Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

При разведке месторождения первичных каолинов из скважин отбираются следующие виды проб: рядовые, объединенные лабо­ раторно-технологические, полузаводские и заводские. Кроме того, из шурфов и скважин отбираются монолиты для определения объ­ емной массы, естественной влажности, pH каолина в природном

Лабораторно-технологические пробы отбираются для определе­ ния обогатимости и технологических свойств каолина по характер­ ным литологическим и сортовым разностям. По каждой разности отбирается по 3—4 пробы. Масса их зависит от способа обогаще­ ния: а) гидроциклонами 150—200 кг; б) электролитным способом

5—10 кг.

Полупромышленные и промышленные испытания обогатимости каолинов производятся-на пробах массой от 2 —3 до 600 т в зави­ симости от целевого назначения испытаний и мощности установки. Большинство отраслей промышленности используют обогащенный каолин, на который и разработаны соответствующие ГОСТ. В связи

59

с этим каолины, содержащие грубые песчаные примеси, анализи­ руются после отмучивания их на ситах 0056.

Исключение составляют зональные пробы, которые анализиру­ ются без обогащения. Все рядовые пробы после отмучивания ана­ лизируются на содержание ТЮ2 и А120 3. В пробах также опреде­ ляется степень белизны. В некоторых случаях определяют содер­ жания СаО и SO3.

По результатам анализов близкие по сортности (в пределах одного сорта) смежные пробы объединяются в групповые, в кото­ рых выполняются следующие анализы (Сивоконь, 1969):

1. По каолину-сырцу (15—20% объединенных проб) механиче­ ские анализы на ситах 063, 021, 009 и 0056, огнеупорность!!содер­ жание А120 3 (для определения пригодности сырца в производстве

стиц меньше 50, 20 и 5 мк). В части проб определяют содержание щелочей и характер спекаемости и по 3—5 пробам каждого сорта для керамики — цвет черепка и мушки.

3. В песчаной фракции определяются содержания Si02, Fe20 3 и гранулометрический состав на ситах. В зоне щелочных каолинов дополнительно определяются в «отходах» содержания К2О, Na20, Fe20 3 , а также производится минералогический анализ с определе­ нием содержания кварца, полевых шпатов и гидрослюд.

В отдельных пробах следует также определять механическую прочность каолина, его способность к отбелке, водопоглощение, содержание свободной окиси кальция, текучесть и возможность удаления абразивных минералов.

При составлении программы опробования легкоплавких глин необходимо учитывать, что эти глины являются дешевым сырьем, селективно они не разрабатываются, а следовательно, опробовать выделенные визуально отдельные пласты небольшой мощности це­ лесообразно только в первый период работ (при установлении гра­ ницы полезной толщи). При наличии на месторождении двух—трех мощных пластов опробовать их следует отдельно, а также путем шихтовки проб с целью определения оптимального варианта и вы­ бора способа добычи (валовой или раздельный).

Прослои супесей и песков также необходимо опробовать для решения вопроса о возможности введения их в шихту. При боль­ шой мощности пластов отбор проб производится по секциям дли­ ной 3—5 м и более. Для оценки легкоплавких глин на пригодность для получения кирпича и черепицы опробованию подлежат все выработки.

Послойные и секционные пробы подвергаются механическому анализу и определению пластичности. Механический анализ про­ изводится ситовым методом. По части проб (3—5%) жела­ тельно выполнить анализы с определением содержания мелких фракций.

6 0

Пластичность определяется по Аттербергу. Часть проб (одна на 2 —3 га) подвергается химическим анализам с определением содержания А120 3, Fe20 3 , Si02, CaO, MgO и п. и. п., а также кера­ мическим лабораторным испытаниям. Эти испытания включают определения механического и химического состава, пластичности, полного водосодержаиия, коэффициента чувствительности к сушке, изготовление пробных керамических масс по пластическому или полусухому прессованию (для кирпича), обжиг на 2—4 темпера­ туры (900, 960, 1000 и 1050°), определение для обожженных образ­ цов водопоглощения, усадки, временного сопротивления сжатию и изгибу (для черепицы), морозостойкости. Целью лабораторных испытаний является определение параметров, при которых должно производиться изделие.

Выводы лаборатории необходимо проверить в полузаводском масштабе, так как лабораторные испытания производятся в усло­ виях более оптимальных чем на заводе. На основании полузаводских испытаний окончательно устанавливаются оптимальный со­ став шихты, морозоустойчивость путем прямого замораживания, даются заключения о пригодности сырья и технологическая схема производства.

При разведке месторождения легкоплавких глин или сланцев как сырья для производства керамзита определяется содержание пелитовых и песчаных частиц в глинах. Гранулометрия плотных пород (аргиллиты) изучается в прозрачных шлифах.

Химические анализы производятся по ограниченному числу проб с определением содержания Si02, А120 3, Fe20 3, S 03, CaO, MgO, п. п. п. и органического вещества.

Специфическим испытанием, решающим в конечном счете во­ прос о пригодности сырья, является определение вспучиваемости глинистых пород путем быстрого обжига отформованных гранул глин в лабораторных печах с получением керамзитового гравия. Для подтверждения результатов лабораторных определений каче­ ства керамзитового гравия производятся полузаводские испытания. При этом должны быть получены данные о качестве керамзита, установлены отношения глины к механической формовке и техно­ логические параметры производства.

Для оценки пригодности глинистых пород для производства алгопорита наряду с гранулометрическими и химическими анали­ зами производятся определения спекаемости проб. Пробы испыты­ вают на спекаемость как в лаборатории, так и в полузаводских условиях. Методика лабораторных испытаний основана на прове­ дении серий опытных спеканий, в которых все параметры процесса остаются постоянными, за исключением параметра, определяемого в данной серии. Так, в опытах последовательно изменяются влаж­

61

НЕПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Важнейшими из непластичных материалов, вводимых в составкерамических масс при производстве, санитарно-строительных и других изделий, являются кварцевый песок и полевой шпат. Типо­ вой состав сырьевой керамической смеси следующий (в %):

Кварцевые материалы

При производстве изделий тонкой керамики кремнеземистые компоненты вводятся в массу в тонкоизмельченном состоянии как для отощения массы, так и для повышения качества продукции. В процессе обжига кварц частично растворяется в стекловидной фазе, повышает вязкость расплава и способность изделия к сопро­ тивлению деформирующим усилиям, возникающим в процессе обжига. При производстве грубой керамики кварцевый песок вво­ дится в виде отощающей добавки, которая уменьшает чувствитель­ ность сырья к сушке и понижает воздушную усадку. При производ­ стве фаянсовых, полуфарфоровых и фарфоровых изделий приме­ няют главным образом кварцевые пески. Наибольшее применение находит кварцевый песок, представляющий собой отходы, получа­ емые при обогащении каолинов.

В керамической промышленности применяются и другие квар­ цевые материалы, химический состав которых приведен в табл. 2 0 .

62