Использование горнопромышленных отходов для получения стекла и стеклокристаллических материалов

• Автор: Суворова, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА УТИЛИЗАЦИИ

ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

1.1. Общее состояние проблемы комплексного использования минерального сырья

1.2. Минеральносырьевая база виды горнопромышленных отходов, пригодных для переработки в стекло

и стеклокристаллическис материалы

1.3. Технологические задачи использования горнопромышленных отходов для производства стекла и стеклокристаллических материалов

ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 .Материалы

2.2.Методы исследования.

ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ
СТЕКЛА И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
3.1.Основные принципы разработки составов многоцветных стекол высокого качества
3.2.Математическое описание зависимости температуры полного плавления в полевошпатпироксеновых системах от нормативного минерального состава.
3.3.Влияние колебаний минерального и химического состава сырья на вязкость расплава в полевошпатпироксеновых системах.
3.4. Влияние колебаний минерального и химическою состава сырья на химическую стойкость стекол в базальтондных системах 4
3.4.1. Влияние колебаний минерального и химического состава сырья на химическую стойкость стекол в кварцполсвошпатпироксеновых системах.
3.4.2. Влияние содержания диоксида титана на химическую
стойкость стекол в системе альбит сфен
3.5.Процессы ликвации и кристаллизации в кварцполевошпатпироксеновых системах в присутствии Р2О5Зг
3.5.1.Влияние состава силикатного расплава на растворимость
в нем Р5
3.5.2. Исследование системы диопсид альбит апатит.
3.5.3. Исследование системы диопсид анортит апатит
3.5.4. Исследование системы диопсид ортоклаз апатит.
3.5.5.Система диопсидкварцапатит
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛА И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
4.1. Термостойкое и химически стойкое черное стекло ЗЬ
4.2. Декоративные одноцветные материалы на основе пироксенов
и полевых шпатов
4.2.1. Зеленое стекло с авантюриновым эффектом
4.2.2. Матовые и опалссцирующие стекла
4.3. Многоцветные декоративные стекла и стеклокристалличсские
материалы в фосфорсодержащих системах
4.3.1.Декоративный стеклокристаллический материал на
основе мелилитсодержащих горнопромышленных отходов с апатитомМ
4.3.2. Декоративный стеклокристаллический материал в фосфатсодержащей системе.
4.3.3. Разработка составов декоративных стекол с использованием нефелинполевошпатовых и магнезиальнокальциевых пород.
4.3.4. Разработка составов, совершенствование технологии декоративных стекол и стеклокристаллических материалов с использованием сфснового концентрата.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Позднее исследования сотрудников Отдела технологии строительных материалов Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра Российской Академии наук при участии автора показали, что это положение в равной степени относится ко всем горнопромышленным отходам . Разработке технологии строительных и технических материалов из горнопромышленных отходов посвящены работы П. И. Боженова , Волжснского ,, П. П. Будникова , Ю. М. Бутта и др. Ряд работ посвящен проблеме переработки горнопромышленных отходов в каменное литье . Значительно меньше работ посвящено исследованиям возможности использования вторичного сырья в производстве стекла и стеклокристаллических материалов, оценке его качества и разработке составов и технологических параметров получения изделий на его основе . Исследованиям в
области синтеза стекол на основе горных пород в течение многих лет занимались В. В. Варгин, Л. А. Жунина, И. И. Китайгородский . При этом, если неоднородность руд и управление их качеством неоднократно являлись объектом специальных исследований, то неоднородность горнопромышленных отходов как сырья для производства стекла и стсклокристаллнческих материалов вообще не рассматривалась. Наиболее благоприятным сырьем для специальных стекол, высококачественного минерального волокна и стеклокристаллических материалов, являются составы, близкие пироксенам , , . Более кислые минеральные составы характеризуются высокой вязкостью расплава, тогда как более основные обладают повышенной склонностью к кристаллизации, характеризуются меньшей кислотостойкостью, а иногда и водостойкостью. Важными свойствами расплавов, используемых в производстве стекла и стеклокристаллических материалов, являются такие показатели, как температурный интервал кристаллизации, склонность к образованию центров кристаллизации, линейная скорость роста кристаллов. Эти параметры находятся в зависимости от структуры минералов чем она сложнее, тем выше склонность расплава к переохлаждению . Такие минералы, как шпинслиды магнетит, хромит и др. Магнетит, например, имеет интервал кристаллизации более 0С. Чистые пироксены, особенно магнезиальные, также характеризуются высокой склонностью к кристаллизации и могут кристаллизоваться в доста
точно широком температурном интервале. Как показано Н. В. Беловым ,, это положение обусловлено тем, что одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров, составляющих основу структуры пироксснов, легко ориентируются параллельно и укладываются в кристалл. В то же время, минералы с трехмерной каркасной структурой крисгаллизуютя значительно хуже. Например, кристаллизовать расплав альбита НаЛ1ЯОк вообще не удается . Иными словами, оптимальный состав стекла из горнопромышленных отходов должен содержать не только нормативные пироксены, но и нормативные полевые шпаты и или кварц. Анализ работ показал, что в качестве возможного сырья для производства стекол могут рассматриваться вскрышные породы Ковдорского месторождения комплексных руд, в первую очередь пироксениты и, в меньшей мере ийолиты и фениты, а также вскрышные породы Ковдорского флогопитового месторождения мелилититы, турьяиты и метасоматические породы диопсидмслилитового состава. Из всего комплекса пород мелилитовыс породы являются предпочтительными, так как характеризуются наименьшей изменчивостью состава и свойств. В качестве компонента сырья могут рассматриваться карбонатиты. Это сырье особенно интересно в связи с тем, что содержит в своем составе примесь апатита, которая может вызывать процесс ликвации, необходимый при производстве многоцветных силикатных стекол. В качестве сырья для производства стекол и стсклокристаллических материалов могут рассматриваться также некоторые вскрышные породы медноникелевых месторождений основного и ультраосновного состава пироксениты, верлиты, габбро, габбронориты, нориты, диабазы и их метаморфизованные аналоги . Наиболее качественным, но в то же время и наиболее дорогим видом сырья являются концентраты пироксенового состава эгириновые и эгиринавгитовые, попутное производство которых может быть организовано при переработке апатитнефелиновых, редко.