Оценка свойств глины Загустайского месторождения для применения в производстве строительных материалов

С.Ц. Ханхасаева, Э.Ц. Дашинамжилова, Л.В. Брызгалова. Оценка свойств глины Загустайского месторождения для применения в производстве строительных материалов

УДК 624. 015+544.2 © С.Ц. Ханхасаева, Э.Ц. Дашинамжилова, Л.В. Брызгалова

ОЦЕНКА СВОЙСТВ ГЛИНЫ ЗАГУСТАЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Установлено, что глина Загустайского месторождения по содержанию тонкодисперсной фракции относится к группе грубодисперсного глинистого сырья и представляет собой пылеватую глину с содержанием глинистых частиц более 50%. По химическому составу исследуемая глина относится к полукислым глинам, а по минералогическому составу представляет собой монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистую глину.

Ключевые слова: глина, гранулометрический состав, химический, минералогический состав.

S.Ts. Khankhasaeva, E.Ts. Dashinamzhilova, L.V. Bryzgalova

EVALUATION OF CLAY PROPERTIES OF ZAGUSTAYSKOE DEPOSIT FOR USE IN THE MANUFACTURE OF BUILDING MATERIALS

It is found out that the clay of the Zagustayskoe deposit belongs to the coarse clay raw materials when considering the content of fine fractions. The clay is represented in the dust-like form with the content of more than 50% of clayey particles. Due to the chemical composition the investigated clay refers to half sour ones, and due to the the mineralogi-cal composition it refers to a montmorillonite-kaolinite-hydromica clay.

Keywords: clay, particle size distribution, chemical, mineralogical composition.

В настоящее время все больше внимания уделяется использованию местного минерального сырья в производстве строительных материалов. Перспективность применения глин Загустайского месторождения заключается в его географическом расположении (3 км от г. Гусиноозерск) и больших разведанных запасах. Различные типы глин находят широкое применение в производстве различных строительных материалов: кирпича, огнеупорных, вяжущих материалов, для получения цемента, а также для насыпной гидроизоляции строений. Бентонитовая глина используется при производстве высокачественного керамзита, облицовочных строительных материалов, при сооружении каналов, туннелей метрополитенов, в шахтном строительстве и мелиоративных работах [1]. Для правильного использования глин в различных областях промышленности необходимо изучение их минерального состава и физико-химических свойств.

Целью данной работы является исследование физико-химических свойств глины Загустайского месторождения Республики Бурятии.

Экспериментальная часть

Объектом исследования служила глинистая порода Загустайского месторождения (исходная проба) и мелкодисперсная фракция глины, которая была отделена от крупных примесей по методу [2] (обогащенная проба). Гранулометрический состав определялся седиментационным (пипеточным) методом по ГОСТ 21216.2-81. Этот метод основан на различной скорости падения в воде частиц разных размеров. Взмучивание суспензии производится всего один раз, а затем через определенные сроки с известной глубины специальной пипеткой отбирают пробы. В качестве диспергатора использовался раствор пирофосфорнокислого натрия. Химический анализ тонких фракций глины выполнялся по ГОСТ 2642-81, согласно которому определяют весовые проценты SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, Fe2O3, MnO, Атпрк. Исследования минералогического состава глины проводились на тонкодисперсных фракциях (размер частиц менее 5 мкм) методом рентгенофазового анализа (РФА) на дифрактометре ДРОН-3,0 в CuKa-излучении. Диапазон съёмки 20: 5-65о.

Результаты и их обсуждение

Результаты определения гранулометрического состава глины представлены в табл. 1, 2. Исходная проба глины по содержанию тонкодисперсной фракции (размером менее 1 мкм) по ГОСТ 9169-75 относится к группе грубодисперсного глинистого сырья. Гранулометрический состав глины изучался по диаграмме Охотина [3], результаты приведены в табл. 2. Согласно этим данным изучаемые пробы представляют собой пылеватые глины с содержанием глинистых частиц более 30%. Сопоставительный анализ содержания собственно глинистой фракции в исследуемой глине и в обогащенной пробе, свидетельствует о том, что процесс обогащения проведен недостаточно эффективно, поскольку содержание глинистой фракции после обогащения увеличивается незначительно (на 4-6%).

По ГОСТ 9169-75 по содержанию А1203 исследуемая глина относится к полукислым глинам. В пробах глины содержится значительное количество красящих оксидов. Повышенное содержание щелочных оксидов в пробах свидетельствует о наличии в глинистой породе гидрослюды и полевого шпата. Анализ и сопоставление полученных результатов РФА со справочными данными [4] свидетельствует о том, что исследуемые пробы глины являются представителями глинистого сырья поли-минерального состава, так как их глинистая субстанция сложена смесью монтмориллонита, гидрослюды в виде иллита и каолинита. Это подтверждается появлением рефлексов: монтмориллонита ^, нм - 14,73-14,56; 6,43-6,48; 2,54-2,60), иллита ^ - 4,47; 3,38; 3,31-3,24; 2,98 А), каолинита ^ - 7,157,20; 3,58-3,57; 2,56 А). В грубодисперсной части (песчаных и пылеватых фракций) прослеживается наличие кварцевого материала ^ - 2,46; 3,36-3,34; 2,29; 2,24-2,25 А), полевого шпата в форме ортоклаза ^ - 3,80; 3,20-3,18; 2,92; 2,53 А) [4]. Количество минералов в исследуемых пробах определяли по интенсивности рентгеновских рефлексов на рентгенограммах, результаты представлены в табл. 5. Анализируемые пробы представляют собой монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистые глины.

Таблица 1

Гранулометрический состав глинистых пород Загустайского месторождения

Проба Содержание, %, ф эакции размером, мм

1-0,25 0,25-0,06 0,06-0,08 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001

исходная 3,12 2,52 30,36 13,76 24,96 25,28

обогащенная 0,31 0,57 30,28 14,16 27,16 27,52

Таблица 2

Гранулометрический состав проб глины, приведенный к тройной диаграмме распределения фракций

«песчан ые-пылеват ые-глинистые»

Проба Содержание, %, частиц размером, мм Разновидность сырья

песчаные

исходная 5,64 44,12 50,24 глина пылеватая

обогащенная 0,88 44,44 54,68 глина пылеватая

Результаты химического состава глины, представленного содержанием оксидов в процентах (по массе), приведены в табл. 3, 4. Главными оксидами, входящими в состав глины, является кремнезем SiO2 (57,77-66,87%) и глинозем АІ2О3 (19,62-21,95%).

Таблица 3

Химический состав глины в воздушно-сухом состоянии

Проба Содержание оксидов, % масс.

SiO2 АІ2О3 Fe2Oз СаО MgO №2О К2О МпО Дтпрк

исходная 60,28 19,62 2,47 2,18 1,04 2,21 2,26 0,09 9,85

обогащенная 57,77 20,10 2,87 2,08 1,56 3,27 3,80 0,11 8,44

Таблица 4

Химический состав глин в прокаленном состоянии

Проба Содержание оксидов, % масс.

SiO2 АІ2О3 Fe2Oз СаО MgO №2О К2О МпО

исходная 66,87 21,76 2,74 2,42 1,15 2,45 2,51 0,10

обогащенная 63,08 21,95 3,12 2,27 1,70 3,59 4,17 0,12

А.Н. Храмов. Новое качество показателя контрастности при оценке раскрываемости ценных компонентов в процессе измельчения руд

Таблица 5

Интенсивность рентгеновских рефлексов глинистых пород

Проба Абсолютная интенсивность рефлекса, мм

Г линистые мине ралы Примесные минералы

монтмор d-14,73 -14,56 А каолинит d-7,20-7,15 А гидрослюда d-2,98 А кварц d- 3,34 А ортоклаз d-3,20-3,18 А

Исходная 65 49 35 229 62

Обогащенная 158 60 40 217 21

Литература

1. Murray H.H. Overview - clay mineral applications // Appl. Clay Science. - 2000. - V.17, №5-6. - P. 207-211.

2. Горбунов Н.И. Высокодисперсные материалы. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 195 с.

3. Вакалова Т.В., Хабас Т.А., Эрдманд С.В., Верещагин В.И. Практикум по основам технологии туго-

плавких неметаллических и силикатных материалов. - Томск: Изд-во ТПУ, 1999. - 160 с.

4. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. - М.: Изд-во гостех., 1959. - 868 с.

Ханхасаева Сэсэгма Цыреторовна, доктор химических наук, лаборатория инженерной экологии, Байкальский институт природопользования СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6. т. 8(301)2433068, shan@binm.bscnet.ru

Дашинамжилова Эльвира Цыреторовна, кандидат химических наук, вед. инженер, лаборатория инженерной экологии, Байкальский институт природопользования СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6. т. 8(301)2433068, edash@binm.bscnet.ru

Брызгалова Лариса Васильевна, кандидат технических наук, лаборатория инженерной экологии, Байкальский институт природопользования СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6. т. 8(301) 2433068.

Khankhasaeva Sesegma Ts., Doctor of Chemistry, Baikal Institute of Nature Management SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6

Dashinamzhilova Elvira Ts., candidate of chemical sciences, leading engineer, Baikal Institute of Nature Management, SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6.

Bryzgalova Larisa Vasilievna, candidate of technical sciences, Baikal Institute of Nature Management SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanooy St., 6.

УДК 622.7:669.223.321 © А.Н. Храмов

НОВОЕ КАЧЕСТВО ПОКАЗАТЕЛЯ КОНТРАСТНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ РАСКРЫВАЕМОСТИ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РУД

Оптимизация крупности измельчения при подготовке минерального сырья для обогащения происходит путем проведения серии опытов по измельчению исследуемой руды с различным временем и изучения зависимости показателя порционной контрастности от степени разрушения с учетом шламовых классов крупности одной фракцией.

Ключевые слова: оптимизация, крупность измельчения, минеральное сырьё, обогащение, показатель порционной контрастности, шламовая фракция.

A.N. Khramov NEW QUALITY OF CONTRAST INDICATOR DURING VALUABLE COMPONENTS DETECTION ASSESSMENT WHILE REDUCING ORE

Optimization of lump milling during the preparation process of mineral raw material for enrichment produced is accomplished by undertaking a series of tests to mill the ore under investigation within various time period, and studying dependency of the portion contrast index on the degree of destruction in consideration of slurry classes of one fraction size.

Keywords: optimization, lump milling, mineral raw material, enrichment, portion contrast index, slurry fraction.