V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Актуальностьтемы. Бентонитовое сырье востребовано широким спектром отраслей промышленности. В нашей стране минерально-сырьевая база бентонитов представлена в основном низко- и среднекачественными щелочноземельными бентонитами и бентонитоподобными глинами. Ежегодная потребность Казахстана в бентонитах, особенно в высококачественных, составляет 600 тыс.т (оценка на 2009 г.), а собственная добыча бентонитов и бентонитоподобных глин составляет 356 тыс.т, при этом производство бентопорошка, в т.ч. активированного всего 30 тыс.т. На современном этапе проблема создания современных технологий переработки низкокачественных бентонитов с целью получения на их основе продукции с оптимизированными технико-экономическими показателями является весьма актуальной

Физико-химические свойства бентонитов,прежде всего, адсорбционные и катионообменные, напрямую зависят от содержания основного породообразующего компонента монтмориллонита и его структурных особенностей.Изучение кристаллохимии и структуры монтмориллонита позволяет не только определить генетическую принадлежность бентонита, с характерными ему особенностями строения, формой и размерамипродуктивной толщи, минеральным и элементным составом, но и прогнозировать физические и технологические свойства.

Применение комплекса современных минералого-аналитических методов оценки качества бентонитов при изучении новых проявлений и доизучении известных месторождений позволяет установить наличие бентонитов и бентонитоподобных глин, отбраковать некондиционные глины, выявить легкомодифицируемые разности среди низко- и среднекачественных бентонитов, оценить качество и технологические свойства, и, в итоге, дать прогноз направлений использования этих ценных полезных ископаемых (рис.1).

Кроме того, комплекс минералого-аналитических методов (рентгенографические, термические, резонансные, адсорбционно-люминесцентные) дает возможность осуществлять контроль за изменением кристаллической структуры монтмориллонита на различных стадиях переработки бентонитов и бентонитоподобных глин.

Целью данной темы является – Выявление структурных и кристаллохимических свойств бентонита для обоснования оптимальных технологий получения высококачественного строительного материала .

Основными задачами исследования являются:

- установление структурных и кристаллохимических особенностей монтмориллонитов бентонитовых глин четырех месторождений;

- изучение различных составов щелочноземельных бентонитов и бентонитоподобных глин согласно заданным технологическим параметрам по направлению использования;

- определение минералого–технологических критериев, позволяющих классифицировать бентониты по группам и категориям качества, оценить технологические свойства, выбрать оптимальные направления использования;

- установление влияния механоактивационных процессов, содержания и состава химических реагентов (в т.ч. водной фазы) на коллоидно-химические и технологические свойства модифицированных бентонитовых глин;

- выявление основных закономерностей физико-химического и механоактивационного регулирования коллоидно-химических и реологических свойств глинистого сырья.

Связующий, пластифицирующий компонент (высокая дисперсность и набухаемость)

Технологическое назначение. (Оптимальные свойства глин)

Сорбенты, катализаторы (максимальная величина активной поверхности и содержание активных центров)

2, 3 разновидность, щелочные и смешанные бентониты

3 разновид- ность, щелочные бентониты

Разновид-ность бентонита

1 разновидность, щелочноземельные бентониты

1, 2 разновидность, щелочноземельные и смешанные бентониты

Буровые растворы		Окомкование жедезорудных концентратов		Поглощение и утилизация отходов животных		Фильтрация, рафинация, отбелка масел и жиров
Литейное производство						Производство пестицидов и родственных им продуктов
Кормопроизводство						Катализаторы
						Очистка природных и сточных вод
Водонепроницаемые экраны						Производство удобрений
						Цементное производство
Эмульгаторы и стабилизаторы						Производство асфальтовых эмульсий и плитки
Очистка вин, соков и пр.						Производство керамики, в т.ч. стеновой и половой плитки
Производство вяжущих материалов		Производство красок		Осушители		Химическое производство (очистка промежуточных продуктов)
						Производство лицевого кирпича
Производство смазочных материалов						Производство блоков и форм
						Производство минеральных волокон
						Наполнители пластмасс
Производство бетона						Гончарное производство
						Производство кровельной черепицы
Бумажное производство						Производство глазурей и эмалей
						Стекольное производство
Произ-во резины и полимеров		Медицина, фармацевтика, косметика.		Керамзит		Улучшение агротехнических свойств почвы
						Биостимуляторы роста с/х животных
Консервация и упаковка сельхозпродукции						Изоляция и поглощение радиоактивных и прочих токсичных отходов

Рисунок 1. Многоцелевое назначение бентонитов и критерии оценки их качества

Методы исследования и фактический материал

Исследовательская работа выполнена на большом объеме экспериментального материала с использованием комплекса современных методов (РФА, ДТА-ДСК, ДТГ, электронная микроскопия с микродифракцией, ЯМР, химико-спектральные методы, адсорбционный люминесцентный анализ) Изучено более 120 образцов бентонитовых глин из 4 месторождений Казахстана.

Научная новизна.

• Предложены новые эффективные параметры и характеристики монтмориллонитового компонента, как дополнительные минералого-технологические критерии экспрессной оценки качества бентонитового сырья, позволяющие классифицировать их по геолого-промышленным типам и направлениям использования.

• На основе установленной взаимосвязи структурных изменений и свойств бентонитов разработана технология получения высококачественного бентонита для стройматериалов.

Практическая значимость

Результаты исследований апробированы при комплексной оценке качества бентонитового сырья в лаборатории ТОО ПИЦ «Геоаналитика» бентонитовых глин Ибатинского, Бесарыкского, Урангайского, Сауранского месторождений. Из сравнительной характеристики химического и минерального состава все пробы четырех месторождений достаточно отличаются друг от друга, как видно из таблиц 1- 4 .

Таблица 1. Результаты спектрального анализа глин (полуколичественный)

Элементы	Содержание, %
	Проба1	Проба2	ПробаЗ	Проба4
	Ибата	Урангай	Сауран	Бесарык
Sr

Код для цитирования: Скопировать