Курсовая работа: Особенности производства асбестовермикулитовых изделий

Пересчет количества вермикулита в партии из массовых единиц в объемные производят по значению плотности, определяемой по п. 2.6.

2. Сырье

2.1 Сырье, основные типы месторождения

2.1.1 Вермикулит

Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий теплоизоляционный материал в виде чешуйчатых частиц (зерен) серебристо-латунного цвета, получаемый измельчением и обжигом минерала вермикулита.

Природный вермикулит — сложный высокогидратированный алюмосиликат магния, отличающийся непостоянством химического состава.

По своему генезису вермикулит — продукт низкотемпературных гидротермальных процессов и выветривания железомагнезиальных слюд, преимущественно биотитовых и флогопитовых. При этом в исходных минералах щелочные катионы, связывающие слюдяные слои, замещаются водой, закись железа почти полностью переходит в его окись, а содержание окиси магния увеличивается. Совокупность этих кристаллохимических изменений в слюде часто называют процессом вермикулитизации.

В 50-х годах, благодаря широко проведенным геологоразведочным работам, были открыты месторождения вермикулитового сырья различной мощности во многих районах нашей страны: в 1957 г. — мощные залежи вермикулита на Кольском полуострове (Ковдорское и Аф-риканда). Весьма крупным месторождением вермикулита оказалось Потанинское месторождение в Челябинской области.

Большой промышленный интерес представляют Кокшаровское и Татьяновское месторождения на Дальнем Востоке (Приморье). Вер-991 микулит был найден в Сибири — Красноярском крае и Якутской АССР, на Украине, в Казахстане и других районах. Всего к началу пятилетки 1966—1970 гг. было выявлено около 30 вермикулитовых месторождений.

Однако не все они имеют одинаковое значение для народного хозяйства. Главными факторами, определяющими значимость отдельных месторождений, являются:

мощность месторождения — величина геологических запасов вермикулитового сырья;

содержание вермикулита-минерала в горной породе и необходимость ее обогащения;

3)условия залегания и легкость добычи.

Самым перспективным месторождением вермикулита из известных в настоящее время является Потанинское, запасы которого ориентировочно определяются 30—50 млн. т, а среднее содержание вермикулита в породе составляет 32%. Это месторождение находится вблизи крупных центров потребления вермикулита. Руда залегает на небольшой глубине, и ее добывают открытым способом.

Вторым по величине месторождением вермикулита является Ков-дорское в Мурманской обл. Невысокая концентрация вермикулита в руде (10—15%) и отдаленность этого северного месторождения от промышленных центров страны предопределяют высокую стоимость ковдорского вермикулита.

Минерал вермикулит входит в состав разных горных пород и в разных количествах. Он встречается среди пегматитовых, пироксеновых, серпентиновых, тальковых, апатитовых и других пород.

Для промышленного использования вермикулитсодержащих пород их подвергают обогащению, чтобы увеличить содержание (концентрацию) вермикулита в руде. Таким способом получают вермикулитовые концентраты. Вместе с тем для вспучивания используют не только концентраты, содержащие минерал-вермикулит, но и концентраты родственных ему сильногидратированных видов слюды, например гидробиотит и гидрофлогопит.

Вообще в промышленности вермикулитом часто считают гидратированную слюду, хорошо вспучивающуюся при быстром нагревании.

Строение вермикулита подобно строению слюды, причем часть ионов Si замещена в нем ионами Аl, а вместо ионов К содержатся ионы Са и Mg, связанные с молекулами воды и взаимозаменяемые. В минералогии вермикулитом считают слюду с крайней степенью гидратации, в кристаллической решетке которой щелочи замещаются водой. Поэтому единой и точной химической формулы для вермикулита, как минерала, написать нельзя. Содержание составных частей может колебаться в следующих пределах в %: Si02 37—42, MgO 14—28, Fe203 5—17, FeO 1—3, A1203 10—13, H20 8—20. Кроме того, в вермикулите может находиться К20 + Na20 в небольшом количестве (до 1—2%).

Самым замечательным свойством вермикулита является его способность при быстром нагреве расщепляться на отдельные слюдяные пластинки, лишь частично скрепленные между собой. В результате такого расщепления зерна вермикулита сильно вспучиваются.

Причиной вспучивания является энергичное взрывообразное выделение паров воды, которые, действуя перпендикулярно плоскостям спайности, раздвигают пластинки слюды и увеличивают тем самым объем зерен в 15—20 раз и более. Вспученный вермикулит имеет своеобразную пластинчатую пористость, которой не обладают другие теплоизоляционные материалы.

Исследования показали, что тончайшие пластинки (от 5 до 25 мк) образующие зерна хорошо обожженного вспученного вермикулита, сохраняют присущую пластинкам природного вермикулита упругость, приобретая во время обжига лишь несколько большую изогнутость. Пористое строение вспученного вермикулита отличается наличием сообщающихся между собой пор неправильной, линзовидной, вытянутой по слоистости формы. Зерна вспученного вермикулита практически не имеют замкнутых, изолированных друг от друга пор.

На степень вспучивания оказывает влияние содержание воды в вермикулите: чем больше воды, тем сильнее происходит вспучивание.

Вода, содержащаяся в вермикулите, имеет неодинаковые и еще не окончательно установленные формы связи с основным веществом минерала. В природном вермикулите различают следующие виды воды:

а) конституционную (гидратную), входящую в точных стехиомет-рических количествах в молекулярную структуру минерала;

б)цеолитную, находящуюся в виде твердого раствора, причем вода является растворимым веществом, а кристаллы минерала, наоборот, растворителем;

в)межпакетную, содержащуюся между чешуйками слюды, прочно адсорбированную на плоскостях их спайности;

г)гигроскопическую, механически удерживаемую на'поверхности зерен минерала.

Процесс дегидратации вермикулита при его нагревании можно схематически разделить на следующие три стадии: первая стадия — при температурах до 200° С — происходит удаление гигроскопической влаги, т. е. по существу сушка, сопровождаемая начинающимся вспучиванием, вторая стадия — в интервале от 200 до 275° С — характерна удалением межпакетной воды, что связано с уже сильным вспучиванием; третья стадия — в широких пределах от 700 до 1100° С — удаляется конституционная вода, что обусловливает дальнейшее увеличение объема зерен вермикулита.