Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

Химический состав тугоплавкого сырья месторождений «Фаниполь» и «Туровское» Наименование компонентов Содержание оксидов, %* SiO 2 Al 2 Os Fe 2 Оз № 2О ^ О MgO CaO ТЮ 2 ппп Глина месторождения «Туровское» 72.46 18.80 5.44 - 0.90 - 1.05 - 1.35 Суглинки месторождения «Фаниполь» 83.09 8.59 2.30 0.71 1.43 0.74 0.38 0.60 2.16 *Здесь и далее по тексту приведено массовое содержание. Расположение указанных глин на графике зависимости содержания отношения Al 2 O 3 /SiO 2 и суммы щелочных, щелочноземельных оксидов и оксидов железа согласно А.И. Августинику [1] позволило отнести исследуемое тугоплавкое сырье ко второй группе, которое пригодно для производства плиток для полов и каменных изделий. Однако присутствие в глинистом сырье значительного количества легкоплавких примесей железа и свободного кварца предопределяет необходимость разработки способов регулирования спекания керамических масс с их использованием путем оптимизации содержания тугоплавких материалов в составах сырьевых композиций. На первом этапе исследований проведено изучение тугоплавкого сырья месторождений «Туровское» и «Фаниполь», включающее определение минерального состава, физико-химических и технологических свойств пород, в частности пластичности по ГОСТ 21216.1-93; спекаемости по ГОСТ 2121.4-81; содержания крупнозернистых включений по ГОСТ 21216.4-93; коэффициента чувствительности глин к сушке по методу З.А. Носовой. Сырье месторождения «Фаниполь» (Минская обл., Минский район) относится к суглинкам, по внешнему виду это рыхлая порода желтовато-серого, местами светло-серого цвета характеризуется равномерной микроструктурой. Согласно результатам рентгенофазового анализа по минеральному составу они представлены преимущественно кварцем и плагиоклазом. На рентгенограмме суглинков не отмечено дифракционных максимумов, соответствующих глинистым минералам, возможно, в связи с присутствием в большом количестве кварца. Однако о присутствии глинистых минералов можно косвенно судить по данным определения гранулометрического состава сырья, по результатам которого около 20-30% представлено тонкодисперсной фракцией (менее 0.005 мм) [2]. Кроме того, при затворении водой суглинки проявляют пластические свойства, что также подтверждает присутствие глинистых минералов в их составе. Проведенное дополнительно петрографическое изучение шлифов пород позволило подтвердить наличие глинистого вещества в суглинках, при этом установлено, что оно имеет полиминеральный состав и представляет собой неоднородную смесь гидрослюды и каолинита. Комплексное исследование свойств позволило установить, что суглинки относятся к группе сырья со средним содержанием включений; по их размеру - к группе с крупными, мелкими и средними включениями; по их виду - к группе с включениями железистых и кварцевых минералов; по содержанию тонкой фракции - к группе грубодисперсного глинистого сырья; по огнеупорности - к группе тугоплавкого. Число пластичности суглинков составляет 5-9, огнеупорность 1400-1460оС, карьерная влажность 18-23%, запесоченность 5-7.5%, коэффициент чувствительности к сушке 1.1-1.15. С целью изучения поведения исследуемых суглинков при различных температурах обжига проведено определение физико-химических свойств образцов, полученных пластическим методом формования из чистых пород, в соответствии с ГОСТ 2121.4-81. Установлено, что с повышением температуры обжига от 1000 до 1200°С отмечается плавное снижение значений водопоглощения от 15.06 до 5.45%. Следует отметить, что незначительное снижение показателей водопоглощения (15.06-11.14%) в температурном интервале 1000-1150оС может быть связано с запесоченностью суглинков. Проведенные исследования позволили сделать вывод, что использование суглинков может быть эффективным в температурном диапазоне обжига керамических образцов 1150-1200оС, поскольку в этом интервале отмечается наиболее активное спекание породы. Глина месторождения «Туровское» (Брестская обл., Столинский район) представляет собой темно-серую, плотную породу, от жирной до слабозапесоченной. Минералогический состав глины представлен каолинитом, иллитом, кварцем, отмечается незначительное присутствие примесей кальцита и полевого шпата. По минеральному составу глина относится к каолинито-гидрослюдистым. Число пластичности глины составляет 13-26.5, огнеупорность 1410-1500оС, коэффициент чувствительности к сушке 0.95-0.97, содержание свободного кварца 2.5-3%. Результаты изучения основных физико-химических свойств термообработанных образцов из глины «Туровское» показали, что наибольшее снижение водопоглощения вплоть до 0.75% и увеличение плотности от 2340 до 2900 кг/м 3 происходит в интервале 1000-1150°С. При температуре обжига выше 1250°С отмечается частичное вспучивание образцов. Исследуемая глина является среднеспекающейся с интервалом спекания 50-70°С. Оптимальной температурой обжига, при которой происходит максимальное спекание материалов без признаков пережога, является 1150-1200°С. С использованием вышеуказанных глинистых пород разработаны составы масс для изготовления майоликовых изделий на основе суглинков месторождения «Фаниполь» и для получения керамического гранита - на основе глины месторождения «Туровское». В качестве компонентов керамических масс для получения майоликовых изделий традиционно используется: глина легкоплавкая месторождения «Гайдуковка» (Минская обл., Молодеченский район) [3], импортируемые из Украины глина огнеупорная марки Веско-Гранитик Веселовского месторождения и базальт 555