4. Карбонатные породы

Известняк, мел – основное сырье для производства извести, портландцемента, глиноземистого цемента, важнейшие компоненты стекольных и керамических шихт. Известняк и мел состоят в основном из минерала кальцита CaCO₃, отличаются лишь плотностью.

Известняк – твердая плотная осадочная порода.

Мел – это осадочная мелкозернистая и рыхлая порода, состоящая из скелетных частей и панцирей простейших организмов.

Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества и вида примесей, а также распределения их в массе. Для производства портландцемента пригодны карбонатные породы при содержании CaO – 42-43,5%, MgO – 3,2-3,7%. Желательно, чтобы сумма Na₂O и K₂O не превышала 1%, а содержание SO₃ было не больше 1,5-1,7%. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкозернистой структурой. Полезны примеси тонкодисперсного глинистого вещества и аморфного кремнезема при равномерном их распределении в карбонатной породе. Включения доломитов и крупнокристаллического кварца, имеющих низкую реакционную способность, нежелательны.

Наиболее высокие требования предъявляются к известняку для стекольной промышленности.

	ИК-54-0,1	ИК-53-0,2	ИК-51-0,3
CaO	54	53	51
Fe2O3	0,1	0,2	0,3
MgO	0,6	1,5	2,5
Al2O3	0,5	1	1,5
SiO2	1	1	10

Мергель – лучшее сырье для производства портландцемента, может также использоваться в составе стекольных шихт. Это переходная горная порода от известняков к глинам, она представляет собой природную смесь из 20-50% глинисто-песчаных веществ и 50-80% мельчайших частиц углекислого кальция. В зависимости от содержания CaCO₃ и глинисто-песчаного вещества мергели подразделяют на:

• песчаные,

• глинистые,

• известковые.

Наиболее ценное сырье – известковый (натуральный) мергель, содержащий примерно 75-80% CaCO₃ и 20-25% глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси, что упрощает производство портландцемента.

В стекольные шихты введение мергеля желательно при производстве бутылочного стекла.

Магнезит и доломит – основное сырье для производства магнезиальных вяжущих веществ, они также могут входить в состав стекольных и керамических шихт.

Магнезит – горная порода, состоящая преимущественно из MgCO₃, встречается в природе в аморфном и кристаллическом виде.

Доломит – горная порода, состоящая из CaCO₃· MgCO₃ и примесей. В чистом виде содержит 54,3% CaCO₃ и 45,7% MgCO₃. В качестве примесей магнезит и доломит содержат SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃.

В доломите для стеклоделия регламентируется содержание Fe₂O₃: для сортового стекла – не более 0,05%, полированного < 0,1%, оконного < 0,2%.

Глиноземистое сырье

Бокситы – основное сырье для получения глиноземистого цемента, используется также как корректирующая добавка в портландцементные сырьевые шихты. Бокситы состоят в основном из гидроксида алюминия. Содержание алюминия в пересчете на Al₂O₃ в бокситах, используемых в технологии ТНСМ, составляет 30-49%. Наиболее распространенными примесями являются SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO. Регламентируется содержание SO₃ – не более 0,5%.

Минерал нефелин имеет формулу Na[AlSiO₄]. Используется в стекольном и керамическом производстве в основном в виде нефелинового концентрата, получаемого обогащением апатитонефелиновых руд, при этом содержание нефелина в нем достигает 80-85%. Нефелин содержится также в породах нефелинового сиенита, состоящего из 50-55% полевого шпата, 30-40% нефелина и примесных минералов. Продукт обогащения сиенита называют полевошпатовым концентратом и используют в технологии керамики и стекла.