Акустическая обработка глинистых суспензий с целью регулирования технологических свойств глины месторождения Шеланга

• Автор: Чекмарев, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор.

1.1.1. Основные термины в керамике. Состав глин.

1.1.2. Особенности кристаллического строения глинистых минералов

1.1.3. Современные представления о структуре глинистых пород.

1.2.1. Система глина вода. Коллоиднохимические свойства глин

1.2.2. Классификация форм влаги в глиняных массах

1.2.3. Воднофизические свойства глиняных масс.

1.2.4. Ионообменная способность глин.

1.2.5. Электрокинетический потенциал глиняных частиц.

1.2.6. Процессы структурообразования в дисперсных системах.
1.3.1. Ультразвук. Действие ультразвука в жидких средах. Физическая сущность ультразвука
1.3.2. Ультразвуковая обработка дисперсных систем и материалов
1.3.3. Действие ультразвука на глинистые минералы и их водные дисперсии
1.3.4. Свойства глинистых минералов и образование структур в системах обработанных ультразвуком
1.3.5. Влияние обменных ионов и ультразвука на процессы изменения
структуры системы глинистые минералы вода.
ГЛАВА 2. Методы исследования
2.1. Объекты исследования.
2.2. Подготовка сырья. Ультразвуковая обработка сырья.
2.3. Фотоседимеитационный анализ
2.4. Определение электрокинетического потенциала
2.4.1. Подготовка сырья.
2.4.2. Определение направления и скорости электроосмоса.
2.5. Методика определения открытой пористости и средней плотности кубических образцов
2.6. Методика построения кривой сушки
2.6.. Подготовка и переработка сырья. Формование образцов и занесение результатов в программу расчета.
2.6.2. Определение воздушной усадки.
2.6.3. Определение влажности
2.6.4. Определение критической влажности материала
2.6.5. Определение градиента влажности
2.6.6. Определение чувствительности образцов к сушке.
2.7. Определение истинной плотности пикнометрическим методом.
2.8. Определение гранулометрического состава глин по методу Б.И.
Рутковского
ГЛАВА 3. Результаты фотоседиментационного анализа и изменение величины потенциала от времени обработки суспензий
3.1. Акустическая обработка глины
3.2. Ультразвуковая обработка глин.
Заключение по главе 3
ГЛАВА 4. Регулирование технологических свойств глиномасс воздействием ультразвука на суспензии сырья
4.1. Изменение пористости керамических изделий от времени ультразвуковой обработки суспензий.
4.2. Изменение формовочной влажности, критической влажности, градиента влажности, чувствительность к сушке глиномасс от времени
ультразвуковой обработки суспензий.
Заключение но главе 4
ГЛАВА 5. Примеры возможного внедрения результатов
исследования.
Основные выводы по результатам работы
Список литературы


В основе строения большинства глинистых минералов лежат два структурных элемента , один из которых состоит из двух слоев плотноупакованных атомов кислорода или гидроксильных групп с расположением между ними в октаэдрической координации атомов алюминия алюмокислородные слои АОНб. ОбОН4. По способу сочленения тетраэдрических и октаэдрических слоев глинистые минералы со слоистой структурой делятся на три типа , . В первом типе основной, строящий структуру, пакет образован сочетанием одного октаэдрического и одного тетраэдрического слоя структурный мотив 11. К этому типу минералов относятся каолинит А50Н4, галуазит и др. Паулинг впервые предложил структурную схему каолинита, состоящую из параллельных слоев анионов кислорода и гидроксилов, координированных вокруг катионов кремния и алюминия. Ионы кремния окружены тетраэдрическими группами из четырех кислородных ионов, а ионы алюминия октаэдрическими группами из шести кислородных и гидроксильных ионов. Структурная схема, разработанная Паулингом, была развита в работах Грунера, Бриндли ,. Исходя из предложенного Паулингом, Грунер предположил, что элементарная ячейка каолинита имеет два структурных слоя рис. Размеры слоев тетраэдрической и октаэдрической частей весьма близки друг другу, что способствует образованию октаэдрическитетраэдрических слоев. В слое атомов, который является общим для октаэдрических и тетраэдрических групп, две трети атомов разделяются кремнием и алюминием, вследствие чего в этих положениях могут быть атомы кислорода, но не ОНгруппы. В октаэдрической сетке атомов алюминия заполнены лишь две трети всех возможных положений. По мнению , каждые два атома алюминия разделены сверху и снизу группами ОН, которые расположены так, что каждая из них расположена прямо под дыркой гексагональной сетки атомов кислорода в тетраэдрическом слое. Кислородные атомы и гидроксильные группы прилегающих слоев прочно сгруппированы в пары и сцеплены благодаря водородной связи между слоями, расстояние между которыми в среднем составляет 2,А. Плоскость между структурными слоями является плоскостью спайности. Рентгеновская дифракционная картина каолинита свидетельствует о высокой степени совершенства кристаллической структуры со смещением сеток внутри слоя. Молекулярное отношение БЮг к Я2Оз у каолинита равно двум, что соответствует содержанию ,5 8Ю2, ,5 А0з и Н ,. О 2 ОН 3 Эдельману, Фавейе. А1, Ре, 4 или А1. Так, дефицит положительных зарядов, возникший в результате замещения 8Г на А, может частично возмещаться либо заполнением положения двухвалентного иона трехвалентным, например М2т на А, либо увеличением числа катионов, занимающих октаэдрические положения. Остаточный отрицательный заряд уравновешивается катионо водным и комплексами, расположенными в межслоевом пространстве ряда силикатов со слоистой решеткой. В третьем типе глинистых минералов со слоистой решеткой хлоритах элементарный пакет образован сочленением слюдоподобного и бруситового слоев структурный мотив 211. Г4 на А компенсируется положительным зарядом
бруситового слоя, возникшим в результате замещения М т на А1 . Наряду с ионной связью между трех и одноэтажными слоями, которые можно представить в виде протяженных двухмерных ионов, имеющих заряды противоположных знаков. Существует также водородная связь гидроксилы одноэтажного слоя и кислородные атомы смежного трехэтажного слоя группируются в пары, аналогичные группам О ОН каолинитов. Рассмотренные модели кристаллических структур силикатных образований являются идеальными. В реальных кристаллах проявляются несовершенства в расположении структурных элементов решетки относительно главных кристаллографических направлений и друг друга, в тенденции к изменчивости химического состава, способности к послойному полиморфизм как между элементарными ячейками одного структурною типа, так и ячейками различных типов. Основные типы дефектов и их проявление в дифракции представлены в работах,. Согласно ним, наиболее простым дефектом является нарушение порядка, выражающееся в ограниченности размеров кристалла.