Характеристика и сырьевая база кремнисто-карбонатных пород как сырья для производства синтетического волластонита

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью организации производства синтетического волластонита - СаО·SiO2, являющегося ценным материалом для многих отраслей промышленности, так как запасы природного волластонита в России очень ограничены, и он всегда загрязнён посторонними примесями, в связи с чем запросы различных отраслей не могут быть удовлетворены. Перспективным направлением для организации производства синтетического волластонита является использование опаловых кремнисто-карбонатных пород с малым содержанием оксидов железа. Цель: получить на основе опаловых кремнисто-карбонатных пород синтетический волластонит, который по своему составу и свойствам будет востребован во многих отраслях промышленности и прежде всего в производстве строительной керамики светлой окраски и высокой степени спекания. Объекты: месторождения и крупные проявления опаловых кремнисто-карбонатных пород с содержанием оксидов железа менее 2 % и небольшим содержанием глинистых минералов и кварца. Методы: методики количественного химического анализа опаловых кремнисто-карбонатных пород, рентгенофазовые исследования, оптическая и электронная микроскопия, электронно-зондовые исследования, обеспечивающие возможность проведения элементного анализа в широком диапазоне, методики проведения технологических исследований по получению синтетического волластонита: механическая активация, термическая обработка, физико-механические испытания. Результаты. Выделены и охарактеризованы месторождения опаловых кремнисто-карбонатных пород юга России, пригодные для получения синтетического волластонита. Проведены технологические испытания по получению волластонита. Выявлены минеральные и фазовые преобразования, происходящие в процессе обжига сырьевых смесей при получении волластонита. С использованием синтетического волластонита разработаны составы керамических масс для получения клинкерной керамики с водопоглощением менее 0,5 %, пределом прочности при сжатии более 150 МПа и пределом прочности при изгибе более 50 МПа, что позволяет планировать производство широкого ассортимента строительной керамики высокой степени спекания - керамогранитной плитки, дорожного клинкерного кирпича, сейсмостойкого кирпича, ригельного кирпича, ступеней, бордюров, клинкерных термопанелей и других изделий

Relevance. The need to organize the production of synthetic wollastonite - CaO·SiO2, which is a valuable material for many industries, because the reserves of natural wollastonite in Russia are very limited, and it is always contaminated with exogenic inclusion. In this relation the needs of various industries can not be met. A promising direction for the organization of production of synthetic wollastonite is the use of opal siliceous-carbonate rocks with low iron oxide content. Aim. To obtain synthetic wollastonite based on opal siliceous-carbonate rocks, which in its composition and properties will be in demand in many industries, primarily in the production of light-colored construction ceramics and a high degree of sintering. Objects. Deposits and large occurrences of opal siliceous-carbonate rocks with iron oxide content less than 2% and a small content of clay minerals and quartz. Methods. Methods of quantitative chemical analysis of opal siliceous-carbonate rocks, Xray phase studies, optical and electron microscopy, electron-probe studies providing a wide range of elemental analysis, methods of technological studies of synthetic wollastonite production. Results. The authors have identified and characterized the deposits of opal siliceous-carbonate rocks in the south of Russia suitable for synthetic wollastonite. They carried out the technological tests to produce wollastonite. Mineral and phase transformations occurring in roasting raw mixes when producing wollastonite were revealed. Using synthetic wollastonite, the authors developed the compositions of ceramic masses for producing clinker ceramics with water absorption less than 0.5%, ultimate compressive strength over 150 MPa and ultimate flexural strength over 50 MPa. This makes it possible to plan the production of a wide range of highly sintered construction