ИССЛЕДОВАНИЕ ГЛИНИСТЫХ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕЗОБЖИГОВЫХ МУЛЛИТОКОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРОВ
В.
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт» 61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21
В настоящее время создание и расширение базы сырьевых материалов для производства огнеупорных изделий, становится весьма неотложной задачей, в связи с необходимостью замещения импортных сырьевых материалов и огнеупорных изделий. В связи с этим необходимо изучение фазового состава глинистого компонента, выполняющего функции связующего вещества на стадии формования и кристаллообразующего компонента на стадии термообработки при производстве безобжиговых высокоглиноземистых огнеупоров, а так же лома муллитокорундовых изделий и спеченного корунда.
За объект исследования выбрали глину огнеупорную Новорайского месторождения, марки ДН – 2, каолин Обозновского месторождения, марки КО – 1, спеченный корунд (СК), лом муллитокорундовых изделий (МКВ – 72). На основе вышесказанного был изучен минералогический состава образцов глины, каолина, лома муллитокорундовых изделий, спеченного корунда рентгенофазовым методом анализа на рентгеновском дифрактометре ДРОН – 3М (СuКα-излучение, Ni-фильтр). Диференциально-термический анализ глины и каолина проводили на дериватографе системы F. Paulik – J. Paulik – L. Erdey (Венгрия) в интервале температур 20 – 1000°С со средней скоростью нагрева 10°С/мин.
Результаты проведенного рентгенофазового анализа глинистых компонентов показали, что на рентгенограммах каолина и огнеупорной глины обнаруживаются дифракционные максимумы, относящихся к минералу каолинит, как главной кристаллической фазы глинистых компонентов. Кроме минерала каолинит в огнеупорной глине также присутствуют дифракционные линии – кварца и слюды.
Результаты рентгенофазового анализа лома муллитокорундовых огнеупоров и спеченного корунда показали, что основными фазами являются корунд и муллит в ломе муллитокорундовых изделий и корунд со следами муллита в спеченном корунде.
Основные результаты дифференциально-термического анализа каолина показали, что на ДТА-кривой наблюдается два эндотермических эффекта (–) 100°С и (–) 590°С. Первый эффект связан с удалением адсорбционной воды, второй – удалением конституционной воды. Из-за эндотермической дегидратации происходит образование разупорядоченной (рентгеноаморфной) фазы метакаолина (дисиликата алюминия). Структура метакаолина представляет собой смесь рентгеноаморфных оксидов кремния и алюминия. Метакаолин термически стабилен до 925°С. При более высокой температуре он из рентгеноаморфного переходит в кристаллическое состояние – дефектную алюмокремниевую шпинель. Дальнейшее увеличение температуры прокаливания до (+) 1050°С приводит к превращению шпинели в муллит и кристобаллит.
На ДТА-кривой глины Новорайского месторождения наблюдаются два эндотермических эффекта (–) 140°С и (–) 590°С. Первый эффект связан с удалением адсорбционной воды, второй – удалением конституционной воды. Один экзотермический эффект > (+) 980°С для глины обусловлен кристаллизацией нового вещества – муллита и γ-глинозема. Наличие второго эндотермического эффекта позволяет предположить, что основным минералом исследуемой глины является каолинит – Al4[Si4O10](OH)8.
В целом, с использованием методов рентгенофазового и дифференциально-термического анализа комплексно изучен фазовый состав используемых сырьевых материалов, изучена природа протекающих процессов в глинистых компонентах, что является важным при разработке составов масс безобжиговых муллитокорундовых огнеупоров.
Основные порталы (построено редакторами)