Петрографические характеристики горных пород. Переработка нерудного сырья

При изучении горных пород наряду с их физическими, механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами следует рассматривать их важнейшие петрографические характеристики, к которым относятся цвет, структура и текстура. Цвет горных пород обусловлен цветом минералов и примесей, преобладающих в составе породы. В свою очередь, цвет минералов обусловлен их химическим составом. Так, белые мраморы состоят в основном из кальцита и доломита, которые в агрегатах имеют белый цвет. Цвет является важным признаком и имеет решающее значение при оценке декоративности горной породы. Структура горной породы характеризуется особенностями строения, обусловленными размерами, формой и соотношениями образующих ее минералов. Структуры бывают кристаллические (и зернисто - кристаллические), порфировые, скрытокристаллические, оолитовые и т. д. Породы с кристаллической структурой состоят из полных по форме кристаллов или неполных кристаллов, называемых кристаллическими зернами (в этом случае структура зернисто - кристаллическая). Кристаллическую структуру имеют кварциты, мраморы, зернисто - кристаллическую - граниты. В породах с порфировой структурой отдельные кристаллы различных размеров соединены между собой значительным количеством плотного, тонкозернистого или стекловатого вещества (например, у порфиров). Породы со скрытокристаллической структурой отличаются большой прочностью и долговечностью. Такую структуру имеют базальты. Оолитовая структура встречается у осадочных пород, сохранивших в своем составе остатки мелких организмов раковины, скелеты (известняки - ракушечники). Структура играет существенную роль в формировании декоративных свойств облицовочного камня и, кроме того, влияет на его обрабатываемость. Текстура (сложение) характеризует взаимное расположение составляющих породу минералов и наличие пор и микротрещин. Текстура может быть: плотная, полосчатая, сланцевая, пористая, ячеистая и др. Породы с плотной текстурой более прочны и устойчивы, они лучше полируются, чем пористые разновидности. С увеличением пористости (ноздреватости, ячеистости) понижается прочность и стойкость против выветривания. Сланцеватые и тонкослоистые породы анизотропный, они сравнительно менее погода устойчивы, а при ударах обладают тенденцией раскалываться по направлению сланцеватости.

Переработка нерудного сырья предусматривает их дробление, грохочение, гидравлическую классификацию, промывку, обезвоживание, обогащение, складирование и отгрузку продукции потребителю. Усложнение технологии, связанное с дополнительной переработкой нерудных материалов, зависит от вида, свойств и степени загрязненности используемых горных пород, гранулометрического состава сырья, требований, предъявляемых к выпускаемой продукции, и т. п. Дробление горных пород производится в целях получения щебня и песка нужных фракций. Расходы на дробление природного камня и валунов составляют более 25 % общих затрат на производство нерудных материалов. Обогащение нерудных материалов необходимо в тех случаях, когда в них содержится большое количество кусков слабой породы или получаемая форма зерен не удовлетворяет требованиям ГОСТов. Для обогащения материалов по прочности используют различные способы, основанные на более интенсивном разрушении слабых пород и примесей при добыче и дроблении (избирательное дробление), на различной плотности кусков слабой и прочной породы (разделение в тяжелых средах, обсадка), на разной величине отскока от твердой поверхности кусков разной прочности. Отгрузку нерудного сырья производят в полувагоны, на открытые платформы, самоходные баржи, автосамосвалы и т.д. Заводы нерудных материалов выпускают широкий ассортимент продукции.

Основные свойства стёкол и стекломассы

К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства. Плотность зависит от химического состава стекла и в некоторой степени от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается. Прочность - способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Твердость способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Теплопроводность - способность стекла проводить тепло без перемещения вещества этого материала. Тепловое расширение - увеличение линейных размеров тела при его нагревании. Термическая устойчивость - способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света.

Стекломасса представляет собой расплав смеси сырьевых материалов. Свойства стекломассы определяются ее химическим составом и температурой. К свойствам стекломассы относят вязкость, кристаллизацию и поверхностное натяжение. Именно эти свойства определяют технологические процессы изготовления стеклоизделий: варку, формование и отжиг стекла.

Главные сырьевые материалы стекольного производства

Сырьевые материалы вводят в стекольную шихту, как правило, в виде природных соединений. Основным сырьем для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия. Высококачественные стекольные белые пески содержат немного примесей, в частности оксида же­леза, придающего стеклу зеленоватую окраску. В стекольную шихту вводят соду, сульфат натрия, поташ, которые понижают температуру варки стекла и ускоряют процесс стеклообразования. При варке смеси чистого песка и соды образуется полупрозрачная стеклообразная масса, растворяющаяся, в воде ("растворимое стекло"). Благодаря введению в шихту оксида кальция в виде известняка или доломита стекло становится нерастворимым в воде.

В процессе изготовления в стекло вводят соединения, придающие ему специальные свойства. Глинозем, вводимый в шихту в виде каолина и поле­вого шпата, повышает механическую прочность, а также термическую и хи­мическую стойкость стекла. При замене части диоксида кремния борным ан­гидридом повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность к кристаллизации. Оксид свинца, вводимый, глав­ным образом, при изготовлении оптического стекла и хрусталя, повышает показатель светопреломления. Оксид цинка понижает температурный коэф­фициент линейного расширения стекла, благодаря чему повышается его тер­мическая стойкость. В специальные стекла, например, оптическое, лабора­торное, вводят оксиды свинца, бария и цинка.