Магистрант Колпаков А.В., аспирант Денисов Д.Ю., д.т.н. Абдрахимов В.З.

Самарская академия государственного и муниципального управления, Россия

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕЖСЛАНЦЕВОЙ ГЛИНЫ

Ежегодно в различных отраслях промышленности накапливается огромное количество отходов. На их удаление и хранение затрачивается 8-10% стоимости производимой продукции [1-6]. Использование отходов экономически выгодно, так как исключаются затраты на геологоразведочные работы, на строительство и эксплуатацию карьеров, при производстве керамических материалов уменьшаются затраты на топливо, снижается себестоимость, удельные капиталовложения, уменьшаются площади занятые под отвалы. Кроме того, использование отходов производств – один из эффективных способов экономии природных материалов, при этом одновременно происходит утилизация побочных продуктов и вносится вклад в охрану окружающей среды. В работе [3] была показана принципиальная возможность использования межсланцевой глины в производстве керамических материалов.

Межсланцевая глина, образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см³. Химический состав межсланцевой глины представлен в таблице.

Таблица –Химический состав межсланцевой глины

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O	П.п.п.
45-47	13-14	5-6	11-13	2-3	3-4	9-20

Для анализа размера частиц исследуемого межсланцевой глины был проведен металлографический анализ на микроскопе МИН – 8М при увеличении в 200 раз (рисунок 1).

Рисунок 1 - Металлографический анализ межсланцевой глины

Как видно из рисунка 1 в образцах много крупных включений (размером более 2-5 мкм).

Микроструктура межсланцевой глины представлена на рисунке 2.

А Б

Рисунок 2 - Микроструктура межсланцевой глины.

Увеличение: А – х1200; Б х15000

Минералогический состав межслацевых глин разнообразен, однако общим для них является наличие кремнезема, гидрослюды, монтмориллонита и кальцита.

Рентгенофазовый состав исследуемой горелой породы проводился на дифрактометре ДРОН – 6 с использованием СоКα- излучения при скорости вращения столика с образцом 1 град/мин. На рисунке 3 представлена рентгенограмма межсланцевой глины.

На дифрактометре порошка межсланцевой глины отмечаются характерные интенсивные линии (d/n = 0,190; 0,304 и 0,350 нм) кальцита, присутствие линии (d/n = 0,227 нм) обусловлено гематитом, линии (d/n = 0, 181; 0,212; 0,223; 0,244; 0,334 и 0,335 нм) кварцем, линии (d/n = 0,198; 0,218 и 0,238 нм) гидрослюдой, линии (d/n= 0,260; 0,282; 0,308 и 1,420 нм) монтмориллонитом, а линии (d/n = 0,320 и 0,387 нм) полевым шпатом.

Рисунок 3 – Рентгенограмма межсланцевой глины

Глинистые минералы в межсланцевой глине в основном представлены монтмориллонитом с примесью гидрослюды, поэтому она вполне может заменить монтмориллонитовую глину при производстве пористого заполнителя, например керамзита.

Литература:

1. Абдрахимов В.З. Производство керамических изделий на основе отходов энергетики и цветной металлургии. -Усть-Каменогорск: Восточно-Казахстанский государственный технический университет, 1997. - 289 с.

2. Абдрахимов В.З, Абдрахимова Е.С.. Физико-химические процессы структурообразования в керамических материалах на основе отходов цветной металлургии и энергетики -Усть-Каменогорск: Восточно-Казахстанский государственный технический университет, 2000. - 375 с.

3. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Химическая технология керамического кирпича с использованием техногенного сырья. Учебное пособие рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области строительства в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению 653500 «Строительство». - Самара, СГАСУ, 2007. - 432 с.

4. Абдрахимов В.З. Исследование железосодержащего традиционного природного и техногенного сырья на спекание керамических материалов. Влияние ионов Fe²⁺ и Fe³⁺ на образование низкотемпературного муллита. Монография напечатана в соответствием с утвержденным Министерством образования и науки РФ на 2009 год научного проекта «Исследование железосодержащего традиционного природного и техногенного сырья на спекание керамических материалов. Влияние ионов Fe²⁺ и Fe³⁺ на образование низкотемпературного муллита». – Самара: СГАСУ, 2009. - 427 с.

5. Абдрахимов В.З. Образование золы легкой фракции и перспектива ее использования в производстве керамических плиток // Комплексное использование минерального сырья. -1988. -№6.- С. 75-78.

6. Абдрахимов В.З. Влияние золы легкой фракции на физико-механические свойства керамической плитки // Комплексное использование минерального сырья. -1988. -№7. -С. 75-80.