Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.51 Mб
Скачать

размерам будущих изделий. Даже слюдяное сырье класси­ фицируется по-разному. Мусковит Мамско-Чуйского место­ рождения делится на 3 группы по размерам и на 3 категории

по

качеству,

мусковит

карельских

месторождений делится

на

4 размера,

а по качеству — на 2

сорта.

 

 

 

На Иркутской слюдяной фабрике радиодетальный пром­

сырец используется только для производства

радиодеталей,

на

Петрозаводской фабрике предусмотрено

попутное

полу­

чение конденсаторных

подборов

и подборов

для щипки, на

Ленинградской — предусмотрена

калибровка

радиодетальной

слюды из колотой слюды № 5, 6, 7, 8, отсортированной

для

:->той цели. В настоящее время требуется обобщить опыт слю­ дяных фабрик и разработать единые принципиальные поло­ жения для построения технологических схем обработки слюды.

Изделия из вермикулита

Изделия из обожженного вермикулита изготовляются на различных связующих веществах: казеине, жидком стекле, глине, б-итуме, крахмале, синтетических смолах, цементе, гип­

се,

диатомите

и др. с добавками асбеста, минеральной ваты

и

стеклянного

волокна.

 

Выбор вида связующего вещества и добавки определяет­

ся

условиями

применения изделий, требованиями, предъяв­

ляемыми к ним, и технологией их производства. Технология изготовления изделий заключается в подготовке сырья, сме­ шивании вермикулита со связующими и добавками, приготов­

лении гидромассы,

формовании

и прессовании

на

механи­

зированных

линиях

"с автоматическим управлением

и сушки

р тонельных

рециркуляционных

сушилках.

 

 

Вермикулитовые изделия также изготовляются по сухому

способу на

фенольных смолах без воды, .путем „

смешивания

смол с вермикулитом и формования массы при температуре полимеризации смолы.

Асбовермикулитовые изделия представляют собой тепло­ изоляционный материал, состоящий из обожженного верми­ кулита, распушенного асбеста (не ниже пятого сорта) и свя­ зующих, веществ, изготовленный путем прессования и сушки.

Изоляция из асбовермикулитовых изделий имеет коэф­ фициент теплопроводности основного слоя изоляции (без штукатурки) 0,071+0,00019 t c p при объемном весе 300 кг/м5 и 0,065+0,00018 t c p при объемном весе 250 кг/м3 .

Асбовермикулитовые

изделия

«ФОВ».

В соответствии с

ВТУ 965-209-51 МСП формованные

изделия

на основе

обож­

женного вермикулита марки ФОВ

изготовляются для

судо­

строительной промышленности в виде плит и скорлуп.

 

Состав изделия ( % ) : обожженный

вермикулит — 69, ас­

бест четвертого сорта — 17, бентонитовая глина — 10 и

крах­

мал — 4.

ФОВ 250 кг/и3,

 

 

 

Объемный вес плит

скорлуп — 230

кг/м3 .

Коэффициент" теплопроводности 0,08 ккал (м. ч. град) при температуре 100° С.

Термовермикулит представляет собой механическую смесь обожженного вермикулита и глиноземистого цемента. При­ меняется как противопожарная изоляция судовых помеще­ ний.

Асбестовермикулитовые изделия заводской готовности

представляют собой асбестовермикулитовые скорлупы, по­ крытые слоем вспученного перлита. Изготовляются в завод­

ских условиях. Изделия заводской готовности

способствуют

индустриализации

теплоизоляционных

работ.

 

 

Для изготовления изделий применяется обожженный вер­

микулит с объемным весом не более

ПО кг/м3 . Размер

зерен

от 1 до 7 мм.

 

 

 

 

 

 

Гидромасса приготовляется в растворомешалке типа С-104.

Формование

плит

осуществляется

на

гидравлических

прес­

сах. Скорлупы

изготовляются при двукратном

прессовании

на гидравлическом прессе. Сначала изготовляется из перли­

товой гидромассы оболочка

скорлупы

(первое

прессование),

а затем — основной изоляционный

слой

из вермикулитовой

гидромассы

(второе

прессование). Отформованные изделия

поступают в сушильные камеры.

Температура

сушки

120—

160° С. Продолжительность

20—24

часа.

 

 

 

Асбестовермикулитовые скорлупы с покровным слоем име­

ют теплофизические

показатели,

аналогичные

показателям

асбовермикулитовых

изделий.

 

 

 

 

 

Вермикулитобетон

изготовляется

из вермикулита,

порт­

ландцемента,

асбеста

и тонкодисперсных

добавок (огнеупор­

ных глин, шамота, диатомита, и др.).

 

 

 

 

Предельная температура

применения

вермикулитобетона

850° С. Снижение прочности

наблюдается

в начальный

пери­

од нагревания, а при дальнейшем нагревании прочность по­ вышается.

Особенно эффективным является введение в состав вер­ микулитобетона асбеста и растворимого стекла. Вермикули-

тобетон на растворимом стекле изготовляется из вермикули­ та, асбеста, диатомита, растворимого стекла и кремнефтористого натрия.

 

Технологический

процесс изготовления вермикулитобето-

на

включает подготовку материалов,

их дозировку,

смешива­

ние, формование

и сушку

изделий.

 

 

 

 

Изделия применяются для тепловой изоляции промышлен­

ного оборудования и печей.

 

 

 

 

Эффективным

теплоизоляционным

материалом

является

пеновермикулитбетон

(коэффициент

теплопроводности ~ при

20°С 0,1—0,175 ккал/м. ч. град.).

 

 

 

 

Вермикулито-древесноволокнистые

плиты

изготовляются

из

древесноволокнистой

массы и обожженного

вермикулита

в

количестве от 50 до 80 вес. частей. Испытания

[66] изготов­

ленных партий плит показали, что они самостоятельно не го­ рят и обладают хорошими огнезащитными свойствами. Объ­

емный вес плит от

160 до 240 кг/м3 ; коэффициент теплопро­

водности

0,04 ккал (м. ч. град.) при 20° С; предельная

тем­

пература

применения 100° С. Вермикулит при изготовлении

трудносгораемых

древесноволокнистых плит должен

найти

широкое

применение.

 

Г л а в а IX

Т Е Х Н О Л О Г И Я А С Б Е С Т А

1.

МИНЕРАЛЫ АСБЕСТА И ИХ СВОЙСТВА

Асбестом

называются

минералы,

отличающиеся

от

всех

других

природных

минералов специфическим

волокнистым

строением

и способностью

 

распушиваться

 

(т. е.

расщеплять­

ся на тончайшие

волокна)

 

при механическом

воздействии,

скручиваться в нить и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Асбест

был

известен

человеку еще

в

древние времена.

Первое

применение

асбеста

относится

к

временам

древней

Иудеи

(1300 лет до и. э.)

и древней

Греции

(390—305 гг.

до н. э.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добыча

 

асбеста

в России

была

начата

на Урале

изве№

ным горнопромышленником

 

Демидовым

в X V I I I

веке

(после,

открытия

крестьянином ' Сафроном

Согрой

месторождения

асбеста на реке Тагил).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из асбестовых руд кустарным способом извлекалось во­

локно,

которое

использовалось для

выработки

асбестовых

текстильных

изделий — несгораемых

рукавиц, колпаков

и др.,

находивших применение в горячих цехах уральских железо­

делательных заводов.

 

Из

асбеста изготовлялись также различные

галантерей-

ные

товары — кошельки, сумки, салфетки, и т.

д., служив'

шие предметом роскоши и поражавшие современников своей огнестойкостью.

Непрерывно растущее потребление асбеста оказало поло­ жительное влияние на развитие его добычи и обогащения в главнейших мировых центрах: России (1720 г.), Южной Ро­ дезии (1909 г.), Канаде (1878 г.). Эти асбестодобывающие районы и определили характер развития асбестовой промыш­ ленности.

Большую роль в развитии производства асбеста сыграло

12*

283

открытие в 1885 г. Д. Н. Ладыженским

Баженовского

место­

рождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По химическому

составу

асбест

представляет водные си­

ликаты магния, железа и частично кальция и натрия.

 

Минералы,

относящиеся

к

асбесту,

встречаются

в виде

правильно

волокнистых и путанно

волокнистых

образований

и делятся

на

2 группы: серпентина

(хризотил-асбест)

и ам­

фибола (амфибол-асбест).

 

 

 

 

 

 

Хризотил-асбест

является

 

единственным представителем

группы серпентина.

 

 

 

 

 

 

 

Группа

амфибола

включает

большое

число

разновиднос­

тей асбеста, к которым относятся: крокидолит, амозит, тремо­ лит, антофиллит и антинолит.

Наибольшее промышленное значение по объему потреб­ ления имеет хризотил-асбест, на долю которого приходится почти 95% мировой добычи асбеста.

Свойствами асбестовых минералов, определяющими их промышленную ценность, являются: длина волокна, эластич­

ность, прочность,

способность при, механическом

воздействии

распадаться

на тончайшие волокна,

химическая

стойкость

при воздействии

на них кислот

и щелочей, способность вы­

держивать

без

существенных

изменений своих

физических

свойств высокие

температуры. Дл я некоторых

производств

важное значение

имеет адсорбционная

активность распушен­

ных асбестов; способность в распушенном состоянии образо­ вывать гомогенные водные суспензии. При применении асбе­ ста в электроизоляционных материалах важное значение при­ обретают его диэлектрические свойства.

Хризотил-асбест

В переводе с греческого хризос означает золото, тилос — волос. Хризотил-асбест представляет собой водный магнези­ альный силикат, химический состав которого теоретически вы­

ражается

формулой 3MgO-2 Si02 -2 Н 2 0 с содержанием окис­

лов:- MgO — 43, 45%; Si0 2 —43,5%; Н 2 0 — 1 3 , 0 5 % .

Фактиче­

ский состав хризотил-асбеста несколько отличается

от теоре­

тического

содержанием Fe, А1, реже Са, Сг. Двухвалентное

железо (FeO) частично изоморфно замещает

в .кристалличе­

ской решетке окись магния.

Трехвалентное

железо (Fe2 03 )

и прочие

элементы.являются

загрязняющими

минеральными

примесями и не входят в кристаллическую

решетку хризо­

тил-асбеста.

 

 

 

Способность хризотил-асбеста распадаться на гибкие и прочные волокна впервые была объяснена советским уче­ ным К. В. Васильевым, получившим в 1927 г. первою рентге­

нограмму

уральского

асбеста.

 

 

 

 

 

Электронномикроскопическими

исследованиями

Бадоле,

Ягудзинского и Багхи

установлено, что

волокна

хризотила

являются

полыми и обнаруживают

большое

сходство с

тру-

 

 

 

 

 

 

 

о

 

бочками.

Внутренний

диаметр трубочек

равен 130 А,

а их

 

 

 

о

 

 

 

 

 

средний внешний диаметр 260 А.

 

 

 

 

 

Показатель преломления

N c p ^ l . 5 3 — 1,57.

Удельный

вес

хризотил-асбеста колеблется

в пределах

2,49—2,53

и в

сред­

нем равен 2,5. Твердость вдоль волокон равна 2, а поперек — 2,5. Температура плавления— 1550°С.. Хризотил-асбест ха­ рактеризуется малым коэффициентом теплопроводности, что

обусловливает

высокие

термоизоляционные

свойства.

В зависимости от механической прочности

на

разрыв ас­

бест

условно делят

на

3 разновидности: нормальной прочно­

сти,

пониженной прочности и ломкий (табл. 37).

 

Т а б л и ц а

37

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивление на разрыв

волокон

 

 

 

 

хризотил-асбеста

различной проч­

 

 

 

 

ности, кг/мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волокно

Волокно,

 

Волокно,

 

А с б е с т

 

недефор-

подвержен­

 

скрученное

 

 

мирован-

ное 'одному

 

на

5 оборо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ное

излому

 

 

тов

Нормальной

прочности

300

200

 

150

Пониженной

прочности

200

150

 

 

50

Ломкий

 

 

 

200

30

Не

выдерживает

При нагревании

асбеста до

400° механическая

прочность

его снижается на 23%. При повышении температуры свыше

400° начинается

выделение конституционной воды.

Полное

ее выделение

происходит при температуре равной

700°, при

этом разрушается структура хризотила и происходит образо­ вание форстерита (минерал состава M g 2 S i 0 4 ) .

Волокно хризотил-асбеста обладает низкой электропро­ водностью, которая зависит от содержания в нем примеси магнетита и FeO, изоморфно замещающей MgO.

Щелочи,

даже крепкие, хризотил-асбест не разрушают,

но он не кислотостоек и даже слабые органические

кислоты

(уксусная)

извлекают из него окись магния, отчего

прочность

и гибкость

волокон резко падают.

 

Амфибол-асбест

В группу амфибол-асбеста входят минералы: крокидолит,

амозит,

антофиллит,

тремолит

и

актинолит.

Наибольшее

промышленное значение

имеют

крокидолит,

амозит и анто­

филлит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основным достоинством этой группы минералов является

их высокая

кислотостойкость.

Кислотоупорные

свойства их

по сравнению с малой кислотостойкостью

хризотил-асбеста,

возможно,

объясняются тем, что молекулярное

 

отношение

кремнекисло™

к основанию у

 

амфибола

равно

 

приблизи­

тельно 1:1, а у хризотила 2:3.

 

 

 

 

 

 

Есть предположение, что чем больше в асбесте

MgO, тем

гыше точка

его плавления, и чем больше в нем Si02 , тем он

кислотоупорнее.

 

 

 

 

 

 

 

 

Крокидолит-асбест

является

натрожелезистым

гидроси: .

ликатом

состава

Na2 Fe3 Fe2 [ S i 4 0 n ] 2

[О, О Н ] 2 .

Среднее со­

держание

окислов ( % ) : Si02 -— 51,

Fe 2 0 3

—20,

FeO — 18,

MgO — 2, Na 2 0 — 6, H 2 0 — 3. Удельный вес .3,2—3,3. Хорошо расщепляется на тонкие, гибкие и прочные волокна. Толщина их достигает 0,9—1,8 мк. По механической прочности он не уступает хризотил-асбесту и является наиболее прочным сре­ ди амфибол-асбестов. При нагревании прочность его понижа­ ется. Температура плавления 930—1150°. Длина волокон 20 мм, иногда достигает 50 мм и более.

Амозит-асбест является водным железомагнезиальным силикатом, состав которого выражается следующей схемати­

ческой формулой

H 4 Mg 5 , Fe'ig, Fe2 , AbSias, Og 4 .

Амозит-асбест

имеет

очень длинные волокна в 100, 150 и

даже 250 мм. Толщина

волокна 0,07—0,2 мк. Несмотря на

хорошо выраженную волокнистость амозита, он расщепляет­ ся значительно хуже,- чем хризотил-асбест. Прочность на раз­

рыв недеформированных волокон

амозита

равна 300 кг/мм2 ,

у волокна, подвергнутого одному излому,

70 кг/мм2 . При на­

гревании меняется состав амозита

и его механические свой­

ства ухудшаются. Температура плавления

1100—1200°.

Антофиллит-асбест по химическому составу является маг-

незижелезистым гидросиликатом,

выражающимся следую­

щей формулой M g 7 S i 8 0 2 2 ( О Н ) 2 . Ввиду того, что магний ча-

стично замещается

железом, часто состав антофиллит-асбе­

ста изображают следующей формулой:

 

 

 

 

 

 

(Mg, F e ) 7 S i 8 0 2 2

(ОН) 2 .

 

 

По данным

Badullet

[78], в зависимости от содержания

железа

твердость

антофиллита

колеблется

от 5,5 до 6,0;

удельный

вес — от

2,85 до 3,11; показатель преломления раз­

вей 1,61.

Волокна

антофиллит-асбеста вследствие цементи­

рования

посторонними

включениями,

(обычно

 

карбонатом

магния)

не гибки

и хрупки, но после обработки их кислота­

ми становятся

мягкими,

эластичными

и хорошо

поддаются

распушке.

 

 

 

 

 

 

 

Антофиллит-асбест отличается

наибольшей

по

сравнению

с другими разновидностями асбеста теплостойкостью, кисло­ тоупорностью и щелоч'естойкостью.

2.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АСБЕСТА

В подавляющем большинстве асбестовых изделий исполь­

зуется хризотил-асбест, удельный

вес амфиболовых

асбестов

в асбестообрабатывающей

промышленности

не

превышает

4%. Последние применяются в изделиях, к которым

предъяв­

ляются требования

повышенной

кислотостойкости.

 

 

Асбест применяется во

многих

областях

промышленности

и в строительстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

А с б е с т о т е к с т и л ь н а я

п р о м ы ш л е н н о с т ь .

При

рассмотрении под микроскопом

асбестовых

волокон

и воло­

кон органического

происхождения

(растительных

и

живот­

ных) легко заметить большую разницу в их форме и состоя­ нии поверхности [61]. В то время как волокна асбеста при большом увеличении имеют вид гладко отполированных стальных прутьев, поверхность органических волокон пред­ ставляется неровной, шероховатой, а сами волокна имеют местные утолщения и узлы, способствующие их взаимному сцеплению и связности при скручивании в нить. Эта особен­ ность . асбеста, а также небольшая длина его волокон обу­ словливают значительно меньшую механическую прочность асбестовых нитей и тканей по сравнению с механической прочностью из волокон органического происхождения и не позволяет вырабатывать тонкие нити. Поэтому пряжа и тка­ ни из чистого асбеста изготовляются из наиболее высоких

его

сортов

и применяются в небольших количествах

лишь

для

выработки специальных изделий.

Основная же

масса

асбестовых

текстильных материалов

(огнезащитные

ткани

и костюмы, уплотняющие прокладки и набивки, электроизо­

ляционные

ленты и шнуры, тканые диски сцепления)

выра­

батываются

из асбеста с добавкой до 20—25%

хлопка.

Неко­

торые изделия,

требующие особо

высокой

механической

прочности

(например,

тормозные ленты),

вырабатываются

из пряжи,

в которой

асбестовые

нити

скручены с

тонкой

бронзовой

проволокой.

 

 

 

 

 

В соответствии с ГОСТ 6102-52 асбестовая ткань изго­

товляется девяти

марок (АТ-1АТ-9). Ткани

марок

АТ-6 и

АТ-7 применяются для изготовления теплоизоляционных ас­

бестовых матрацев

и асбестовой ленты, ткани

марки АТ-8 —

для

теплоизоляции

трубопроводов

арматуры

и соединений

труб

малого диаметра

с температурой

теплоносителя 200—

450°, ткани марки АТ-9 — для тех же целей

при температуре

теплоносителя до 200° С.

 

 

 

 

 

 

 

А с б е с т отд е м е н т н а я

п р о м ы ш л е н н о с т ь

в

ос­

новном использует

механические свойства

волокон

асбеста.

Поэтому асбест, применяемый в этой

промышленности, дол-'

жен

обладать высокой

механической

 

прочностью,

хорошо

распушиваться и связываться с цементом.

 

 

 

 

Так же как и в

асбестотекстильной

промышленности,

в

производстве асбестоцементных изделий асбест жесткой тек­ стуры дает значительно лучшие результаты по сравнению с асбестом полужесткой и тем более мягкой текстур, как более однородный по длине волокон и содержащий значительно меньше пыли.

Содержание асбеста в асбестоцементной массе в зависи­ мости от вида вырабатываемых изделий и качества (марок) применяемого асбеста колеблется в пределах 12—50%, ос­ тальные 88—50% составляют вяжущий компонент массы, в качестве которого применяется высокосортный портландце­ мент или песчанистый "портландцемент.

В асбестоцементной промышленности применяют исклю­ чительно хризотил-асбест от третьего до шестого сорта и из­ готавливают асбоцементные кровельные и стеновые плитки,

листы, фасонные детали; облицовочные и отделочные

листы

и плиты; зонты для вестибюлей

метро, вентиляционные

кана­

лы, трубы для водопроводов,

канализации и газопроводов,

электроизоляционные доски и детали.

А с б е с т о к а р т о н н а я и а с б е с т о б у м а ж н а я ' п р о-

м ы ш л е н н о с т ь применяют асбест для изготовления асбе­ стовых картона, бумаги, дисков сцепления, фильтров, кисло­ тостойких фильтров и прокладок.

Для производства бумаги и картона используется хризо­ тил-асбест четвертого, пятого, шестого сортов и антофиллитасбест третьего, четвертого, пятого сортов.

Асбестовый картон применяется в качестве огнезащитного

теплоизоляционного

или

электроизоляционного

материала,

а

также для уплотнения

соединений в приборах,

аппаратах

и

коммуникациях. В

теплоизоляционной конструкции само­

стоятельно он не применяется. Из асбестового картона в ос­ новном изготовляются различные огнезащитные температуростойкие прокладки (под металлические кожуха; под тепло­ изоляционные матрацы — для снижения температуры под ни­ ми и предохранения их от горения), применяемые при изоля­ ции горячих поверхностей алюминиевой фольгой и органиче­ ским войлоком.

Асбестовая бумага применяется в качестве теплоизоля­ ционных прокладок при изоляции трубопроводов алюминие­ вой фольгой, а также из нее изготовляются изделия в виде прямых или лекальных плит и полых цилиндров.

Изоляция из гофрированной асбестовой бумаги является

высокоэффективной,

и должна найти

широкое

применение

для изоляции фланцевых

соединений,

трубопроводов и обо­

рудования.

 

 

 

 

А с б е с т о р е з и

н о в а я

п р о м ы ш л е н н о с т ь

изготов •

ляет асбесторезиновые листы, которые содержат около 65%

асбеста, 15% каучука, 20% серы и. наполнитель

(графит, му­

мия, сажа, каолин).

 

 

 

Для производства

асбесторезиновых листов

применяется

хризотил-асбест третьего, четвертого, пятого

сортов жесткой

и полужесткой текстуры. Полуломкий и ломкий

асбест при­

менять не следует.

 

 

 

А с б е с т о в ы е т е р м о и з о л я ц и о н н ы е

м а т е р и а л ы .

Этот вид материалов

разделяется на-2 группы — чисто асбе­

стовые и асбестовые

композиции.

 

 

К первой группе относятся асбестовая вата,

теплоизоля­

ционный шнур и асбестовый гофрированный

картон.

В изделиях второй группы асбеста 20—30%, а остальные

80—70% (по весу) приходятся на основной

компонент, пред­

ставляющий собой минеральные

вещества

малого объемного

веса — легкая форма

углекислой

магнезии,

диатомит

и др.

Асбестовыйшнур

изготавливается из

асбестовой

пряжи

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ