К вопросу о выборе глин для производства керамзитового гравия

При организации производства керамзитового гравия одним из наиболее актуальных вопросов является выбор глиняного сырья и правильная оценка его качества.

Основными требованиями к глинам, предназначенным для производства керамзита. являются: достаточно высокий коэффициент, низкая температура и длинный температурный интервал вспучивания

Чем ниже температура, при которой глина достигает пиропластического состояния, тем быстрее при наличии вспучивающих агентов происходит процесс вспучивания Необходимо, чтобы доведенная при нагревании до пиропластического состояния глинистая масса обладала оптимальной вязкостью, порядка 108—109, причем изменение вязкости с ростом температуры должно происходить постепенно Такое сочетание свойств, обычно называемое густоплавкостью, требуется, чтобы избежать оплавления поверхности гранул и образования в печи крупных спекшихся конгломератов—«КО’ТОВ-.

Вязкость силикатного расплава при одной и так же температуре, как известно определяется прежде всего его химическим состав 14. Например кремнезем увеличивают вязкость расплава, но при этом положительную роль играет только химически связанный кремнезем, входяшин в состав чистых минералов или других алюмитикатов (полевых шпатов, слюд).

Глины, как правило, содержат от 20 н> 40% аргона размеры частиц которого достигают 0,03 мм и более. Оставаясь кварц не только не участие но вспенивании, но и препятствует ночи процессу, поскольку увеличивает натяжение расплава Потому для правильной оценки керамзитовых глин следует областью определять содержание кварца и степень его дисперсности, что бы размер зерен превышал 0,05 мм.

Щелочи, являясь сильными плавнями, уменьшают вязкость расплава и в то же время удлиняют температу рный интервал изменения вязкости стекла и стекловидной фазы нх н материале. Исходя из этого, не следует при выборе глин для производства керамзита устанавливать какие- либо пределы содержания щелочен. Нельзя согласиться с И А. Гервидсом, допускающим в зависимости от наличия Si02 и AI2Os содержание щелочей до КО + Na20 SiO, 4- AloOg

Благоприятное действие щелочей подтверждается нашими исследованиями, данные о которых приведены ниже, а также материалами о ранее исследованных богатых щелочами глинах Казахстана содержащих от 3,3 до 5,5% Na20 + К20

Окислы щелочно-земельных металлов, главным образом СаО н MgO, сообщают глинам так называемую «жидко- плавкость», проявляющуюся в виде заметного сокращения температурного интервала спекания Поэтому значительное содержание шелочно-земельных окислов (более 5—6°о) делает глины не пригодными для производства керамзита или, в лучшем случае, сильно затрудняет получение его.

Однако устанавливать какие-то пределы содержания окислов щелочно-земельных металлов невозможно, так как их влияние тесно связано с общим химическим составом глин, с содержанием прочих окислов и их соотношением между собой.

Ряд исследователей (Б Н Кауфман, В С. Вдовьева, С. Рилей, И. А. Гервидс) предложили в качестве критерия для оценки вспучиваемостн глин соотношение: СаО МиО AlgOg - SiO,

Но на "Рантике такой критерий далеко не всегда является правильным. Это, по видимому, обусловливается тем, что в указанном соотношении учитывается общее количество Si02, а не один лишь активный кремнезем

Чтобы выявить влияние СаО и MgO на вспучивающую способность некоторых заизвесткованных глин, мы обрабатывали их раствором соляной кислоты Изготовленные из обогащенных глин гранулы вспучивались в тех же условиях н по тому же режиму, как и гранулы из соответствующих натуральных глин Результаты, исследования показали, что температурный интервал вспучивания при этом увеличивается на 30—40°

Особо следует остановиться на роли окислов железа. Обычно встречающаяся в пинах окисиая форма железа (Fe2Os) не является плавнем Только закисная форма железа (FeO) представляет собой сильный плазень. Как показывают наши длительные исследования, окисная форма железа оказывается очень стойкой в окислительной газовой атмосфере даже при обжиге до 1350 она практически сохраняется в виде гематита о—Fe03. В то же время диссоциация Fe20.i с образованием FeO н выделением кислорода протекает весьма активно в восстарсвительной атмосфере, особенно в присутствии клея при температуре 1150— 1250° обнаруживается значительное присутствие магнетита (FeO Fe203)



Вспучиваемость глинистых пород зависит не только от вязкости плавленой массы, но и от наличия вспучивающих агентов. Последними служат газообразные продукты возникающие при обжиге глин: химически связанная вода глинистых минералов и слюд, С02 (продукт разложения карбонатов и полного сгорания органических примесей), углеводороды СО и Н2 (продукты газификации органических примесей, осуществляемой как бы в «капсулированных» гранулах) к С02-С0 (продукты диссоциации Fe2Os в присутствии органических восстановителей).

Все эти процессы газообразования, кроме процессов диссоциации Fe203, и дегидратации слюд, обычно протекают прн температурах, которые значительно ниже, чем требуются для начата размягчения глин Казалось бы эти газы не могут служить вспучивающим фактором. Но надо учесть, что указанные процессы являются температурно-временными, и в условиях резкого нагрева для глин они протекают при более высоких температурах.