьи»Журавлиный Лог – единственный источник каолинсодержащих материалов в России
Понедельник, 02 Декабрь 2013 18:19

Журавлиный Лог – единственный источник каолинсодержащих материалов в России

Оцените материал
(0 голосов)

Рынок современных материалов, использующих каолины в виде основного сырья или в качестве добавок для разных видов производства, нуждается в качественных глинистых материалах и продуктах их переработки, отвечающих действующим требованиям стандартов.

Единственным предприятием на территории России, способным поставлять продукты требуемого качества на основе каолина, является ЗАО «ПластРифей», который работает на каолинокварцсодержащем сырье месторождения Журавлиный Лог.

Уникальность этого месторождения заключается в присутствии каолинов, различных по химическому и минералогическому составу, а также кварцевых песков с минимальным содержанием красящих оксидов, что позволяет заводу выпускать не только качественные каолиновые и кварцевые концентраты, но и миксы песка и каолина. В качестве основных продуктов переработки каолина-сырца ЗАО «Пласт-Рифей» выпускает каолиновый концентрат, метакаолин, кварцевые пески и муку для различных отраслей промышленности.

 Кварцевый песок получен при дроблении и соответствует ГОСТ 8735-88, имеет светло-серый цвет, высокую прочность зерен и пригоден в производстве сухих строительных смесей, растворов и других строительных материалов. Для каолинового концентрата Журавлиный Лог характерно не только наличие основного породообразующего минерала – каолинита (89-92%), кварца (5-7%), микроклина до 4%, а также присутствие неупорядоченной смектитовой фазы и аморфной составляющей в виде алюмокремнегелей, в результате чего обогащенный каолин обладает слабыми пуццолановыми свойствами.

При правильном подборе технологии термообработки, обогащенный каолин месторождения Журавлиный Лог является идеальным сырьем для производства метакаолина. Кроме того, имея собственную сырьевую базу, ЗАО «Пласт-Рифей» проводит специальный подбор сырья для производства высококачественного метакаолина, как по содержанию каолинита, так и по содержанию красящих оксидов титана и железа, которые определяют цветовые характеристики сырья и продуктов термической обработки.

Режимы термической обработки оказывают существенное влияние на активность метакаолина. Низкая температура обжига приводит к неполной дегидратации исходного продукта, а высокая температура обжига приводит к спеканию и формированию муллита. Скорость дегидратации каолинов при одинаковых условиях нагревания зависит от природы главного слагающего их глинистого минерала (присутствие галлуазита, монтмориллонита и других) и от степени дисперсности частиц.

Первое систематическое исследование реакционной способности каолина, предпринятое Соколовым А.М. ( в 1913 год г.Санкт-Петербург) позволило установить интервал температур 550-8000С, в котором связи между ионами в кристаллической решетке каолинита настолько слабеют, что ион алюминия может легко вымываться из нее 6%-ным HCL. Дальнейшее нагревание метакаолина (AL2O3*2SiO2) приводит к его превращению с образованием новых кристаллических фаз, термодинамически более устойчивых в новых условиях; s-, p-связи восстанавливаются, но в новых сочетаниях, благоприятствующих прочности новых фаз, и ион алюминия снова оказывается нерастворимым в соляной кислоте.

Это классическое наблюдение Соколова нашло промышленное применение, и умеренное прокаливание каолинитовых глин с последующей обработкой соляной кислотой лежит в основе промышленного извлечения алюминия из глин.

Остаток каолинита после дегидратации (метакаолинит) способен вступать в реакцию с известью, но постепенно теряет эту способность (активность), находясь в естественных условиях, так как самопроизвольно регидратируется. Практическая сторона этого явления была известна еще древним римлянам, готовившим стойкий и прочный раствор из смеси свежепрокаленной глины и извести, а в дореволюционной России применяли «цемянку». Основываясь на опыте проведенных исследований, для получения качественного метакаолина при выборе режима термообработки необходимо учитывать особенности исходного каолинового сырья, вместе с этим четко соблюдать регламент проведения прокалки.

Ясно, что пуццолановые свойства каолинита возникают при обжиге минерала до температуры, превышающей температуру дегидратации. После потери гидроксилов, структура каолинита изменятся и, вероятно, частично разрушается, и нетрудно заметить, что именно в это время возникает его максимальная способность реагировать с известью. При более высоких температурах с образованием зародышей определенной кристаллической фазы (муллита) реактивная способность метакаолина начинает снижаться. Заслуживает внимания то обстоятельство, что дегидратация (12,2%) каолина может осуществляться при 6000С за 10минут, оставшиеся 1,2% воды уходят значительно медленнее за 20минут.

Это говорит о неодинаковой прочности связи гидроксилов в решетке каолинита. Не исключено получение смеси нескольких продуктов обжига: метакаолин и недообожженные частицы, которые будут иметь структуру каолинита с присутствием высокотемпературных кристаллических фаз. Вышеперечисленное может повлиять на качество выпускаемой продукции, так как присутствие остаточного каолинита и вновь образованного муллита способствует резкому снижению активности метакаолина. На предприятии проработан вопрос внедрения технологии бесконтактного обжига обогащенного каолина для получения метакаолина.

 Выбранный температурный режим и время проведения обжига позволяют получать качественный метакаолин на основе каолинового концентрата месторождения Журавлиный Лог.

При получении метакаолина в производственных условиях, ЗАО «Пласт-Рифей» был проведен сравнительный анализ с аналогами, представленными на российском рынке, при этом было исследовано поведение и свойства образцов метакаолина различных производителей. Под номером 1,3 и 5 представлены образцы зарубежных производителей, 2 образец производства ЗАО «Пласт-Рифей», образец под номером 4 продукт другого предприятия на Урале.

 В таблице 1 представлен химический состав образцов метакаолина. Все образцы метакаолина, за исключением №4, содержат примеси в пределах от 6-8%, для пробы 4 их количество в два раза больше. По минеральному составу образцов метакаолина и содержанию аморфной составляющей выделяется образец метакаолина производства ЗАО «ПластРифей», который имеет максимум аморфной составляющей и минимум примесей, табл. 2.

Таблица 2 Минералогический состав образцов метакаолина Несмотря на высокую аморфизацию большей части образцов метакаолина, самый высокий показатель ОКР имеет образец №2 производства ЗАО «Пласт-Рифей» (42,75).

Несколько ниже показатели ОКР имеют 3 и 4 образцы (34,8 и 30,8). Самые минимальные значения ОКР имеют образцы №1 и 5 (12,49 и 15,62). Все это свидетельствует о значительном разбросе активности исследуемых метакаолинов и подтверждается данными по пуццолановой активности, которая определялась по поглощению СаО (рис.2). Приведенные выводы химического, рентгенофазового анализов и общей кислотной растворимости сопоставимы с результатами пуццолановой активности метакаолина (рис.2).

Самый высокий показатель реакции с известью имеют образцы метакаолина №2 и 3; образцы 4, 5 и 1 имеют достаточно низкий показатель пуццолановой активности. Таким образом, можно сделать вывод об эффективности использования метакаолина производства ЗАО «Пласт-Рифей» в качестве пуццолановой добавки в цементные материалы. При производстве сухих строительных смесей в настоящее время большое внимание уделяется эстетическим требованиям, в том числе и цветовым показателям сырьевых компонентов, используемых в шихте. Наилучшие показатели цвета из представленных образцов характерны для образцов 2 и 5, немного ниже показатель белизны образцов 1 и 3; низкая белизна с высоким показателем желтизны у четвертого образца (рис.3). Рис. 3 Показатели цвета образцов Гранулометрический (табл.2) и дисперсный состав метакаолина предполагает его технологические свойства. Образцы метакаолина №2, 3 и 5 имеют приблизительно одинаковый размер частиц, средний размер частиц d50 9,96; 10,37; и 8,46мкм соответственно.

 При этом кривые распределения образцов 2 и 3 имеют схожий характер, с большой однородностью материала, значительное его количество сосредоточено в узком диапазоне крупности. Средний размер частиц образца 1 (d50= 4,308) значительно ниже, в сравнении с другими образцами. С большим содержанием крупных частиц представлен образец №4 со средним диаметром частиц d50= 12,41. Таблица 2 Гранулометрический состав Результаты дисперсного и гранулометрического состава сопоставимы с результатами анализа насыпной плотности образцов метакаолина. Высокую насыпную плотность имеет самый грубодисперсный образец метакаолина №4, со значительным содержанием частиц более 40 мкм (32,9%) (рис.4) Рис 4. Насыпная масса образцов без уплотнения Результаты сравнительных испытаний образцов метакаолина различных производителей показывают, что технологические свойства метакаолина неодинаковы и зависят, прежде всего, от исходного сырья, правильного выбора и четкого соблюдения технологических режимов обжига и измельчения. На основе метакаолина Журавлиный Лог создано несколько полифункциональных комплексных добавокускорителей твердения цементных бетонов, которые позволяют получить марочную прочность бетона на 3 сутки и увеличить прочность в марочном возрасте на 90%.

Минеральная составляющая добавки включает высокоактивные алюминатные и кремнийсодержащие вещества. При этом алюминатные составляющие добавки обеспечивают высокий прирост прочности на сжатие и изгиб в ранние сроки твердения, марочная прочность бетона достигается уже на третьи сутки твердения в нормальных условиях. Долговечность материала обеспечивает кремнийсодержащая часть добавки в нормальных условиях за счет регулирования структурообразования. Введение комплексных добавок приводит к получению материала повышенной плотности, с высокими показателями водонепроницаемости и коррозионной стойкости бетона, в сравнении с бездобавочным составом. Кроме этого, применение комплексных добавок-ускорителей твердения при нормальных условиях для цементных бетонов является эффективным способом снижения энергозатрат при производстве бетонных и железобетонных изделий [5]. Следует признать, что в настоящее время месторождение «Журавлиный Лог», в сочетании с эффективной технологией добычи, обогащения сырца и глубокой переработкой продуктов обогащения, является практически единственным отечественным источником каолинсодержащих материалов в России.

 Список литературы

1. А.И. Августиник . Керамика.издание второе переработанное и дополненное. Ленинград-1975год 2. П.С. Мамыкин. Огнеупорные изделия. Свердловск-1975год. 3. Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. Москва-1973год. 4. А.П. Пустовгар, А.Ф. Бурьянов, к.т.н. наук Е.В. Васильев, ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет Применение метакаолина в сухих строительных смесях. 5. А.А.Кирсанова, Л.Я.Крамар, Т.Н.Черных, Т.М. Аргынбаев, З.В. Стафеева Комплексный модификатор с метакаолином для получения цементных композитов с высокой ранней прочностью и стабильностью/ Вестник ЮУрГУ, 2013, Вып.13.-№1.С.49-56. Стафеева З.В. Аргынбаев Т.М. ЗАО «Пласт-Рифей», т/ факс (35160) 2-16-40; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Белогуб Е.В доктор геолого-минералогических наук. ИМин УрО РАН, Миасс.( 35135 ) 7 06 59; Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. д.т.н., проф. Л.Я. Крамар ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) А.А Кирсанова ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), г. Челябинск

Прочитано 24113 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии
 

75 лет победы

Журнал Строительная орбита

05-062020

 

Строительные материалы

 

 

 

 

Спецвыпуск к X Съезду РСС

coverrss

 

Безопасные и качественные дороги

 №05-01/2019-2020

7468641

Деловая Россия. 21 век

564161

Энциклопедия "Дороги, мосты и тоннели России"

Книга-1

Все о ЖКХ

f0ecf5b9975ee5b5e29e84ccab2a7523 XL

Вакансии

Партнеры

RSS logo

Logo 179 179

1251651

IMG 7680

elektrosait2020 Dedline 200х200 2 1

200х200. Interplastica21

768768686200х200

Реклама

41684864

FV400х4002456456

 

 

 

 

  

 

Ближайшие выставки

26.01.2021

interplastica 2021

09.03.2021

RosBuild 2021

16.03.2021

UzBuild 2021

17.03.2021

Международная конференция строительной индустрии Узбекистана - ICCI 2021

25.03.2021

«Белорусский дом»

25.03.2021

«Деревянное и каркасное домостроение. Баня»

25.03.2021

Баня. Сауна. СПА

30.03.2021

Полиуретанэкс 2021

30.03.2021

MosBuild 2021

30.03.2021

Композит-Экспо 2021

Посмотреть все события

Форма входа

Подписка

 

 

facebook-Logo

Посещение