4. Генезис глин и каолинов. Причины разложения полевошпатовых пород.

Глина – мелкозернистая горная очадочная порода, состоящая Основным материалом при производстве керамических изделий являются глины и каолины.

Глина – тонкодисперсный продукт разложения и выветривания различных горных пород (преобладающий размер частиц менее 0,01 мм), способных образовывать с водой пластичную массу, которая сохраняет придаваемую ей форму, а после сушки и обжига приобретает камнеподобные свойства.

Глинообразующие минералы представляют собой водные силикаты алюминия, отвечающие общей формуле nAl2O3 · mSiO2 · pH2O.

В зависимости от геологических условий образования глины разделяются на остаточные или первичные (элювиальные), образовавшиеся непосредственно на месте залегания материнской породы, и осадочные или вторичные, образовавшиеся путем переноса и переотложения водой, ветром или ледниками в новое место. Как правило, элювиальные глины низкого качества, в них сохраняются материнские породы, часто они засорены гидроксидами железа и обычно малопластичны.

Вторичные глины разделяются на делювиальные, перенесенные дождевыми или снеговыми водами, ледниковые и лессовые, перенесенные соответственно ледниками и ветром. Главнейшие первичные породы, из которых образовались глины и каолины – граниты и гнейсы. При выветривании сначала происходит их распад на составляющие минералы – кварц, слюду и полевые шпаты; затем под действием водных растворов углекислоты идет более глубокое разложение двух последних материалов. Полевой шпат, например, разлагается по следующей схеме:

К2О . Al2O3 . 6SiO2 + 2H2O + CO2 = Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O + К2CО3 + 4SiO2

ортоклаз каолинит каолин

(калиевый полевой шпат)

K2CO3 как растворимое соединение вымывается, остальные продукты реакции образуют горную породу, называемую каолином.

5. Классификация глинистых минералов.

Глинистое вещество – это наиболее тонкодисперсная фракция глинистой породы. Она представляет собой, как правило, комплекс глинообразующих минералов. Главнейшие из них каолинит, иллит (гидрослюда), монтмориллонит. При затворении водой они образуют тесто, способное формоваться. Этим минералам свойственно слоистое строение кристаллической решетки. Отдельные пакеты решетки образованы закономерно повторяющимися слоями из тетраэдрических групп с организующим катионом Si4.

Каолины – чистые глины. Состоят преимущественно из глинистого минерала каолинита (Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O), имеющего двухслойный пакет с одним тетраэдрическим и одним октаэдрическим слоем, строение решетки плотное. Каолины огнеупорны, малопластичны, после обжига сохраняют преимущественно белый цвет.

Монтмориллонит (Al2O3 . 2SiO2 . 2Н2О . nН2О) имеет трехслойный пакет – два тетраэдрических и один октаэдрический, слабую связь между пакетами, так как расстояние между ними сравнительно велико – 9,6-21,4Å, и оно может возрастать под воздействием вклинивающихся молекул воды. Кристаллическая решетка подвижная, разбухающая под действием воды (в кристаллическую решетку часто входят катионы Mg+2, Fe+3, Na+). Поэтому монтмориллонитовые глины способны интенсивно поглощать большое количество воды, прочно ее удерживать и трудно отдавать при сушке, а также сильно набухать при увлажнении с увеличением в объеме до 16 раз. Размеры частиц монтмориллонита много меньше 1 мк (< 0,001мм). Галлуазит Al2O3 . 2SiO2 . 4Н2О включает галлуазит, ферригаллуазит и метагаллуазит, является частым спутником в каолинитах и каолинитовых глинах. Галлуазит по сравнению с каолинитом обладает большей дисперсностью, пластичностью и адсорбционной способностью.

Гидрослюды K2O . MgO . 4Al2O3 .7SiO2 . 2Н2О (иллит, гидромусковит, глауконит и др.) являются продуктом многолетней гидратации слюд. Кристаллическая решетка сходна с решеткой монтмориллонита, за исключением того, что некоторая часть атомов кремния здесь всегда замещена алюминием, а образовавшийся недостаток зарядов сбалансирован ионами калия.