Использование горнопромышленных отходов для получения стекла и стеклокристаллических материалов

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА УТИЛИЗАЦИИ
ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ..........................
1.1. Общее состояние проблемы комплексного использования минерального сырья..................................
1.2. Минерально-сырьевая 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. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ 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 полевошпат-пироксеновых системах от нормативного минерального состава.............
3.3.Влияние колебаний минерального и химического состава сырья на вязкость расплава в полевошпат-пироксеновых системах.........................................
-3-
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 кварц-полсвошпат-пироксеновых системах......................... ^
3.4.2. Влияние содержания диоксида титана на химическую
Г 2
стойкость стекол в системе альбит - сфен............ °
3.5.Процессы ликвации и кристаллизации в кварц-полевошпат-пироксеновых системах в присутствии Р2О5....................Зг
3.5.1.Влияние состава силикатного расплава на растворимость
в нем Р205.......................................... 60
3.5.2. Исследование системы диопсид - альбит - апатит...
3.5.3. Исследование системы диопсид - анортит - апатит 33
3.5.4. Исследование системы диопсид - ортоклаз - апатит.
3.5.5.Система диопсид-кварц-апатит......................
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛА И СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ.................................... 31
4.1. Термостойкое и химически стойкое черное стекло.......... ЗЬ
4.2. Декоративные одноцветные материалы на основе пироксенов
и полевых шпатов........................................ 36
4.2.1. Зеленое стекло с авантюриновым эффектом.......... 36
4.2.2. Матовые и опалссцирующие стекла.................. $3
4.3. Многоцветные декоративные стекла и стеклокристалличсские
материалы в фосфорсодержащих системах № ?
4.3.1.Декоративный стеклокристаллический материал на
работки основного полезного ископаемого возникает вторичная (техногенная) неоднородность. В зависимости от типа и уровня неоднородности эффективны те или иные способы стабилизации состава и свойств вторичного сырья. Если технолог ия первичной подготовки выбрана правильно, то в определенной мере стабилизируются его состав и свойства, однако полностью устранить отрицательные последствия природной и техногенной неоднородности, как правило, не удается. Особенно трудно устранимо влияние на технологический процесс неоднородности кристаллохимического уровня, когда кристаллы одного и того же минерала имеют существенно разнящийся состав. Снижение отрицательного влияния такой неоднородности требует оперативного управления технологическим процессом.
На основании анализа проведенных научных и технологических исследовании для решения задачи производства стекол из минеральных отходов и продуктов их переработки основными задачами исследований являются:
1. Исследование физико-химических свойств горнопромышленных отходов с целью выбора наиболее перспективных источников вторичного сырья для производства стекла и стеклокристаллических материалов;
2. Изучение взаимосвязей важнейших в технологическом отношении свойств с химическим и минеральным составом в системах пироксен - полевые шпаты- кварц, математическое описание этих взаимосвязей;
3. Анализ физико-химических предпосылок получения стекла и стеклокристаллических материалов из горнопромышленных отходов;
4. Разработка составов и технологических параметров получения новых стекол и стсклокристаллических материалов на основе горнопромышленных отходов.
- /*-
ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.Материалы
Для проведения исследований использованы как мономинеральные фракции (при построении диаграмм плавкости и изучении полей ликвации), так и разнообразные побочные продукты и горнопромышленные отходы. Кроме синтезированных альбита, ортоклаза, днопсида и анортита использовались и природные их аналоги.
Природные минеральные фракции.
Минеральные фракции альбита, ортоклаза и кварца выделены из жил керамических пегматитов месторождения Куруваара, а дионсида - из флогопит-диопсидовых пород Ковдорского флогопитового месторождения. Альбитовая фракция отличалась от стехиометрического альбита и содержала (мас.%): 67.72 альбитового, 19.82 анортитового и 12.46 ортоклазового компонентов (табл.1).
Ортоклаз содержал моиоминеральную фракцию калиевого полевого шпата того же месторождения, содержащая (мас,%) 76.55 ортоклаза, 22.74 атьбита и 0.71 анортита (табл.1).
В качестве кварца использована моиоминеральная фракция этого минерала из того же месторождения.
Диопсид представлен мономинеральиой фракцией этого минерала из флогопит-диопсидовых пород Ковдорского флогопитового месторождения. Минерал содержит (мас.%) 50.5 волластонитового, 36.4 энстатитового, 5.9 ферросилитового компонентов и примеси (мас.%) 2.5 кварца, 1.6 альбита, 0.6 ортоклаза, 2.5 анортита (табл.1).