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

устанавливаемым в соответствии с .намечаемым проектом разра­ ботки месторождения (число и высота уступов). Иногда в связи с намечаемым комплексным использованием камня производится отбор специальных проб.

Определение выхода из горной массы блоков стандартных раз­ меров является необходимой частью процесса изучения и оценки месторождения пильного камня. Это определение производится

вопытном карьере или, при глубоком залегании полезной толщи,

вштольне или в шурфе с рассечками: Выемка блоков произво­ дится вручную с помощью пил или малогабаритными машинами различных конструкций.

Для добычи блоков применяется также обуривание по намечен­ ным контурам (расстояние менаду шпурами 10—40 см). Отделение блока от массива при этом производится при помощи стальных клиньев, загоняемых в шпуры ударами кувалд. Однако с целью по­ лучения наиболее достоверных данных о выходе блочной продук­ ции пробную добычу целесообразно йроводить теми же методами, при помощи которых будет производиться разработка месторож­ дения. Объем опытной добычи принимается обычно в 50—100 м3. При наличии на месторождении нескольких разновидностей камня пробную добычу следует проводить по каждой разновидности.

МИНЕРАЛЬНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СТЕКОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

4)химико-лабораторное стекло; 5) электровакуумное стекло;

6)оптическое стекло; 7) тарное стекло; 8) посудное.

Вкаждой из этих групп имеется много различных видов стекла или стеклоизделий.

Стекла представляют собой переохлажденные жидкости (рас­ плавы) с высокой вязкостью, состоящие из кристаллитов и аморф­ ного вещества и имеющие аморфно-кристаллитную структуру.

Стекольная промышленность выпускает большое количество разнообразных видов и сортов стекла, к которым предъявляются самые различные требования.

Стекла массового производства состоят из 6—7 химических компонентов, а специальные технические и оптические стекла со­ держат их значительно больше (табл. 66).

Основными стадиями технологического процесса изготовления стеклоизделий является получение гомогенной стекломассы (рас­ плава), придание ей формы тех или иных изделий и, наконец, об­ работка изделий.

Расплав стекла изготовляется из шихты, которая представляет собой смесь природных и искусственных соединений. Шихта за­ гружается в стекловаренную печь и при высокой температуре

130

Т а б л и ц а 66

(1350—1550°) расплавляется, образуя стекломассу. Эту массу охлаждают до получения необходимой вязкости и формуют стеклоизделия. Формование заключается в прокатывании стекломассы в листы, вытягивание в ленту, трубы, волокно, выдувание бутылок, банок, стаканов, электроколб, прессование, отливка в плиты и дру­ гие изделия.

Полученные изделия обычно проходят дополнительную обра­ ботку: отжиг, закалку, шлифовку, полировку, упрочение в кислот­ ных ваннах. Сырьевые материалы, применяемые в стекольной промышленности, подразделя­ ются на главные и вспомога­

тельные.

К главным относятся природ­ ные или искусственные вещества,

Рис. 12. Изменение свойств стекла под воздействием различных окислов (по II. Б Шлапну).

Цифры в кружках: 1 — расстеклопыванпе;

расширения; 5 — увеличение растворимости; 6 — увеличение плотности

с которыми в стекломассу вводятся кислотные, щелочные и ще­ лочноземельные окислы, являющиеся основой для образования стекол.

К вспомогательным относятся различные соединения, которые используются для придания стекломассе необходимых свойств или для ускорения процесса варки стекла. Такими материалами явля­ ются красители, обесцвечиватели, окислители, восстановители, глу­

магния (MgO), окись бария (ВаО). Влияние различных окислов на свойства стекла показано на рис. 12.

Кремнезем способствует повышению вязкости расплава, пони­ жает величину теплового расширения стекла и увеличивает его термическую стойкость. Окись натрия понижает температуру варки и формования и удлиняет интервал рабочей вязкости расплава. Окись кальция придает стеклу устойчивость против воздействия воды. Окиси алюминия и магния придают стеклу необходимую вяз­ кость, химическую и термическую устойчивость. В стекле обычно присутствуют в качестве загрязняющих примесей окислы железа,

132

титана. Кремнезем, который является основным компонентом сте­ кольной шихты, вводится в виде кварцевого песка, реже песчаника, кварцита, горного хрусталя п жильного кварца. Глинозем вводится в виде полевых шпатов, пегматита и каолина; окись натрия — сульфата натрия, окись кальция-—известняка и окись магния — доломита и магнезита.

Вспомогательные материалы вводятся главным образом в виде искусственных продуктов и реже природных материалов — плави­ ковый шпат, бораты и барит.

Красящие окислы (Fe2C>3, FeO, Сг20з, СиО) окрашивают сте­ кломассу и снижают светопропускание стекла. Иногда для окраски стекла в стекломассу вводятся соединения различных металлов, которые при варке стекла растворяются в нем (молекулярные кра­ сители) или равномерно распределяются в стекломассе в виде коллоидных частиц (коллоидные красители). К молекулярным кра­ сителям относятся соединения марганца, кобальта, хрома, никеля, железа, двухвалентной меди и редкоземельных элементов.

Коллоидными являются селен, золото, серебро, одновалентная медь и сульфатные соединения селена.

Т а б л и ц а 67

Состав шихты некоторых стекол

(по Бень, 1962)

133

Красители придают стеклу различную окраску: марганец — фиолетовую; кобальт — синюю; никель —дымчатую и красновато­ фиолетовую; железо окисное— желтую и коричневую; железо закисное — сине-зеленую; ■медь ( окись) — зеленовато-голубую; медь

шихты для получения бесцветного стекла.

Окислители и восстановители применяются для создания необ­ ходимых условий для варки цветных стекол. Большая часть цвет­ ных стекол варится в окислительной среде, для того чтобы пред­ упредить переход красящих окислов в низшие степени окисления.

В качестве окислителей применяются нитраты и другие соеди­ нения. Восстановителями являются древесные опилки, уголь, кокс. Для варки непрозрачного стекла применяют глушители — соеди­ нения фтора, фосфора, сурьмы и олова. Важнейшими сырьевыми ■материалами для большинства стекломасс являются кварцевый Пе­ сок, сода, сульфат, мел, известняк и доломит. Эти материалы со­ ставляют большую часть в общем тоннаже сырьевых материалов, используемых стекольной промышленностью (табл. 67).

КВАРЦЕВЫЕ ПЕСКИ

Значение кварцевого песка в стекольном производстве опреде­ ляется не только его значительным удельным весом в составе шихты, но и его большой ролью в получении бесцветного стекла.

жание SiC>2 в наиболее чистых песках составляет 98,5—99,8%, но такие пески встречаются редко. Обычно содержание Si02 бывает ниже и наряду с окисью кремния в песках присутствуют другие соединения (табл. 6 8 ).

Присутствие в песках окислов AI2O3, CaO, MgO и R20 само по себе не является отрицательным фактором, так как они вводятся в шихту. Важно только, чтобы их содержание было выдержанным, иначе создаются трудности в регулировании состава шихты.

Минералогический состав стекольных песков довольно разно­ образен. Всего в песках обнаружено до 100 различных минералов, но наиболее распространенными, кроме кварца, являются при­ мерно 30, в том числе: полевые шпаты, каолинит, глауконит, му­ сковит, кальцит, доломит, магнетит, гематит, биотит, халькопирит. Иногда в песках присутствуют зерна тугоплавких минералов (ру­ тил, дистен), которые затрудняют процесс плавки. Содержание главнейших минералов в стекольных песках приведено в табл. 69.

134