Отощающие материалы в производстве керамических
изделий
Для регулирования технологических свойств формовочной массы и литейных
свойств шликеров, а также получения изделий с заданными свойствами в
производстве фарфоровых и фаянсовых изделий используют отошающие
материалы — кварц жильный молотый, кварцевый песок, кварцевые отходы
обогащения каолинов, шамот из боя изделий или полученный обжигом глин и
каолинов и др.
Отощающие материалы активно участвуют в изменении не только свойств
массы, но и в формировании черепка изделий, оказывая влияние на их
физико-технические свойства.
Кварцевый песок — рыхлая сыпучая порода, состоящая из мелких обломков и
зерен различного размера: 0,01—0,25 мм — мелкозернистый песок, 0,25—0,5
мм — среднезернистый, 0,5—1 мм — крупнозернистый и 1—2 мм —
грубозернистый. По минералогическому составу пески состоят в основном из
кварца с примесью различных минералов — слюды, глауконита, глины,
полевых шпатов и др. По происхождению пески могут быть речными,
озерными, морскими и дюнными (эоловые).
Кварцевые пески, получаемые в Авдеевском, Часов-ярском (Донецкая обл.),
Водолажском и Новоселовском (Харьковская обл.), Люберецком (Московская
обл.) карьерах, а также на обогатительных фабриках каолиновых
комбинатов, являются качественным сырьем для производства керамических
изделий. Они содержат от 91 до 99% SiO2.
Кварцевые пески, получаемые при обогащении каолинов, не должны содержать
более 0,2% соединений железа для I сорта и 0,3% для II сорта, а
содержание SiO2 не должно быть менее 95 и 93% соответственно для I и
II сортов. Содержание каолина и СаО допускается для I сорта до 1% и для
II сорта до 2%. Обычно примеси неотделенного каолина в кварцевых песках,
полученных при обогащении каолинов, составляют 5—10% при мокром способе
обогащения и 20—25% при сухом.
Качество кварцевого песка определяется огневой пробой. При наличии в
кварцевых песках крупных примесей полевого шпата, известняка их удаляют
на концентрационных столах, а также просевом на плоских ситах или
грохотах.
Каолинизированный кварцит (гусевский камень)
подразделяется на две разновидности. Бесщелочная разновидность (K2О +
Na2О<0,5%) темно-серого цвета представляет собой каолинизированный
вторичный кварцит, образовавшийся в результате гидротермального
изменения кислой эффузивной (изверженной) горной породы типа дадитового
порфира, состоящей до 56% из кварца и около 40% из каолинита. Вторая
разновидность нормальной щелочности (K2О + Na2О до 2,5%) белого, серого
и темно-серого цветов, состоящая из 50—55% кварца, 20—30% каолинита и
14—22% гидрослюды типа гидромусковита.
По РТУ РСФСР 822—67 гусевский камень делится на сорта: высший (красящих
оксидов до 0,6%), I (красящих оксидов до 0,6%, щелочей до 2,5%) и II
(красящих оксидов до 1;%, щелочей до 2,5%). Потери при прокаливании (ППП)
4,51—5,63, огнеупорность— 1650—1670° С. Ввод в фарфоровые массы до 50%
гусевского камня частично заменяет полевой шпат, каолин и кварцевый
песок, способствует повышению белизны до 67—74% и просвечиваемости.
Жильный кварц используют для приготовления глазури. Он встречается в
природе в чистом виде сравнительно редко. Известны Чупинское и
Медвежьегорское (Карельская АССР), Кейвское (Мурманская обл.),
Кыштымское (Челябинская обл.), Нарын-кунтинское (Иркутская обл.),
Джезказганское (Карагандинская обл.) и другие месторождения жильного
кварца.
Пирофиллит (водный алюмосиликат состава А12О3 - 4SiО2 • Н2О) содержит
65—71% SiО2. На ощупь он мягкий, жирный, легко рассыпается в руке. Цвет
белый, плотность 2,84 г/см3, огнеупорность 1520—1790° С. В воде
пирофиллит не размокает и не набухает, при нагревании почти не изменяет
объема, усадка всего около 1%. Массы, содержащие до 40% пирофиллита,
одинаково хорошо поддаются оформлению пластическим формованием и литьем
в гипсовых формах. Основные месторождения пирофиллита — Суранское,
Спасское, Чистогоровское, Овручское, Збранковское и др.
Шамот получают в результате помола отходов производства — боя изделий
после первого и второго обжига, а также при обжиге каолина (каолиновый
шамот), огнеупорной или тугоплавкой глины (глиняный шамот), из боя
огнеупорного припаса и др. Качество шамота зависит от температуры обжига
и характеризуется величиной водопоглощения. Различают шамот спекшийся
(при температуре 1100—1350° С, водопоглощение 3—12%) и низкожженный (при
температуре 600—800° С, водопоглощение 22—28%). В производстве
керамических изделий обычно используют спекшийся шамот и реже
низкожженный (дегидратированная глина). Обожженный каолин в массах
повышает их прочность и улучшает эксплуатационные качества изделий.