Шикізат материалдары. 2-кесте. Силикаттық технологиясындағы шикізаттың классификациясы

Шикізат материалдары

Силикат ө неркә сібінің шикізаттары ретінде ә ртү рлі тау жыныстары мен минералдар қ олданылады:

кремнеземді (кварц, кварциттер, кварцты қ ұ м, трепел, диатомит, опока);

сазбалшық ты (саз балшық, каолин, бентонит, боксит, силлиманит, андалузит, дистен);

далашпаттық (дала шпаты пегматиттер, гранит, нефелин, нефелинді сиенит);

карбонатты (кальцит, мрамор, бор, ә ктас, доломит, мергель, магнезит);

сульфатты тау жыныстары (гипс, ангидрит, диабаз, базальт, трахит, туф, обсидиан, пемза, вулканды кү л) жә не басқ а минералдар (тальк, волластонит, пирофиллит, вермикулит).

Сонымен қ атар, соң ғ ы жылдары силикат ө неркә сібінің шикізаты ретінде ө неркә сіптердің кейбір қ алдық тары да кең ірек қ олданылуда, ә сіресе кү л мен шлактардың тү рлері жә не кен мен кө мірді байыту қ алдық тары.

Кремнеземдік шикізат Кварцтық қ ұ м SiO₂– шыны шихтаның жә не ә к-кремнеземді байлаушы заттардың негізгі қ ұ рамдас, керамикалық массаларына жә не цементтің шикі қ оспаларғ а қ осымша зат ретінде қ осылады. Бұ л кварц дә ндерден тұ ратын тау жыныстың кү йзеліс ө німі. Кварцтық қ ұ м SiO₂-нің жоғ арғ ы мө лшерімен, қ оспалардың аз мө лшерімен жә не ұ сақ тү йіршігімен ерекшелінеді. Кварц – бұ л тү ссіз кристалдары, t_балқ 1713⁰, t_{қ ай}2590⁰С.

Оның тү рлері: тау хрусталы; қ ара-қ оныр тү сті тү тінді топаз; марганец жә не темір оксидтерімен қ ызғ ылт немесе ақ шыл кө к-қ ызыл тү ске боялғ ан аметист. Басқ а заттармен қ осылғ ан кезде кварцтың ұ сақ кристалдық тү рлері - яшма мен агат болады.

2-кесте. Силикаттық технологиясындағ ы шикізаттың классификациясы

Табиғ атты шикізат
кремнеземдік	алюмосиликаттық		карбонаттық		глиноземдік		сульфаттық
кварцтық қ ұ м - Б, К, Ш кварцит - Б, К, Ш диатомит - Б опока - Б трепел - Б	саз - Б, К сазды тақ та тас - Б, К; каолин - К, Ш суглиники - Б, К перлит - Б, К; туф – Б; трасс - Б; пемза - Б; пегматиттер - К, Ш		ә к - Б, К, Ш бор - Б, К, Ш доломит - Б, К, Ш магнезит - Б, К, Ш мергель - Б, К, Ш		нефелин - К, Ш боксит - Б		гипс - Б ангидрит - Б тенардит-Б, Ш
Техногенді
қ ара металлургия		тү сті металлургия		энергетика		химиялық ө неркісіп
доменді шлактар - Б, К, Ш		металлургиялық шлактар - Б фосфорлық шлактар - Б, К нефелин шламы - Б		отынды шлактар - Б кү л - Б, К, Ш		фосфогипс - Б

Ескерту: қ олдану аймақ тары Б – байлаушы заттар, К – керамика, Ш – шыны.

Жер қ ыртысындағ ы кварцтық тау жыныстары, дала шпаттар жә не басқ а заттар ә ртү рлі табиғ и факторлар ә серінен кварц пайда болуымен біртіндеп бұ зылады (желге ұ шады). Дала шпатының бұ зылу процесі мынадай реакция бойынша жү реді:

К₂О^. Аl₂О₃ ^.6 SiO₂ + 2Н₂О + СО₂ = Аl₂О₃^. 2 SiO₂ ^. 2Н₂О + 4 SiO₂ + К₂СО₃

^{дала шпат каолин кварц поташ}

Кварцтық қ ұ мғ а қ ойылатын негізгі талап – оның тазалығ ының жоғ арғ ы дә режесі: шыны қ ұ мдарында SiO₂-нің мө лшері 98, 5-99, 8%-ғ а жуық, ал қ оспалар аз мө лшерде – 1-0, 2% болуы қ ажет. Табиғ и кварцтық қ ұ мның қ ұ рамында натрий, калий, кальций тотық тары, кейбір кезде пайдалы алюминий мен магний тотық тары да болуы мү мкін. Сr₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂ сияқ ты оксидтері жә не органикалық қ оспалар зиянды болып келеді, ө йткені олар шыныны қ ажетсыз тү ске бояйды жә не ә йнектің жарық ты ө ткізуін тө мендетеді.

Фарфор, фаянс, отқ а тө зімді заттарды алу ү шін керамикалық массаларында кварциттер қ олданады. Бұ л тығ ыз тау жыныстары, кө бінесе домалақ кварц тү йіршіктерінен тұ рады. Олар бір бірімен байланысып кетуі (кристалдық кварциттері деп атайды) немесе аморфты кремний қ ышқ ылымен тастай бө лшектерге айналып кетуі мү мкін (цементтік кварциттер). Жыныстың тығ ыздығ ы ө скен сайын қ ұ рамындағ ы қ оспалардың мө лшері азаяды.

Диатомит, опок мен, трепел ә кке жә не цементке қ осылатын активті минералдық қ оспалар ретінде пайдаланылады. Бұ лар опал минералынан (сулы аморфты кремний қ ышқ ылы) тұ ратын тұ нбалы тау жынысы. SiO₂-нің орташа мө лшері 70-85%, бірақ 98%-ге жетуі мү мкін; Аl₂О₃ – 5-13%; СаО – 2-6%, MgO – 3%-ге дейін; темір тотығ ының мө лшері 0, 1%-5-10% аралық та жатады, судың мө лшері – 3-13%. Ә детте, осы заттар жоғ арғ ы кеуекті, тығ ызды емес жә не нығ ызды емес бос жыныстар. Олар органикалық қ алдық тардан (диатомит сияқ ты) немесе бейорганикалық глобулардан (трепел мен опока сияқ ты) тұ рады. Диатомит 70-98%-ғ а опалдан тұ рады, трепелдің қ ұ рамында опалмен бірге халцедон бар, ал опока – трепел мен диатомиттің қ айта кристалданудың ө німі, ол ү лкен тығ ыздығ ымен ерекшелінеді.

Алюмосиликаттық шикізат Саздар – бұ л керамикада негізгі шикізаты жә не портландцементтің шикі қ оспаның ең басты қ ұ рамдасы. Саздың айырық ша қ асиеті – жоғ арғ ы созылымдылық, бұ л қ асиеті балшық ты минералдардың кристалдық тордың қ абат-қ абатты қ ұ рылысына байланысты. Иондар арасында ә р қ абаттың ішінде берікті ковалентік жә не иондык байланыстар болады, ал жеке қ абатпакеттер арасында байланыстар ә лсіз қ алдық кү штер арқ ылы іске асады.

Балшық кө пшілік кварцтық жә не алюмосиликаттық гидраттардан тұ рады. Олардың химиялық қ ұ рамы кең шекте жатады: SiO₂ – 45-80%, Аl₂О₃ – 10-40%, су – 3-15%. Керамика ү шін саздың ең маң ызды қ асиеті – бірігу қ абілеті. Қ ұ рылыстық, техникалық керамика жә не отқ а тө зімді заттарды алу ү шін отқ а тө зімді саздарғ а ө те жоғ ары талаптар қ ойылады.

Балшық ты тақ та тас – бұ л саздан полиморфизм нә тижесінде тү зілген тығ ыз жыныстары. Олардың балшық тан айырмашылығ ы – жоғ арғ ы қ аттылық пен тығ ыздығ ы, тө менгі иілімділік жә не ісінгіштік.

Каолиндер – бұ л жұ қ а керамиканы (фарфор мен фаянс) ө ндіру ү шін маң ызды шикізат жә не шыны шихтаның қ ұ рамына кіретін қ ұ рамдас. Негізгі минерал - каолинит Аl₂О₃^.2 SiO₂^.2Н₂О. Каолиндер ірі кристалдық қ ұ рылысымен жә не азғ антай иленгіштік қ асиетімен ерекшелінеді.

Суглинки қ ұ рылыстық керамиканы алу ү шін пайдаланылады жә не, ә детте, цементтің шикізат шихтасының қ ұ рамына кіреді. Бұ л орташа иілгішті тұ нбалы жыныс, қ ұ рамында 10-30% сазды бө лшектері бар.

Дала шпаттары керамикалық массаларында плавен (балқ уды жақ сартатын қ оспалар) ролін атқ арады, ал шыны шихтағ а олардың қ осуы ә йнектің химиялық тө зімділігін жә не механикалық беріктігін ұ лғ айтады. Химиялық қ ұ рамына кальций мен сілтілі металдардың алюмосиликаттары кіреді. Калий дала шпаттары К₂О^. Аl₂О₃^.6SiO₂ – ортоклаз бен микролин минералдары, ірі кристалдық қ ұ рылысымен ерекшелінеді; натрий дала шпаттар Na₂O^. Аl₂О₃^.6SiO₂ – альбиттер – майда тү йіршікті массалар. Кальций дала шпаттарды – СаО^.Аl₂О₃^.2 SiO₂ анортиттер деп атайды.

Перлит, пемза, туф, трасс – жанартаудан шық қ ан жоғ арғ ы активті алюмосиликаттық жыныстар. Олар керамикалық ө ндірісте плавен-заты, ал цемент ө неркә сіпте – активтік минералды қ осымша зат ретінде қ олданылады.

Карбонаттық шикізат Ә к, глиноземді цемент, портландцемент алуда негізгі шикізат, сонымен қ атар шыны шихтаның маң ызды қ ұ рамдасы ә к пен бор болады. Олар кальцит минералдардан (СаСО₃) тұ рады. Ә к – қ аттылау, тұ нбалы жыныс, оғ ан қ арағ анда бор – тірі организмдердің қ алдық тарынан тұ ратын ұ сақ тү йіршікті, бос жыныс. Шыны ө ндеу ү шін карбонаттық шикізатқ а ө те жоғ арғ ы талаптар қ ойылады. Магнезит, доломит – магнезиалдық байлаушы заттарды алу ү шін ең негізгі шикізат болып табылады, ә рі шыны жә не керамикалық шихтасының қ ұ рамына кіреді. Магнезит МgСО₃-тан тұ рады, табиғ атта аморфтық жә не кристалдық тү рде кездеседі. Доломит СаСО₃^. МgСО₃ тау жыныс, қ ұ рамында таза тү рде 54, 3% СаСО₃ жә не МgСО₃- 45, 7% бар.

Глиноземдік шикізат Бокситтер – глиноземдік цемент алуда негізгі шикізат, негізінде алюминий гидроксидінен тұ рады. Аl₂О₃ тү рінде есептеген кезде силикаттық технологиясында қ олданылатын бокситтердің қ ұ рамында алюминий 30-49% мө лшерде болады. Нефелин Na[AlSiO₄] шыны жә не керамикалық ө ндірісте пайдаланылады. Нефелин концентратында Аl₂О₃-ың мө лшері 80-85% жуық.

Сульфаттық шикізат Гипс CaSO₄^. 2Н₂О – гипстық байлаушы заттарды алу ү шін негізгі шикізат, ал цемент алуда қ осымша зат. Теориялық жү зінде химиялық қ ұ рамы: СаО – 32, 56%, SO₃ – 46, 51%, су – 20, 93%. Ангидрит CaSO₄ – жоғ арғ ы отқ а тө зімді гипстық байлаушы заттар алу технологиясында қ олданылады. Бұ л тығ ыз кристалды жыныс, Моос шкаласы бойынша оның қ аттылығ ы 3…3, 5 тең. Натрий сульфаты табиғ атта тенардит жә не глаубер тұ зы тү рінде Na₂SO₄^. 10Н₂О кездеседі. Оны сұ йық шыны алу ү шін қ олданады.

Техногенді шикізат Бұ л ө неркә сіптің басқ а салаларының қ осымша ө німдері (1-кесте). Олар шикі шыны, керамикалық жә не цементтік шихталардың қ ұ рамына кіреді, сондай-ақ байлаушы материалдарғ а қ осымша зат ретінде қ осылады.

Синтетикалық шикізат Осы топқ а табиғ и шикізатты қ айта ө ң деу арқ ылы силикаттық зауыттарына дайын тү рінде келетін ә ртү рлі ө німдер немесе арнайы синтезделенетін заттар жатады. Бірінші топқ а кальциленген сода, бор қ ышқ ылы, бура, поташ, барий карбонаты жә не т. б. кіреді, олар шыны ө ндірісінде пайдаланылады. Екінші тобы техникалық керамика алуда қ олданады. Бұ л ә ртү рлі элементтердің синтезделенген аса таза оксидтері, карбидтері, нитридтері, силицидтері.

Сонымен, силикаттық технологиясында қ олданылатын шикізат ресурстары кең ассортиментпен ерекшелінеді.

Ә деб.: 1 нег. [307-311], 3 нег. [26-34].

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Силикатты материалдарды жіктеу.

2. Шикізаттың негізгі кө здері.

3. Кремнеземдік шикізаттың сипаттамасы.

4. Алюмосиликаттық шикізаттың сипаттамасы.

5. Карбонаттық шикізаттың сипаттамасы.

⇐ Предыдущая 1 2 34