10 февраля 2015г.
В настоящее время глина является самым доступным и дешевым материалом для производства керамических изделий и строительных материалов. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки. В зависимости от места происхождения природное сырьѐ имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.
В Республике Саха (Якутия) известно множество месторождений глинистых пород: Намское, Санниковское, Покровское, Сыдыбыльское, Устъ-Алданское и др. [2]
В условиях быстрого роста производства алюмосиликатных материалов, с учетом повышения требований к стабильности и качеству выпускаемой продукции, все большее значение приобретает проблема непостоянства химического, гранулометрического и минералогического составов природного алюмосиликатного сырья. Таким образом, перед нами стоит задача исследования химического состава глин Санниковского месторождения, т. к. в Санниковском месторождении сосредоточен запас легкоплавких глин в РС(Я). Если мы установим химический состав глинистого сырья, то в будущем сможем модифицировать сырье для получения строительных материалов.
Целью работы является: Исследование химического и минерального состава глин Санниковского месторождения РС(Я).
Объекты исследования: глина Санниковского месторождения.
Глина состоит из химических соединений алюминия, кремния, железа, титана, кальция, магния, натрия, калия в виде окислов, солей и др. В глинах содержатся также некоторое количество органических веществ и вода. Содержание важнейших окислов, входящих в состав легкоплавких глин, находится в следующих пределах (в %): кремнезема SiO2 – (60-80)%; глинозема Al2O3 вместе с окисью титана TiO2 –(5-20)%; окиси железа Fе2O3 вместе с закисью железа FeO –(3-10)%; окиси кальция CaO –(0-25)%; окиси магния MgO –(0-3)%; окислов щелочных металлов Na2O–K2O –(1-5)%.[4]
Минеральный состав глин отличается сложностью и непостоянством. Однако в нем можно выделить такие
минералы, без которых порода не может считаться глиной. Эти существенные для глин минералы называются глинообразующими или глинистыми минералами. К ним относятся некоторые алюмосиликаты (минералы групп каолинита, гидрослюд монтмориллонита и др.) и водные феррисиликаты (нонтронит). Минеральный состав дает более полную характеристику глин, чем химический. [4]
Химический состав проб глин санниковского месторождения мы установили с помощью силикатного анализа. Силикатный анализ позволяет определить содержание оксидов, входящих в состав силикатных материалов. [3]
Таблица 1
Результаты силикатного анализа
|
H2Oг
игро скоп ичес каяв лажн ость
|
H2Oкр
исталл ллизац ионная
|
CO2
|
ПП
П
|
FeO
|
Fe2O3
|
Ca
O
|
Mg
O
|
MnO2
|
K2
O
|
Na2O
|
Al2O3
|
Ti
O2
|
SiO
2
|
P2O
5
|
|
1,371
|
5,16
|
2,788
|
8,06
|
0,568
|
14,39
|
4,27
|
2,14
|
0,081
|
2,63
|
2,109
|
14,23
|
0,
|
61,4
|
0,13
|
|
7
|
9
|
4
|
6
|
5
|
73
|
42
|
2
|
ИК-спектроскопией, с программным обеспечением Varian Resolutions Pro, провели идентификацию колебаний групп молекул входящих в состав глинистого сырья. Каждый образец тщательно измельчали и перемешивали с твердым бромидом калия (поскольку галогениды щелочных металлов прозрачны для инфракрасного излучения в широкой области), после чего смесь прессовали в таблетку (правильный диск). ИК- спектры снимали в области 7200 – 400 см–1.[3]
Результаты исследований представлены на Рисунке 1. Анализ спектра частот образцов глины санниковского месторождения показывает, что появление полос поглощения в области 1003,905 см-1 обусловлено валентными колебаниями связей Si-O и деформационными колебаниями связей О-Н гиббситового слоя, к ним можно отнести наиболее интенсивные полосы с частотами 1007 и 1029 см-1. Поглощение в области 999,866 см- 1обусловлено деформационными колебаниями ОН-групп алюмокислородных октаэдров каолинита. Группа пиков поглощения в интервале между 3618,970 см-1 обусловлена валентными связями О-Н гиббситового слоя в каолините, к ним относятся поглощения на частотах 3618, 3649, 3673 и 3688 см-1.
Данные рентгенофазового анализа (Рисунок 2) согласуются с результатами химического анализа глин (Табл.1) и с данными ИК-спектроскопии (Рисунок 1): рефлексы, характерные для кварцевой составляющей, во всех исследуемых пробах отличаются весьма большой интенсивностью, что указывает на его (кварца) значительное содержание в глинистых породах.
Полученные дифрактограммы приведены на Рисунке 2, там же указаны списки минералов, обнаруженных в исследуемом образце.
Рентгенофазовый анализ выполнен на дифрактометре D2 PHASER фирмы Bruker (Германия), CuKα излучение, 30 кв, 10 ма. Использовали базу данных PDF 2, программы идентификации и полуколичественного анализа поставленные с прибором.
На Рисунке 3 представлен минеральный состав исследуемой глины, по своему минеральному составу исследуемая глина содержит следующие минералы: кварц, микролин, альбит, мусковит, вермикулит и кронстедит.
На данном этапе исследования предстоит изучить
Список литературы
1.
Вакалова Т.В., Гурина В.Н., Ревва И.В., Горбатенко В.В. Химический анализ силикатных материалов - методические указания к лабораторному практикуму.- Томск: 2007
2.
Местников А.Е. Строительные материалы и изделия из глинистых грунтов для индивидуального строительства в Якутии.- Якутск, ЯНЦ СО РАН, 1995.-103
3.
Шелудякова Л.А. Метод инфракрасной спектроскопии и его возможности для изучения строительных материалов/ методические указания к лабораторному практикуму.- Новосибирск: НГАСУ, ИНХ СО РАН 2002.-16с.
4.
Щербаков А.А., Солодский Н.Ф., Викторов В.В., Жестков В.М., Сериков А.С., Клепиков М.С. Физико- химические исследования глин Нижнеувельского месторождения, Вестник, Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия, выпуск №33 (250)/2011//
