Как добывают огнеупорные глины: технологический процесс

Как добывают огнеупорные глины: технологический процесс

Огнеупорная глина – незаменимое сырье для изготовления кирпича и комплектующих для бытовых или профессиональных печей. Этот материал может выдерживать критический нагрев до температур 1580-1830 °С и не терять своих свойств. Не стоит путать такие образцы с тугоплавкой глиной, которая может залегать по соседству – она устойчива к нагреву в пределах 1350 до 1580 °С, но ее характеристики значительно ниже. Надежные огнеупорные трубы для печей изготавливаются только из огнеупорной глины, которая проходит тщательный контроль на производстве. На нашем заводе оцениваются все критерии, поэтому сырье отвечает требованиям ГОСТ.

Качество огнеупорной глины определяет надежность изделий, поэтому к ее добыче, транспортировке и обработке предъявляются серьезные требования. Источники тщательно проверяются, контрольные образцы также проходят контроль. На сегодняшний день существуют крупные месторождения по добыче огнеупорной глины, в которых проводятся постоянные работы. Поговорим обо всех особенностях этого материала.

Характеристики глины

В сухом виде глина представляет собой рассыпчатый огнеупорный материал. За счёт своей консистенции, глина, даже в сухом виде, может принимать любую форму. Кроме этого, сухую глину можно обтачивать и шлифовать.

Влажная глина отличается хорошей пластичностью. Благодаря своим свойствам, она также может выполнять функции гидроизолятора. Работает это следующим образом – глина впитывает в себя влагу до полного насыщения. Впитывав в себя максимальное количество воды, глина, за счёт уплотнения плотности, попросту перестаёт её пропускать.

Последний этап создания изделия — Гончарная яма

Как только форма заполнена, глиняный предмет должен быть запечен в гончарной яме.
Гончарная яма — яма глубиной в один блок или же окружённый камнем блок воздуха — убедитесь, что рядом с гончарной ямой нет ничего горючего, иначе огонь распространится на другие блоки! Даже трава или нижние ветви дерева могут загореться и причинить урон ближним лесам или домам.

И, наконец, зажгите яму с помощью факела или огнива. Убедитесь, что вы находитесь на безопасном расстоянии от огня, иначе загоритесь. Обжиг занимает примерно 48 игровых часов, так что хорошей идеей будет зажечь яму на ночь, чтобы она горела в темноте. Огонь сверху ямы потухнет когда процесс завершится, и там останутся только готовые изделия.

Список количества предметов, обжигаемых одновременно в одной яме:

Использование готовых изделий из керамики и форм

Многие из предметов, изготовленных из глины, являются контейнерами, используемыми в других типах крафта. Большинство обожжённых предметов можно положить на землю, используя (Shift + ПКМ), а многие гончарные изделия можно снова взять пустой рукой (ПКМ).

Использование предметов

Глиняный горшок и миски используются в еде и приготовлении пищи, а лейка — в сельском хозяйстве. Чаши и сосуды для хранения — это контейнеры, используемые при хранении продуктов. Черепица может быть использована для изготовления Керамических блоков , цветочные горшки — это контейнеры, используемые в отделке. Ламели используются в качестве компонентов при изготовлении брони

Виды кладки из глины

Дома по глинобитной технологии можно строить разными способами. Ниже описаны три основные техники.

Опалубка

Методика с применением съемной опалубки используется чаще других. Вначале готовят смесь из глины, песка, соломы, потом утрамбовывают ее в опалубку высотой менее 20 см. Для усиления адгезии каждого последующего слоя с предыдущим верхнюю часть пласта делают в форме гребня. При необходимости слои усиливают путем прокладывания стеблей камыша. Новые слои глины с соломой укладывают после первичного схватывания и подсыхания предыдущего пласта, но до момента формирования плотной корочки.

Блочная кладка

После замешивания глины формируют кирпичи, дают им полностью просохнуть. Из готового материала производят кладку наподобие кирпичной. Между рядами кирпичи промазывают глиняно-песчаной смесью. Весь раствор, который был замешан для изготовления кирпичей, используют сразу, поскольку он быстро твердеет и застывает.

Кладка из мешков

Такая технология считается наименее трудоемкой из всех имеющихся. Она предполагает возведение стен из мешков, наполненных строительным раствором на основе глины. Процесс строительства будет занимать меньше времени, а готовая конструкция получится очень прочной. Последовательность работ по «мешковой» технологии такова:

• крепкие полипропиленовые мешки заполняют строительной смесью с глиной;
• утрамбовывают мешки, чтобы они обрели близкую к прямоугольной форму;
• горловины зашивают оцинкованной проволокой;
• укладывают первый ряд мешков, еще раз уплотняют, смачивают водой;
• сверху распределяют и закрепляют скобами колючую проволоку, формируют шов из смеси песка, глины, извести и цемента;
• укладывают следующий слой мешков, повторяют аналогичные манипуляции;
• дополнительную прочность конструкции придают при помощи заточенной стальной арматуры, вбивая ее вертикально прямо сквозь мешки;
• дают раствору просохнуть и набрать прочность, потом обустраивают перекрытия и кровлю, делают бетонную стяжку на полу;
• пока у дома отсутствует крыша, закрывают его сверху полиэтиленовой пленкой или рубероидом.

Виды глины

Различают несколько разновидностей глины. Каждая из них используется по-своему. Глину с числом пластичности от 0,17 до 0,27 называют лёгкой, свыше 0,27 — тяжёлой. Большую часть добываемых и поступающих в лмаьмаленяется в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве фарфора и огнеупорных изделий. Вторыми по важности материалами являются обычная строительная глина и глинистый сланец. Огнеупорная глина идет на изготовление огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий.

Важное место среди видов глин занимает бентонит. Считают, что эта глина образовалась в результате химического распада вулканического пепла. При погружении в воду она разбухает, увеличивая свой объём в несколько раз. В основном она используется в буровых растворах при бурении скважин.

Сукновальная глина ценится за её отбеливающие свойства при очистке нефтепродуктов. Фильтры из сукновальной глины применяются при очистке растительных и минеральных масел.

Гончарная глина, именуемая также комовой, находит применение при изготовлении посуды. Глина или глинистый сланец представляет собой важное сырье, которое вместе с известняком используется в производстве портландцемента.

Наиболее распространёнными в природе являются: красная глина, белая глина (каолин), глина из песчаника. Сорта глины — для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий — каолин.

Состав глины очень разнообразен

Кроме глин каолинитового типа, встречаются глины, содержащие и другие силикаты.

• а) гончарные глины более загрязненные, чем каолин, но все же пригодные для изготовления посуды и тонких строительных керамических изделий;
• б) кирпичные глины сильно загрязненные песком, органическими примесями, углекислыми и железистыми соединениями и др.; их применяют для производства строительного кирпича.

В обычной глине содержится значительно больше кремнезема (до 80 %) и меньше глинозема, чем в каолините. Мелкий песок в известных пределах полезная примесь; образует как бы скелет глиняной массы, препятствующий ее усадке при сушке и обжиге. Однако большое содержание песка уменьшает пластичность глины, что затрудняет формовку изделий. Такая глина называется тощей, в отличие от жирной, содержащей мало песка.

Тонко распределенный углекислый кальций и окислы железа могут содержаться в глине, применяемой для производства (обыкновенных керамических изделий, но их почти не должно быть в огнеупорных глинах, так как они значительно понижают ее огнеупорность. Крупные же зерна углекислого кальция в глинax недопустимы вообще, так как при обжиге они превращаются в известь, а затем на воздухе гасятся, расширяются, растрескиваются и разрушают изделия такие включения называются дутиком.

Глины с высоким содержанием окислов железа (иногда и марганца) окрашены в желтый, красный или бурый цвета, в зависимости от количества и вида окислов.

Механический состав глины

Глинистым веществом в составе глины принято считать очень мелкие частицы (мельче 0,005 мм). Более крупные частицы (от 3,005 до 0,15 мм) называют пылью, а частицы размером от 0,15 до 5 мм песком. Глинистые частицы отличаются от пылевидяых тем, что первые разбухают при насыщении водой, а вторые нет. Строение глинистых частиц (каолинита) в основном пластинчатое.

Для кирпичного производства пригодны глины и суглинки тяжелые и средние.
Лёссовидные глины и суглинки представляют собой разновидность глинисто-песчаных смесей высоким содержанием пылевидных частиц, в том числе углекислого кальция, кварцевых включений и окислов железа. Они широко распространены на Украине, в Казахстане и в других районах.

Механического анализ глин

Для механического анализа глин т. е. определения содержания в них частиц различной крупности, обыкновенное отмучивание непригодно, так как в этом случае вместе с глиной отделяется пыль. Поэтому механический анализ глин производят в лабораториях в особых приборах, например в приборе Сабиина и др. Исследуемую глину разводят большим количеством воды (1:20), затем тщательно размешивают или кипятят для разъединения частиц, после этого дают отстояться и через определенные промежутки времени сливают воду, содержащую частицы различной крупности, или отмывают эти частицы проточной водой. Чем мельче частицы, тем медленнее они осаждаются и захватываются водой при меньшей скорости течения.

Глина

Глина представляет собой осадочную горную породу, имеющую мелкозернистую структуру. Это очень интересный по своим свойствам вид породы, потому что в сухом состоянии она рассыпчатая и похожа на пыль, а вот в увлажненном виде — мягкая и пластичная, способная принимать любую заданную форму. При застывании же после увлажнения глина становится удивительно крепкой и прочной.

Влажная глина мягкая и пластичная. Она способна принимать любую форму

Глина является осадочной горной породой, представляющей собой вторичный продукт земной коры, который образовался в результате разрушения скальных пород путем их выветривания.

Самым главным источником для образования глины служит полевой шпат, который в процессе распада под воздействием атмосферных осадков образует каолинит и другие составляющие части глин.

Глины четвертичного периода, найденные в Эстонии

Минералы в составе глин

В состав глины входит один или несколько минералов группы каолинита, монтмориллонита или других слоистых глинистых минералов. В глине также могут содержаться карбонатные и песчаные частицы.

В зависимости от количества и качества минералов, входящих в состав глины, это полезное ископаемое может быть самых разных цветов и оттенков — светло — желтого, оранжевого, красновато — коричневого, серого, белого и многих других.

Варианты цветовых оттенков глины

В различные сорта глины входят следующие минералы:

• каолинит
• андалузит
• монтмориллонит
• галлуазит
• мусковит
• гидраргиллит
• накрит
• диаспор
• пирофиллит
• корунд
• монотермит

Существуют также некоторые виды минералов, которые загрязняют глины. Среди них можно выделить следующие:

• кварц
• гипс
• кальций
• доломит
• глауконит
• лимонит
• магнетит
• маркозит
• рутил
• пирит
• сертпентин
• сидерит

Бентонитовая глина содержит в своем составе монтмориллонит

Свойства глины

Среди основных характерных свойств глины можно назвать следующие:

1. Высокий уровень пластичности
2. Способность принимать любую заданную форму
3. Огнеупорные свойства
4. Способность к воздушной и термической усадке
5. Отличная спекаемость
6. Вязкость глин различных сортов
7. Степень усушки
8. Пористость глины
9. Набухание глин
10. Плотность
11. Водонепроницаемость

Красная глина

Виды глины

Различают несколько видов глин, среди которых можно назвать следующие:

• Каолин— так называется знаменитая белая глина, которую используют для производства красивейшего фарфора и огнеупорных изделий.
• Строительная глина — используется для приготовления растворов, которые применяются в процессе возведения сооружения различного назначения.
• Глинистый сланец — применяется в процессе производства цемента.
• Огнеупорная глина — подходит для изготовления огнеупорных кирпичей и других жаропрочных изделий.
• Бентонит — при погружении в воду увеличивается в объеме в несколько раз, используется в буровых растворах в процессе бурения скважин.
• Сукновальная глина — обладает отбеливающими и фильтрующими свойствами. Фильтры из сукновальной глины широко используются для очистки от примесей нефтепродуктов, а также различных видов масел — как пищевых, так и технических.
• Гончарная ( комовая ) глина применяется в процессе изготовления керамической посуды.
• Красная глина — применяется в качестве лечебного и косметического средства для нанесения масок на лицо и тело.
• Глина из песчаника — используется для изготовления посуды, декоративных керамических изделий и сувениров.

Каолин — белая глина

Сфера применения глины

После соединения с нужным количеством воды глина способна образовывать массу в виде теста, обладающую пластичными свойствами. В зависимости от расположения месторождения данного природного сырья, глина характеризуется различными качественными показателями. Поэтому ее используют для различных целей. Среди сфер применения различных сортов глины можно назвать следующие:

• Производство керамики — одна из самых главных сфер применения глины. Из различных сортов этого природного материала делают прекрасные образцы керамической посуды, фаянс и фарфор . Гончарное искусство насчитывает уже несколько тысячелетий, и продолжает совершенствоваться и в наши дни.

Процесс изготовления гончарных изделий

• Изготовление стройматериалов — глина повсеместно применяется в производстве кирпича . На сегодняшний день подавляющее большинство кирпичных изделий производятся на заводах, однако существует также кустарный способ ручной формовки кирпича, который с успехом применяется в некоторых регионах.

Ручная формовка кирпича из глины

• Производство цемента — для изготовления цемента используется смесь глины ( 25%) с известняком ( 75%). В процессе производства сырье аккуратно измельчают, а затем тщательно перемешивают. При этом должна соблюдаться строгая дозировка компонентов, иначе получится цемент низкого качества.

Глина является сырьем для производства цемента

• Техническая керамика представляет собой достаточно обширную группу специальных керамических изделий, изготовленных из пластичной массы, основу которой составляет глина. Керамика технического назначения широко используется в различных областях жизни и деятельности человека — в виде сантехнической керамики, в качестве изоляторов электрического тока в приборах и в проводке, и во многих других сферах.

Образцы термостойкой технической керамики

• Глинобитное строительство — глинобитные постройки представляют собой архитектурные сооружения, главным материалом для возведения которых служит глина. Глинобитные дома являются одними из первых образцов древнейшей архитектуры . При этом способы использования глины могут быть разными. Так, глиняную массу могут утрамбовывать в форму из деревянных дощечек, или же глину смешивают с измельченной соломой и замазывают этим составом дощатую основу.

Глинобитный дом

• Медицина и косметология — издавна глина широко используется в лечебных и косметических целях. Глина входит в состав некоторых лечебных мазей, а также сорбентов и препаратов для избавления от диареи. А в косметологии из глины делают маски для лица и тела, а также включают ее в состав некоторых кремов.

Применение косметической глины

• Пищевая глина — некоторые виды глины являются съедобными и употребляются в пищу. Пищевая глина представляет собой специальную добавку к основному рациону питания человека, и является ценным источником минеральных солей и микроэлементов. Съедобная глина служит сорбентом природного происхождения, который помогает очистить организм человека от шлаковых отложений и вредных токсинов. В то же время глина обладает обволакивающим действием и может использоваться в качестве натурального антисептика.

Белая съедобная глина