Железосодержащие стекла и ситаллы на основе попутных пород Курской магнитной аномалии

• Автор: Жерновая, Наталья Федоровна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 262 c. : ил

Оглавление
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Применение железосодержащих горных пород и отходов промышленности для синтеза стекол и ситаллов

1.2. Проблема комплексного использования нерудных минеральных ресурсов ЮЛА

1.3. Анализ составов стекол и соответствующих им диаграмм состояния систем

1.4. Влияние окислительновосстановительного состояния ионов железа на свойства стекол
1.5. Зависимость валентного состояния ионов железа от различных факторов. Способы получения стекол с заданным соотношением

1.6. Координационное состояние ионов железа в стеклах. Влияние на свойства

1.7. Выводы

2. Цель и задачи исследования

3. Экспериментальная часть
3.1. Методики синтеза и исследования стекол
3.1.1. Синтез стекол системы о,0ЕЮ5Ю2
3.1.2. Синтез стекол системы
3.1.3. Методики исследования свойств и структуры железосиликатных стекол
3.2. Стеклообразование и свойства стекол в системах
оГеД и а.ОГеОЗ
3.2.1. Определение областей стеклообразования
3.2.2. Исследование физикохимических свойств стекол в системах
3.3. Кристаллизация стекол в системах сООЗЮ
агРРеаРзБОг,
3.3.1. Влияние валентнокоординационного состояния ионов железа на кристаллизационную способность
3.3.2. Эгириновые ситаллы в системе ОООзЗО
3.3.3. Разработка оптимальных составов эгириновых ситаллов в системе Л0Со0МОЛРОзЗО
3.4. Синтез стекол и ситаллов на основе попутных пород Курской магнитной аномалии
3.4.1. Характеристика сырья
3.4.2. Синтез марблитов
3.4.2.1. Изучение стеклообразования и свойств стекол в системе отходы обогащения сода
3.4.2.2. Исследование возможности замены соды на сульфат
3.4.2.3. Исследование влияния диоксида титана на иристаллизацию пироксеновых железосодержащих стекол
3.4.3. Разработка составов и технологии эгириновых ситаллов
3.4.4. Разработка составов и технологии ситаллов геденбергитдиопсидового ряда
3.4.4.1. Выбор оптимальных составов
3.4.4.2. Определение оптимального содержания стимулятора кристаллизации
3.4.4.3. Влияние оксида натрия на технологические и технические свойства пироксеновых ситаллов
3.4.4.4. Разработка технологии ситаллов Обсуждение экспериментальных результатов
5. Производственные испытания
5.1. Испытание составов и технологии получения стекол
5.2. Испытание составов и технологии получения ситаллов
6. В ы в о д ы
Литература


Обобщая многочисленные работы по синтезу шлако- и петроситал-лов, Жунина [Д отмечает, что комплексом удовлетворительных технологических и технических свойств обладают пироксеновые составы, содержащие, мае. SlO^, 2- JIO3, 9- CaO , 1- M(jO , 0,5- (feO+Fe^Oj), 0-9 Рг0 , 0-2,2 G^ , 2-6 Ti 0^, что позволяет максимально использовать для их получения повсеместно распространенные железосодержащие нерудные ископаемые, металлургические и топливные шлаки. Разработку составов стекол и ситаллов, а также изучение процессов стеклообразования и кристаллизации наиболее целесообразно проводить на основе диаграмм состояния систем []. В настоящее время большинство высокожелезистых составов стекол и ситаллов разработано в системе CctO-f-e^Oy-'SlO^ (рис. I.I), к которой условно могут быть отнесены сталеплавильные шлаки, шлаки сврздового и цинкового производства, медеплавильные шлаки, шлаки и золы тепловых электростанций. Изучение стеклообразования и кристаллизации высокожелезистых стекол этой системы, находящихся между линиями твердых растворов, показало, что удовлетворительно проваривались и превращались в ситалл при термообработке без использования дополнительных ускорителей варки и кристаллизации составы, содержащие от 8 до мае. Если количество железа было меньше 8, то для удовлетворительной варки стекол использовали щелочные добавки, а для их кристаллизации - катализаторы Cr? Рис. Рёг увеличилась склонность стекла к расслаиванию, усиливалась его кристаллизационная способность, снижалась температура начала кристаллизации. При содержании оксидов железа сверх # стекла интенсивно кристаллизовались при выработке. Отмечено также, что при повышении температуры и изменении окислит ельно-восстановитель-ных условий варки высокожелезистых стекол, ухудшалась их кристаллизационная способность и менялся характер кристаллизации. Это связывалось с диссоциацией и различной структурной ролью двух- и трехвалентных ионов железа при образовании стекла и си-таллов. Оптимальное соотношение /^0 для объемной гетерогенной кристаллизации без использования специальных каталитических добаьок составляло [бб]. Составы стекол типа марблит располагались в системе СаО-Г$Дг БГО^ вдоль пограничной линии Со8Ю3- содержание оксидов железа в них изменялось от до мае. Стекла обладали рядом ценных физико-химических свойств: сравнительно низким коэффициентом термического расширения (-*1СГ7), высокой температурой начала размягчения (0-0°), повышенной прочностью (-0 МПа) и высокой водоустойчивостью (II гидролитический класс) []. В поле кристаллизации кристобалита данной системы разработаны стекла, содержащие от 5 до мае. Свойства высокожелезистых стекол в значительной степени зависели от валентного и координационного состояния катионов железа. Разработанные составы были рекомендованы для производства архитектурно-строительных изделий, изготовления высококачественных наполнителей кислотоупорных замазок, для производства химически стойких изделий. Щегловой [] были разработаны составы высокожелезистых инвертных стекол, располагавшиеся в поле кристаллизации псевдо-воллаетонита, вблизи пограничной линии (рис. ЛЕ — 0—Мп—0-? Ре-О-Са-О - Э? Кулешовым [3 в системе СаО-РеО-ЗЮг были синтезированы гедеыбергитовые ситаллы, отличавшиеся высокими термостойкостью, кислото- и щелочестойкостыо, абразивной стойкостью. Установлено, что наиболее перспективными для синтеза пироксеновых ситадлов в данной системе являются составы, содержащие - мол. БЮй с соотношением СаО/РеО близким к I. Они имеют высокую склонность к ликвации и способны к выделению в качестве единственной кристаллической фазы пироксенового твердого раствора со структурой близкой к чистому геденбергиту. Таким образом, в системе Са0-рехО/“5/ синтезированы стекла и ситаллы в довольно широких пределах изменения компонентов, мае. СйО Ю-, Рех0у 5-. Большое количество составов разработано и в системе БЮг (рис. II,], топливных шлаков и зол [,,]. Минимально допустимое содержание оксида алюминия в стеклах при использовании в качестве катализатора кристаллизации составляет около мае. Рис.