Опыт работы вибрационной печи
Особенность этого способа термообработки перлитовых пород — осуществление процесса нагрева не прямым воздействием пламени на вулканическое стекло, как в промышленных печах, а передачей тепла от внутренней поверхности трубы к частицам материала. Кроме того, температурная обработка перлитового сырья происходит в неподвижных аэродинамических условиях.
Оба фактора, безусловно, положительно сказываются на эффекте вспучивания вулканических водосодержащих стекол.
Условия термической обработки
В качестве исходного сырья использован витрокластический туф Элиген-Булакского месторождения (фракция 0,6-1,2 мм) как наиболее склонный к растрескиванию при термообработке, а для сравнения — перлитовые породы некоторых месторождений. Показательно, что в шахтной печи, где материал подвергается наиболее быстрому воздействию температуры, выход вспученного продукта фракции менее 0,6 мм самый высокий — 26,7%. Полученный при этом материал имеет развитую открытую поверхность с большим количеством трещин. В значительно меньшей степени это явление наблюдается при обработке в вибрационной печи.
Способность вулканических водосодержащих стекол
Способность вулканических водосодержащих стекол вспучиваться значительно зависит от наличия в них макро — и микропор, в которых может находиться большое количество летучих компонентов. Поры и микротрещины самой породы могут служить первичными полостями, откуда начинается порообразование при вспучивании, и существенно влиять на расположение вспученных пор. Поэтому строение вспученного материала в некоторой степени обусловлено структурой породы.
Термическая обработка перлитовых пород при определенных условиях (т. е. вспучивание) нарушает структуру вулканического стекла. Это в свою очередь изменяет и другие физико-механические свойства породы, прежде всего, перлиты, вспучиваясь при нагревании, превращаются в легкий пористый материал. Читать далее
Химический состав перлитовых пород
В изотермических условиях при данной температуре удаляется строго определенное количество воды. Это подтверждает, что вода в стеклах находится в различных формах: механически связанная, капиллярная, сорбционная, структурная и др.
Характерная особенность всех перлитов, способных вспучиваться, — наличие в них воды, газы же при этом могут и отсутствовать, что подтверждает основную роль воды в процессе вспучивания вулканических водосодержащих стекол. Летучие вещества в перлите, определяемые как потери при прокаливании, для отдельных видов представлены только водой (мухорталинский перлит). Читать далее
Свойства перлитов
Как отмечалось выше, перлит представляет собой водосодержащую разновидность вулканического стекла, образовавшуюся при быстром охлаждении вулканических магм. Характерная особенность этой породы — наличие концентрических микротрещин, образующих перлитовую структуру, что и привело к названию перлит.
Химический состав перлитовых пород в общем довольно постоянный в пределах одного месторождения и несколько различный для перлитовых провинций. Существенные изменения в химическом составе наблюдаются в тех случаях, когда порода подвергалась вторичным превращениям в гидротермальных условиях. Читать далее
Промышленное значение отдельных месторождений
Типичные перлиты Мухор-Талинского участка представляют собой породу темно-зеленого цвета с прослойками и гнездами коричнево-бурого перлита. Это месторождение расположено в условиях, удобных для разработки открытым способом.
На территории Читинской области выявлена Закультинская группа месторождений, состоящая из пяти участков и шести проявлений перлита. Читать далее
Важнейшие месторождения перлитовых пород
Содержание вкрапленников минералов и кристаллизация пород незначительны (3-4%). Постоянство состава вулканических стекол Арагацкого месторождения, незначительное содержание кристаллитов и вкрапленников позволяет отнести их к высококачественному перлитовому сырью.
Кислые вулканические стекла найдены на Кавказе также в АзССР и ГССР. В АзССР разведано крупное Кельбаджарское месторождение перлитов, близкое по своему характеру к армянским вулканическим породам. На территории ГССР найден ряд месторождений перлитовых пород. Читать далее
Процессы гидратации и монтмориллонитизации
В обоих случаях роль вод, и особенно термальных, связанных с вулканической активностью района в целом, весьма велика. Третий процесс изменения вулканических стекол принципиально иной. Происходит он на некоторой глубине от поверхности при температурах выше 400° С. Характерная его особенность — дегидратация и последующая фельтизация, которые приводят к образованию в различной степени метаморфизированных стекол.
Указанные вторичные процессы, наряду с процессами, происходящими во время остывания вулканического стекла, ведут к образованию в стекле крупных кристаллов (вкрапленников) либо мелких. Читать далее
Кислые лавы
На процесс образования вулканических стекол решающе влияет скорость остывания лавы и ее химический состав. При медленном остывании лава кристаллизуется, превращаясь в горные породы типа базальта, андезита и др. При быстром остывании лавы образуются вулканические стекловатые породы. Лавы, богатые щелочами, железом, магнием и другими плавнями, долгое время остаются подвижными и легко кристаллизуются. Кислые лавы, богатые кремнеземом, наоборот, становятся вязкими уже при относительно высоких температурах и не успевают закристаллизоваться, превращаясь при застывании в вулканическое стекло.
Условия образования перлитовых пород
Благодаря ценным физико-техническим свойствам, обусловленным высоко, развитой пористой структурой, перлит широко применяется в строительстве и энергетике (в качестве теплоизоляции), в химической, пищевой промышленностях фильтрирующий материал, наполнитель, носитель и сорбент), в авиации, литейном производстве, космической технике и других отраслях народного хозяйства.
Области использования этого материала могут быть расширены, а его эксплуатационные свойства значительно улучшены за счет снижения его водопоглощения, достигающего при контакте вспученного перлита с водой 700-1000 вес. Даже незначительное увлажнение вспученного перлита резко снижает его теплозащитные и диэлектрические свойства.
Авторами установлено, что гидрофобизация вспученного перлита кремнеорганическими соединениями полностью устраняет капиллярный подсос, сводит до минимума водопоглощение при контакте с водой и практически не влияет на сорбцию воды из воздуха.
Экспериментальные исследования показали, что обработка вспученного перлита различными типами кремнеорганических гидрофобизаторов позволяет регулировать его физико-технические, химические, а следовательно, и эксплуатационные свойства. Читать далее