Кристаллизация муллита при синтезе керамических материалов из отходов производств

Предыдущая статья Следующая статья

Выпуск: Приложение 3. «Современные научные исследования. Выпуск 1»

ART 53546

Авторы:

В. З. Абдрахимов,

А. В. Колпаков,

Д. Ю. Денисов

Библиографическое описание статьи для цитирования:

Абдрахимов В. З., Колпаков А. В., Денисов Д. Ю. Кристаллизация муллита при синтезе керамических материалов из отходов производств // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 2716–2720. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53546.htm.

Аннотация. Получены кислотоупорные материалы из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Использование нанодисперсных отходов производств значительно повышает физико-механические показатели и кислотостойкость кислотоупоров. При обжиге кислотоупоров в начале процесса муллитизации решетка муллита обладает большим наличием дефектов, а затем по мере повышения температуры обжига кристаллическая решетка муллита совершенствуется. В интервале температур 1050-1100°С образуется первичный («чешуйчатый»), короткопризматический и короткостолбчатый муллит. Внедрение в твердый раствор ионов железа и титана приводит к кристаллизации муллита в виде короткопризматических кристаллов.

Ключевые слова: экология, кислотоупоры, нанодисперсные отходы, глинистая часть «хвостов» гравитации, муллит, температура обжига, изоморфное замещение, стеклофаза

Похожие статьи

Инновационные направления по использованию алюмосодержащих отходов цветной металлургии в производстве кислотоупоров и исследование фазовых превращений при их обжиге

Текст статьи

1Абдрахимов Владимир Закировичдоктор технических наук, профессор «Самарской академии государственного и муниципального управления, г. Самара3375892@mail.ru

Колпаков Александр Викторовичаспирант «Самарской академии государственного и муниципального управления, г. Самараroland.alex@mail.ru

Денисов Денис Юрьевич соискатель ученой степени кандидата технических наук «Самарской академии государственного и муниципального управления, г. Самараdenisovdj@mail.ru

Кристаллизация муллита при синтезе керамических материалов из отходов производств

Аннотация. Получены кислотоупорные материалы из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Использование нанодисперсных отходов производств значительно повышает физикомеханические показатели и кислотостойкость кислотоупоров. При обжиге кислотоупоров в начале процесса муллитизации решетка муллита обладает большим наличием дефектов, а затем по мере повышения температуры обжига кристаллическая решетка муллита совершенствуется. В интервале температур 10501100°С образуется первичный «чешуйчатый, короткопризматический и короткостолбчатый муллит. Внедрение в твердый раствор ионов железа и титана приводит к кристаллизации муллита в виде короткопризматических кристаллов.Ключевые слова:кислотоупоры, нанодисперсные отходы, экология, глинистая часть «хвостов гравитации, муллит, температура обжига, изоморфное замещение, стеклофаза.

I.Введение1. Муллит.В химическом материаловедении керамических материалов вопросу муллитизации придается особое значение,так как именно муллит определяет главным образом эксплуатационные свойства керамических изделий.Ряд ученных в работах 113предполагают, что основные физикомеханические свойства керамическим материалам сообщает муллит, поэтому необходимо вводить такие добавки, которые способствуют образованию муллита при 10001100°С.Муллит –один из часто встречающихся минералов в обожженных керамических материалах. Высокие показатели его по огнеупорности, плотности, химической стойкости и механической прочности привлекли внимание исследователей, как к получению синтетического муллита, так и к исследованию его структуры 1114. Состав муллита долгое время являлся предметом дискуссий, в результате которых исследователи пришли к мнению, что состав муллита колеблется от 2Al2O3SiO2до 3Al2O32SiO2.Многие ученые считают, что основную прочность фарфору сообщает муллит 1117. Муллит 3Al2O32SiO2образует игловидные призматические или волокнистые кристаллы с ясно различимой совершенной спайностью. Сингония муллита ромбическая. В чистом виде он бесцветен, но от примесей Fe2O3и SiO2часто 2получает розовую или синеватую окраску. Эти примеси ведут к повышению светопреломления. Муллит может давать сростки и скопления рисунок 1.

Рисунок 1. Муллит АД, наблюдаемый в работе 18: А –крупные кристаллы плавленого муллита в виде вытянутых призм, свет проходящий без анализатора, Х300, Б –то же, с анализатором, В –игольчатый муллит в рабочей зоне шамота из сталеразливочного ковша, свет проходящий, Х250, Г –обломок шамота в стали, свет отраженный, Х300, Д –игольчатый муллит в стеклофазе, свет проходящий, Х200

Примеси Fe2O3и TiO2вызывают появление плеохроизма в желтоватых и голубоватых тонах. Плотность муллита 3,03 г/см3. Размер кристаллов муллита разнообразен: от 2 до 500 нм.В 1924 г. в статье об исследовании системы Al2O3─SiO2Боуэн и Грейг сообщили, что они открыли кристаллы соединения 3Al2O32SiO2в естественных породах острова Мулл Шотландия; они предложили назвать этот минерал «муллитом 2. Минерал муллит состава 3Al2O32SiO2сравнительно редко встречается в природе и, наоборот, распространен в искусственных камнях ─ заводских продуктах керамической промышленности.По данным авторов работ 1517муллит является цепочечным силикатом, и ионы алюминия распадаются в нем на две группы, причем одна из них входит в решетку с координационным числом 6, а другая 4. В работе 17муллит рассматривается как неупорядочный алюмосиликат, занимающий промежуточное положение между упорядочным силлиманитом и андалузитом.Рентгеновскими исследованиями структуры муллита установлено 1517, что кристаллическая решетка муллита имеет «дырки диаметром 0,671010м, в которые без нарушения структуры могут внедряться посторонние ионы с радиусом катионаменьшим или равным 0,671010м.В основном исследования муллита проводились на образцах, полученных при высоких температурах выше 13501500°С или из расплава. Работ, посвященных изучению муллита являющегося составной частью керамических кислотоупоров, обожженных в интервале температур 12001300°С, значительно меньше.В работе 12Павловым В.Ф. было определено, что образование муллита при обжиге каолиновой глины происходит в два этапа. Сначала быстро возрастает содержание муллита до температуры 12001250°С, а затем происходит медленное увеличение его количества. При обжиге каолинитгидрослюдистой глины синтез муллита протекает подобным образом, как при обжиге каолинитовой глины, с той существенной разницей, что интервал быстрого увеличения содержания муллита смещается в область более низких температур.Зависимость степени муллитизации от температуры обжига исследованных глин в общем виде можно представить следующим выражением Cm= algt+b, где aи bвеличины, зависящие от химикоминералогического состава глин 12.

3В работах 6, 7, 17, 18показано, что формирующийся при обжиге глинистых материалов муллит обладает сравнительно невысокой способностью сопротивляться действию серной кислоты. Это отрицательно сказывается на свойствах кислотоупорных материалов, полученных из каолинитовых глин.Низкая кислотостойкость муллита кислотоупорных изделий связана с дефектностью его кристаллической структуры 7, 12, 19, что заметно по ослаблению интенсивностей рентгеновских рефлексов и образованию вблизи них областей диффузного рассеяния 8, 17, 18. Характер дефектности не установлен. Предполагается 8, что одной из причин является наличие дислокаций на границе блоков кристаллов муллита, которые при сравнительно низких температурах обжига имеют зональное строение. Повышение температуры обжига, а также ввод легкоплавких добавок, приводит к снижению дефектности структуры муллита и росту его способности сопротивляться действию серной кислоты 13.2. Отходы производств.Добыча и переработка природного минерального сырья связаны с образованием большого количества различных промышленных отходов, накопление которых приводит к ухудшению экологической обстановки в регионах 2034].Ежегодно в различных отраслях промышленности накапливаетсяогромное количество отходов. На их удаление и хранение затрачивается 810% стоимости производимой продукции 3539].Публикации ученых и специалистов свидетельствуют, что в настоящее время из недр земли ежегодно добывается и перемещается 120150 млрд. т горной породы, из которой извлекаются около 30 млрд. т полезных ископаемых. При этом доля отдельных видов полезных ископаемых составляет, %: твердое топливо уголь, торф и сланцы –1; руды металлов –20; каменные материалы –30; песок, гравий –25; карбонатные породы, глины 35; сырье для химической промышленности 34. Как правило, полезные ископаемые содержат вмещающие пустотные породы, которые удаляются при последующей переработке на обогатительных фабриках: угольных, железорудных и пр., образуя отходы обогащения. Значительная часть этих отходов накапливается в отвалах горных предприятий и обогатительных фабрик 20.Возникновению экологического кризисаспособствуют следующие факторы: хищническое отношение к природе, получение прибыли любой ценой, хотя природные ресурсы не безграничны. Именно это привело к тому, что в настоящее время потери кислорода в атмосфере в год составляет 10 12 млрд. т 20. В России объем добычии переработки полезных ископаемых удваивается каждые 8 лет, в остальном мире ─ каждые15 лет; многофункциональность использования природных ресурсов в экономическом, биологическом и социальном плане; несовершенство технологических процессов, когда из добываемого природного вещества только 10 % используется человеком с пользой, а остальные в непотребном виде возвращаются природе, загрязняют воздух и почву; экологическая безграмотность общества, незнание законов экологии; нравственное оскудение общества, потеря гражданской ответственности за последствия его деятельности по отношению к своейсреде обитания; недостаточность средств на природоохранные мероприятия. Незнание законов экологии, нарушение принципов биосферной этики привели к возникновению экологических проблем.В России ежегодно для складировании отходов добывающих обогатительных и перерабатывающих комплексов отторгается более 2 тыс. га земель, в том числе пахотных, что на может не сказаться на экологической обстановке регионов 20. Рекультивация и возвращение земель в хозяйственное пользование значительно отстает от темпов их отчуждения. Некоторые данные о количестве накоплений отходов производств приведены в таблице 1 20.

4Таблица 1 Годовой выход отходов производств в некоторых странах мира

СтранаОтходы производствВсего, млн. тНа одного человека, кгНа 1 м2тер.США628256368Япония3122578829ФРГ56933229Великобритания50909207Франция5090991Россия200014000820

По данным авторов работы 40, в настоящее время на территории РФ накоплено около 80 млрд. т промышленных отходов, которые занимают почти 300 тыс. га полезных земель. Степень переработки техногенного сырья не превышает 712% от его выпуска, а остальные объемы переходят в разряд отходов, рациональные области использование которых, как правило, не определены. В 1972 г. Донелла Медоуз и Йорген Рандерс представили Римскому клубу свой знаменитый доклад «Пределы роста ─ сценарий социальноэкономической судьбы человечества в случае сохранения наблюдавшихся тенденций. Сценарий получился печальным ─ при любых конкретных значениях рассматриваемых параметров нашу цивилизацию ждал крах 36, 41. К нему вели два основных механизма: истощение природных ресурсов и неконтролируемый рост отходов. Авторы доклада имели в виду в первую очередь промышленные выбросы в атмосферу и воду, так как роль твердых бытовых отходов относительно производственныхневелика.В России особое положение занимает горнометаллургический комплекс, продукция которого составляет основу экономики и значительную часть экспорта страны. Вместе с тем в настоящее время заметно сокращаются запасы высококачественных руд, ухудшаются горногеологические условия разработки месторождений. За последние 2030 лет содержание основных металлов в рудах снизилось в 1,51,6 раза, а доля труднообратимых руд возросло с 15 до 45 % 2122].Негативное воздействие на объекты природной среды заложены уже в самом характере производства цветных металлов 2022. Производство цветных металлов изза низкого содержания полезных компонентов в рудах сопровождается образованием большого количества отходов производств, которые, скапливаясь в отвалах, «хвостохранилищах и складах, занимают значительные площади и загрязняют окружающую среду. Сегодня на предприятиях цветной металлургии накоплено более 5 млрд. т отходов 2022. Уровень концентрации тяжелых металлов в донных отложениях является важным показателем антропогенного загрязнения поверхностных водоемовУчитывая, что химический состав используемых для многих керамических материалов идентичен химическому составу отходов цветной металлургии, данные отходы можно отнести к потенциальной альтернативной сырьевой базе 2025].Для удовлетворения своих нужд человек сегодня ежегодно извлекает из недр 20,9 млн. т природного сырья, из которых 9095 % поступает в отходы 2030]. Емкость природной среды сегодня почти исчерпана. Она практически уже не в состоянии перерабатывать все отходы человеческой деятельности, накопление которых создает угрозу глобального загрязнения окружающей среды и деградации естественных экосистем. К мерам по ограничению антропогенной нагрузки на природу относятся предупреждение и сокращение сброса вредных веществ в окружающую среду путем 5совершенствования технологии и внедрения малоотходных процессов получения целевого продукта, использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов 20.В производстве строительной керамики в настоящее время объёмы используемых отходов невелики. Использование отходов экономически выгодно, так как исключаются затраты на геологоразведочные работы, на строительство и эксплуатацию карьеров, при производстве строительных материалов уменьшаются затраты на топливо, снижается себестоимость, удельные капиталовложения, уменьшаются площади занятые под отвалы. Кроме того, использование отходов производств –один из эффективных способов экономии природных материалов, при этом одновременно происходит утилизация побочных продуктов и вносится вклад в охрану окружающей среды 2041.Производство керамических строительных материалов –одна из самых материалоемких отраслей народного хозяйства, поэтому рациональное использование топлива, сырья и других материальных ресурсов становится решающим фактором ее успешного развития в условиях проводимой экономической реформы. В связи с этим применение в керамических материалах отходов производств приобретает особую актуальность 2041.II. Сырьевые материалыДля производства кислотоупоров в качестве отощителей сокращения сроков сушки использовались алюмосодержащие отходы, в качестве плавня снижение температуры обжига щелочесодержащий попутный продукт редкоземельных металлов, в качестве глинистого компонента –глинистую часть «хвостов гравитации цирконильменитовых руд, химический состав которых представлен в таблице 2. 1. Алюмосодержащие шлаки от производства металлического хромаимеют плотную структуру, сложенную четко сформированными пластинчатыми кристаллами, имеющими темносерую окраску с зеленоватым или фиолетовым оттенком, химический состав шлаков представлен в таблице 2. Минералогический состав шлаков представлен в основном корундом, βглиноземом и хромовой шпинелью. Такой состав шлаков предопределяет их высокую прочность, огнеупорность 1900°С и термическую стойкость. Температура разрушения шлака под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°С. Чистый оксид алюминия может находиться в нескольких кристаллических формах–Al2O3корунд, γAl2O3, δAl2O3, θAl2O3, χAl2O3и в так называемом βоксиде алюминия, который в действительности представляет собой смешанный оксид алюминия и натрия. Он и соединения с его структурой вызывают большой научный интерес в качестве металлопроводящего твердого электролита.По химическому составу шпинель –это алюминат магния MAl2O4, причём часть магния часто замещается железом или реже цинком, а часть алюминия –железом или хромом. Железо и хром являются хромофором.Хромовая шпинель –пикотит, черного цвета, здесь часть алюминия замещена хромом MgAl2xCrxO4

Введение в составы керамических масс алюмосодержащих шлаков от производства металлического хромаза счет повышенного содержания в нем Al2O3позволяет значительно повысить термостойкость и морозостойкость кислотоупоров.

6Таблица 2Химические составы отходов производств

ОтходСодержание оксидов, мас., %SiO2Al2O3TiO2Fe2OСаОMgOCr2O3R2OП.п.п.Отощители1. Алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома5,576,4–1,357,8–7,31,3–2. Шлаки от выплавки безуглеродистого феррохрома 5,654,8─1,8513,814,75,32,3–3. Шлаки от выплавки ферротитана 2,472,0610,30,3411,43,5–––4. Шлам производства травления алюминия 4,459,2–2,85,22,7–8,216,85. Алюмосодержащий шлам,получаемый при очистке стоков производств этил и изопропилбензола2,363,1–14,44,2–17,25,36. Шламы никельскелетного катализатора 5,226,7–0,82,91,3–24,737,17. Отработанный катализатор ИМ2201 8,4074,5–0,75–0,5014,50,47–8. Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов 7,368,4–1,5–0,710,211,8–9. Обожженные солевые алюминиевые шлаки4,5575,1–1,62,567,61–5,133,45Плавень10. Полевошпатовый концентрат ПШК74,2214,48–0,320,370,31–10,180,32Связующее глинистый компонент11. Глинистая часть «хвостов гравитации ГЦИ58,7021,142,156,551,81,22–1,627,1

2. Шлаки от выплавки безуглеродистого феррохромапредставляют собой материал плотной порфировидной структуры краснобурого цвета с вкраплениями шпинели 42. Порфировидная структура т.е. структура, похожая на порфировую является разновидностью зернистокристаллической структуры. Порода с такой структурой содержит вкрапленники больших размеров и имеет окружающую их основную массу зернистокристаллическую. Это напоминает сильно увеличенную порфировую структуру с вкрапленниками. Усредненный химический состав шлаков представлен в таблице 2.Фазовый состав шлаков представлен алюминатами состава СаО•Al2O3и алюмомагнезиальной хромосодержащей шпинелью. В системе СаО—Аl2O3известны соединения ЗСаОАl2O3, 12СаО•7Аl2O3, СаОАl2O3, СаО2Аl2O3, СаО6Аl2O3. Реакция образования алюминатов кальция в системе СаО—Al2O3протекает в основном в твердой фазе. При обжиге смеси СаО и Al2O3состава 1:1 до температуры 900°С образуется СаО•Al2O3в результате диффузии ионов Са2+в решетку кристаллов Аl2O3. При 950°С наряду с увеличением количества СаО•Al2O3наблюдается появление 12СаО•7Аl2O3, что объясняется диффузией ионов Са2+через слой СаОАl2O3. В интервале температур 10001100°С вследствие диффузии ионов Al3+через слой СаОАl2O3появляется новое соединение СаО2Аl2O3, а в интервале температур 11001200°С СаО —ЗСаОАl2O3, образующий на границе фаз 7СаО/12СаО•7Аl2O3. Образование этой фазы вызывается диффузией ионов Са2+в решетку 12СаО•7Аl2O3.Огнеупорность шлаков ─ 15801620°С, температура деформации под нагрузкой 0,2 МПа: начало размягчения ─ 12801300°С, разрушения 15001550°С.3. Шлаки от выплавки ферротитанаимеют плотную структуру, прочность при сжатии более 100 МПа, огнеупорность выше 1770°С, температура под нагрузкой 0,2 МПа выше 1700°С 43. Усредненный химический состав представлен в таблице 2. Ферротитан —это ферросплав, содержащий до 35 или более 60% Ti, 17% Al, 14,5% Si, до 3% Cuостальное Feи примеси; получают внепечным алюминотермическим способом из ильменитового концентрата и титановых отходов низкопроцентный ферротитан или сплавлением в электрической печи железных и титановых отходов высокопроцентный ферротитан. Ферротитан применяют дляраскисления и легирования стали. Введение в составы керамических масс шлака от выплавки ферротитана за счет повышенного содержания в нем Al2O3позволит значительно повысить термостойкость и кислотостойкость кислотоупоров 43.4. Шламы от обработки алюминия и его сплавов шлам производства травления алюминияобразуются в результате процессов травления сплавов концентрированными растворами, состоящими из едкого натра с небольшим количеством специальных веществ 4446].Травление алюминия и алюминиевых сплавов.Алюминий и его сплавы чаще всего травят в растворе, содержащем 50150 г/л едкого натрия, нагретом до 5070°С. Продолжительность травления в зависимости от состояния поверхности и концентрации едкого натрия составляет 0,51,5 мин. Травление алюминия и его сплавов связано с уменьшением начальных размеров деталей, что особенно следует учитывать при обработке плакированных деталей и деталей, имеющих жесткие допуски. В последнем случае травление производят в растворах с меньшей концентрацией едкого натрия. В результате травления алюминия в едком натрии образуется алюминат натрия и выделяется водород. Алюминий растворяется в едком натре с выделением водорода и формированием составного алюмината, который существует только в щелочном растворе. Происходящая вэтом случае реакция может быть записана двумя способами:1. 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2;2. 2Al+2OH+6H2O→2AlOH4)+3H2Интенсивное выделение водорода свидетельствует о быстром растворении алюминия и может служить сигналом для выгрузки деталей из раствора.После регенерации щелочей из отработанных травильных растворов осаждается осадок –глиноземсодержащий шлам, концентрирующийся на дне ванны и постепенно кристаллизующийся. Шламы этой группы отличаются высоким содержанием Al2O3, что способствует при его использовании в составах керамических масс значительному повышению термостойкости кирпича 44. Повышенное содержание в шламе щелочей R2O8,2% позволит снизить температуру обжига кирпича или его спекание при относительно невысоких температурах обжига и темсамым повысить прочность кирпича, а высокое содержание п.п.п. снизить вес изделия. В настоящей работе шлам производства травления алюминия применялся в производстве керамического кирпича и кислотоупорах 44, 45. Отличительной особенностью шламов от обработки алюминия и его сплавов от других отощителей является его высокая степень дисперсности. Положительным следствием высокой дисперсности шлама 900010000 см2/г является его высокаяпластичность число пластичности более 10, что 8позволяет использовать для производства кислотоупоров малопластичные глинистые материалы. Исследуемый шлам относится к нанодисперсным порошкам.5. Алюмощелочной шламобразуется в химической промышленности при очистки стоков производств этили изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этилизопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlСl3носят кислый характер рН –2′3 и нейтрализуется известковым молоком рН –8,5′9,5. Шлам после осаждения направляется на обезвоживания на фильтрпресс и далее на утилизацию, химический состав представлен в таблице 2. Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксидов натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочностии спеканию керамических кислотоупоров в интервале температур 12501300°С. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности 1000012000 см2/г придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей и высокую пластичность более 12 4750. Исследуемый шлам относится к нанодисперсным порошкам.6. Шламы никельскелетного катализатораобразуются в процессе обработки алюминиевых сплавов на металлообрабатывающих и металлургических заводах. Скелетный никелевый катализаторNiAl2+6NaO�HNi+2Na3AlO3+3H2Никель Ренея, иначе «скелетный никель —твёрдый микрокристаллический пористый никелевый катализатор, используемый во многих химикотехнологических процессах; способ его приготовления предложил в 1926 г. американский инженер Мюррей Реней. Скелетный никелевый катализатор представляет собой серый высокодисперсный порошок размер частиц обычно 400800 нм, содержащий, помимо никеля, некоторое количество алюминия до 15 мас. % и насыщенный водородом до 33 %. Частицы порошка имеют большое количество пор, вследствие чего удельная поверхность составляет около 100 м2/г. Никель Ренея пирофорен, т.е. самовоспламеняется на воздухе при комнатной температуре, поэтому его хранят под слоем воды, спирта либо бензина. Никель Ренея широко применяется как катализатор разнообразных процессов гидрирования или восстановления водородом органических соединений например, гидрирования аренов, алкенов, растительных масел и т.п.. Ускоряет также и некоторые процессы окисления кислородом воздуха. Структурная и тепловая стабильность никеля Ренея позволяет использовать его в широком диапазоне условий проведения реакции; в лабораторной практике, возможно, его многократное использование. Никель Ренея каталитически значительно менее активен, чем металлы платиновой группы, но значительно дешевле последних. Получают никель Ренея в результате сплавленияпри 1200°С никеля с алюминием 2050% Ni; иногда в сплав добавляются незначительные количества цинка или хрома, после чего размолотый сплав для удаления алюминия обрабатывают горячим раствором гидрооксида натрия с концентрацией 1035%; остаток промывают водой в атмосфере водорода. Лежащий в основе приготовления никеля Ренея принцип используется и для получения каталитически активных форм других металлов –кобальта, меди, железа и т.д. Повышенное содержание в шламе никельскелетного катализатора оксида алюминия Al2O3=26,7,таблица 2 позволяет при использование шлама в производстве керамического кирпича повысить прочность, термостойкость и морозостойкость, повышенное содержание щелочей R2O8,2%, таблица 2 –

9снизить температуру обжига, а повышенное содержание органики п.п.п.37,1–значительно облегчить изделия. Минералогический состав шлама никельскелетного катализатора в основном состоит из гидрооксида алюминия, примесей гидроалюминатов и гидрокарбонатов натрия.7. Высокоглиноземистые отходы нефтехимии–это отработанный катализатор ИМ2201 Новокуйбышевского нефтехимического комбината.Данные шламовые отходы отличаются от высокодисперсных порошкообразных материалов природного и техногенного происхождения наноразмерностью, которая находится пределах от80 до 3000 нм и зависит от условий образования. Для получения огнеупорного пористого заполнителя использовался отработанный катализатор ИМ2201 техногенного происхождения наноразмерностью от 100 до 200 нм.Отработанный катализатор –алюмохромистый отход нефтехимии,тонкодисперсный порошок бледнозеленого цвета, химический состав которого представлен в таблице 2.Минералогический состав отработанного катализатора представлены следующими минералами: αAl2O3,

Cr2O3и кварц. В отработанном катализаторе в большей мере присутствует высокотемпературная α–модификация, которая является аналогом природного минерала –корунда 5157].8. Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавовобразуются в процессе обработки алюминиевых сплавов металлургических заводов. Из отработанных травильных растворов осаждается осадок, который концентрируется на дне ванны и постепенно кристаллизуется. Шлам этой группы, как это видно из таблицы 2 отличается высоким содержанием Al2O3и может при определенных условиях стать заменителем природного пирофиллита, бокситов и других алюмосодержащих компонентов при производстве кислотоупоров.9. Солевые алюминиевые шлаки являются отходами алюминиевого производства[5868. По показателям острой токсичности в эксперименте на теплокровных животных мыши и двух видов гидробионитов ветвистоусые рачки aphnia mana Straus и зеленые протококковые водоросли Scenedesmus uadricauda солевые отходы относятся к III классу опасности по степени воздействия на организм и к IV классу опасности для окружающей среды. Солевые алюминиевые шлаки имеют следующий химический состав состава, мас. %: NaCl–10,25; CaO+CaCO3–14,28; MgO+MgCO3–15,30; FeCl3–0,001; SiO2–3,10; Al2O3–41,282; KCl–5,35; CuCl2–0,001; алкилмеркаптиты Al–0,545; предельные углеводороды –0,001; Alметаллический –9,89.В работе 67 нами предложен способ для получения кислотоупорных плиток, основанный на предварительном обжиге, который разлагает и удаляет летучие соединения. Способ осуществляется следующим образом. Солевые алюминиевые шлаки обжигаются при температуре 900920°С до химического состава представленного в таблице 2.После обжига солевых алюминиевых шлаков при 920°С химический состав их значительно обогатился оксидом алюминия таблица 2. Как видно из таблицы 2 обожженный солевой алюминиевый шлак при 920°С обогащается оксидом алюминия до 75,1%. С повышением содержания в керамических массах Al2O3, как правило, повышается прочность сформованных, сухих и обожженных изделий.10.Полевошпатовый концентрат ПШК.ПШК являетсяпопутным продуктом производства редкоземельных металлов и получается после помола исходного сырья, извлечения из него металлов и последующей флотации слюды, химический состав ПШК представлен в таблице 2, а гранулометрический состав его представлен в таблице 3.

10Таблица 3Гранулометрический состав полевошпатового концентрата

Остатки на ситах, %Размеры отверстий сит, мм1,250,630,3150,14Частные0,1234,860,2Полные0,12,136,997,1

После обогащения концентрат в виде пульпы, содержащей 60% воды,по трубопроводу подается в «хвостохранилище. ПШК, как и ГЦИ обладает более равномерным составом, так как получается мокрогравитационным способом. Полевошпатовый концентрат имеет белый цвет с проблесками слюды и внешне напоминает песок 6972].Минеральный состав полевошпатового концентрата ПШК следующий, мас. %: кварц 3040, полевой шпат 6070, слюда 12. Огнеупорность 11001150°С, плотность 2,682,72 г/см3.Полевой шпат в ПШК представлен альбитом 5060% и ортоклазом 4045%).Альбит–Na2OAl2O36SiO2натриевый полевой шпат неограниченно смешивается с анортитом образуя плагиоклазы. Решетка альбита псевдотетрагонального типа. В пустых восьмерных кольцах размещаются ионыNa+. Каждый ионNa+окружен восьмью ионами О2на расстоянии 2,43,51010м 6972. Структурная форма альбита Na2AlSi3O8.Вода с тонкоизмельченным альбитом дает щелочную реакцию. Соляная и серная кислоты не действуют на альбит, а плавиковая действует медленней, чем на плагиоклазы.Недостатком альбита как плавня керамических масс, является пониженная вязкость его расплавов и деформация изделий при обжиге.Ортоклаз–К2OAl2O36SiO2является распространенным породообразующим минералом кислых и щелочных изверженных пород, образуя в пегматитовых жилах поликристаллические массы металлический Таполучают на Белогорском горнообогатительном комбинате из пегматитов. Структурная форма ортоклаза К2AlSi3O8. Большие катионы К+располагаются в решетке ортоклаза в координации КО10в плоскостях, образованных восьмерными кольцами. При расплавлении ортоклаза его объем увеличивается на 8,65% 6972. Кислоты на него не действуют, за исключением плавиковой и частично концентрированной серной. В пегматитовых жилах ортоклаз находится в срастании с кварцем.11. Глинистая часть «хвостов гравитации цирконильменитовых рудГЦИ, по существу, представляет собой тугоплавкую глину, но имеет сложный минеральный состав, включающий, в отличие от традиционных тугоплавких глин, до 10 минералов, и имеет повышенное содержание оксида железа Fe2O3более 5%). ГЦИ получается после дезинтеграции и грохочения руды в виде суспензии влажностью 3745% 7377.ГЦИ в отличие от традиционных глин обладает более равномерным составом, так как получается мокрогравитационным способом. Известно, что каолины обогащаютсямокрогравитационным и сухим способом, при этом первый способ наиболее эффективен 7377. Кроме того, добыча ГЦИ не нуждается в предварительных, вскрышных работах и в усреднении. В таблице 2 и 4 приведены химический состав и качественные характеристики ГЦИ.

11Таблица 4Качественные характеристики 5 пробГЦИ

№пробыЧислопластичностиЧувствительностьк сушке,сГранулометрический состав, содержание фракций, %Группа сырья ГОСТ 9169750,10,05, 103м 0,050,01,

103м 0,010,005,

103м 0,0050,001,

103м 0,001,

103м 125900,812,116,123,048

Средне дисперсное2231000,914,018,124,242,83241000,814,117,521,146,64231000,718,422,315,742,95221100,619,622,215,841,8

Как видно из таблицы4, в ГЦИ полностью отсутствуют частицы размером более 0,5106м, а содержание частиц размером 0,10,05103м не превышают 1%. Мокрогравитационный способ также способствует диспергации глинистых частиц и равномерному распределению их среди других минералов. ГЦИ более однородна в отличие от традиционных тугоплавких глин. Однородность сырца, сформованного из глины, выдержанной в глинозапастнике повышается, а прочность изделий увеличивается на 1015% по сравнению с изделиями, изготовленными из глины, взятой непосредственно из карьера 7374.«Хвостохранилище для ГЦИ разбита на две секции. После накопления 1 секции «хвостохранилища глинистой суспензией, последняя поступает в секцию2. По мере накопления 2 секциив 1 секции ГЦИ высушивается до нормальных эксплуатационных свойств.Цвет ГЦИ –от светложелтого до розового, плотность 2,362,42 г/см3.По суммарному содержанию Al2O3+TiO2ГЦИ относится к полукислым материалам с высоким содержанием красящих оксидов Fe2O3более 3%. По содержанию частиц размером менее 0,001103м ГЦИ относится к дисперсному сырью, по пластичности к среднепластичному, по чувствительности к сушке к среднечувствительному, по огнеупорности к тугоплавкому огнеупорность 15001550°С, по спекаемости –сильноспекающееся сырье с интервалом спекания 120150°С.Минералогический состав ГЦИ представлен следующими минералами, мас. %: каолинит + иллит 4348, гидрослюда + монтмориллонит 812, кварц 1316, полевой шпат 1820, кальцит 2, циркон 2, ильменит 3, оксиды железа 3, содержание органических примесей 0,80,98.Основным глинистым минералом в ГЦИ является каолинит, который плохо окристаллизован. В плохо окристаллизованных структурах каолинита и при повышенном содержании в глинистых компонентах оксида железа Fe2O3более 5%наблюдается изоморфное замещение некоторой части ионов алюминия ионами Fe3+. В физикохимическом понимании это твердый раствор замещения. Индекс кристалличности ГЦИ равен 0,68 третий класс. Эта несовершенная кристаллизация связана с изоморфным замещением катионов. В этом случае ионы железа неудалимы из кристаллической решетки без ее деструкции разрушения. В химической интерпретации можно себе представить, что элементы структуры Si–А1Оносят кислотный характер, а в том случае, когда алюминий изоморфно замещается Fe3+, элементы структуры FeОНносят основной характер, как это предполагает автор работы 2, относительно поглощения ионов водорода.Изоморфное замещение следует рассматривать основываясь на проявлении гибридизации spсвязей в тетраэдре, что сказывается на изменении расстояния 12между атомами ионами. Замещение иона алюминия при АlОравном 1,771010м на ион железа при FeОравном 1,861010м увеличивает размер ячейки, и замещение алюминия железом расширяет тетраэдрический слой 78. По мнению некоторых авторов 2, 12, 78, каолинит менее упорядочной структуры проявляет реакционную способность выше, чем материал упорядочной структуры.III. Технология производства, влияние наночастиц на физикомеханические и химические свойства кислотоупоровКерамическую массу готовили пластическим способом при влажности 2024%, из которой формовали квадратные плитки типа ПК1, которые высушивались до остаточной влажности не более 5 % и затем обжигались при температуре 1250─1300оС. В таблице 5 приведены составы керамических масс, а в таблице 6 физикомеханические показатели кислотоупоров.Таблица 5Составы керамических масс

КомпонентСодержание компонентов, мас. %123456789Глинистая часть «хвостов гравитации ГЦИ505050505050505050Полевошпатовыйконцентрат ПШК101010101010101010Алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома40

Шлаки от выплавки безуглеродистого феррохрома

40

Шлаки от выплавки ферротитана

40

Шлам производства травления алюминия

40

Алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производств этили изопропилбензола

40

Шламы никельскелетного катализатора

40

Отработанный катализатор ИМ2201

40

Алюмохромистые отходы травления алюминиевых сплавов

40

Обожженные солевые алюминиевые шлаки

40

Проведенные исследования показали, что введение в ГЦИ отощителей более 50% снижает формовочные свойства шихты 79, 80. Кроме того, использование плавней более 30%, особенно полевошпатового концентрата, приводит к деформации керамических изделий при температуре обжига более 1200°С.

Таблица 6Физикомеханические и химические свойства кислотоупоров

ПоказательСодержание компонентов, мас. %123456789Морозостойкость, циклы15814315221523532342150156Механическая прочность при изгибе, МПа70586498103351286468Термостойкость, теплосмены12911181932141112Кислотостойкость, %98,798,098,599,299,397,299,598,498,6Водопоглощение, %3,23,83,52,51,84,23,13,43,0

Применение плавней более 10%в составах керамических массдля производства кислотоупоровне целесообразно по следующим причинам: вопервых, необходим минимум содержания исследуемых глинистых компонентов в составе 13керамической шихты, прикотором шихта сохраняет оптимальные формовочные свойства, этот минимум составляет для ГЦИ 50%; вовторых, значительное уменьшение в составе шихты алюмосодержащего компонента приводит к уменьшению содержания в керамических массах количества Аl2О3, что не желательно, так как глинозем в стеклофазе способствует повышению термостойкости изделий; втретьих, полевошпатовый концентрат сокращает интервал спекания керамических масс, понижает вязкость их расплавов и способствует деформации изделий при обжиге. Недостатком полевого шпата, содержащего альбит, как плавня для керамических масс, является пониженная вязкость его расплава и как следствие этого –деформация изделий при обжиге 79, 80. Из таблицы 6 видно, что чем выше содержание оксида алюминия в отощителях,тем выше кислотостойкость, термостойкость, морозостойкость и механическая прочность при изгибе. Кроме того исследования показали, что лучшие показатели имеют кислотоупорные плитки, в составах которых использовались нанодисперсные отощители: шлам производства травления алюминия; алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производства этили изопропилбензола; отработанный катализатор ИМ2201. Известно, что свойства наночастиц могут существенно отличаться от свойств массивногоматериала 81. Так,наночастицы могут иметь иные теплоемкость, электропроводность, фазовое состояние, чем соответствующие макрокристаллы. Кроме того, у них появляются новые оптические, магнитные и электронные характеристики, изменяются реакционные и каталитические свойства. Это определяет области применения наночастиц: в электронике как носителе информации, в химической промышленности как катализаторы, а также в составе композиционных материалов. Энергию Гиббса для нанокристаллических фаз можно записать по следующей форме 81]:Giнк=Giмас+σifi

(1)где Giнки Giмас─ энергия Гиббса нанокристаллических и массивных фаз соответственно; σiи fi─ поверхностное натяжение и поверхность частиц iй фазы соответственно.Тогда можно получить следующее выражение для уравнения 1:ΔGнкΔGмас+Δσ

(2)В условиях равновесия всех трех фаз ΔG0 можно записать 81:ΔGмас=–Δσf

(3)Отсюда видно, что в системе появляется еще один независимый параметр –поверхность, а следовательно, появляется дополнительная степень свободы. Таким образом,температура обжига кислотоупорных плиток может снижаться.Степень дисперсности оказывает определяющее влияние на их химическую активность, причем по мере роста металлических частиц химические свойства существенно меняются. По размерам частицы, можно классифицировать на три типа:а наноразмерные 1 ─ 10...30 нм;б высокодисперсные 10...30 ─ 100...150 нм;в частицы микронных размеров 100...150 ─ 10000 нм.Частицы второго типа называют коллоидными, последнего –грубодисперсными. В настоящее время наиболее интенсивно исследуются частицы первого типа, т.е. наноразмерные чаще называемые "наночастицами".Эффект от внедрения наноразмерных частиц принципиально выражается в том, что в системе появляется не только дополнительная граница раздела, но и носитель квантовомеханических проявлений. Присутствие в системе наноразмерных частиц способствует увеличению объема адсорбционно и хемосорбционно 14связываемой ими воды и уменьшению объема капиллярносвязанной и свободной воды, что приводит к повышению пластичности керамической массы и прочностных показателей.Как видноиз таблицы 6,с повышением содержания в керамических массах оксида алюминия кислотостойкость изделий возрастает. В области исследования кислотостойкости керамических изделий проведен значительный объем работ, однако механизм кислотостойкости изучен недостаточно 82, 83. Одним из важных факторов, определяющих кислотостойкость керамических материалов является наличие в них содержание муллита.IV.Точки зрения различных ученых по вопросу кристаллизации муллита при обжиге керамических материалов.Изучение образования и формирования муллита является составной частью при получении керамических материалов, так как именно муллит придает керамике основные физикомеханические свойства, а кислотоупорам и химическую стойкость. Но в настоящее время нет единой точки зрения на образование муллита в керамических материалах. Согласно исследованиям Г.В. Бриндли и М. Накахира 3, 4в случае сравнительно крупных монокристаллов каолинита первая экзотермика связана с образованием из метакаолинита от 925оС кубической фазы типа шпинели из АlО6и SiO4:Si4Al4O14  Si3Al4O12 + SiO2метакао фаза типа

линит шпинелиВ решетке этой фазы, по сравнению с решеткой нормальной шпинели MgAl2O4, Si4+групп SiO4занимает положение Mg2+и Al3+размещается в части октаэдрических промежутков. Шпинель в свою очередь через «муллитовую фазу, характеризующуюся диффузностью линий на рентгенограммах и неопределенностью состава, переходит в муллит, состав которого выше температуры 1300°С приближается к 3Al2O32SiO2.Следует отметить, что работами Е.А. ПорайКошица и А.М. Калининой в области синтеза искусственного каолинита и изучения его превращений при нагревании, образование шпинельной фазы Si3Al4O12не подтверждено 2, 78. Найдено, что при первом экзотермическом эффекте 9201000оС основной кристаллизующейся фазой является Аl2О3, стабилизированная водой. Это облегчено наличием слоев из АlО4в метакаолините и тем, что после разрыва связейSi–O–Al две трети ионов Аl3+переходят из координации АlО6в АlО4с выделением тепла. Это подготавливает алюмокислородные комплексы со структурой Аl2О35.Действительно, Аl2О3–соединение кубической или псевдокубической формы с предпочтительным размещением Аl3+в октаэдрической позиции АlV1, но часто и в тетраэдрической позиции Аl1V. Рентгеновский анализ подтверждает наличие кубической фазы в продуктах обжига около 980°С 2. Можно бы упомянуть еще и то, что известна глиноземистая шпинельАl2О3куб., возникающая при частичном восстановлении глинозема при высоких температурах, и в связи с этим предположить, что в условиях перестройки координационных связей в метакаолине подобный шпинелид мог бы возникнуть как неустойчивая форма 2. Однако доказательств к этому варианту пока нет.Во всяком случае трудно себе представить изолированные фазы Аl2О3или Аl2О3, требующие миграции ионов алюминия и объединения их хотя бы временно в какието остовы этих фаз при наличии в то же время условий для обеспечения 15структурной непрерывности O–Si–OAlO–Si–OАlO

когда высвобождаются только связи sсвязи.Никольсон Р.С. и Фулрат Р.М. 2, продолжая дискуссию относительно состава фаз при 980°С отмечают, что экзотермический эффект можно отнести к одной из трех фаз: муллиту, шпинели или кварцу. Бриндли и Накахира относили экзотермический эффект на основании рентгеновского излучения к образованию шпинелевидного сочетания 2.Но Рой и др. признали возможным появление кубической фазы шпинели в каолинитеуже при 850°С, а в галлуазите –при 650°С, и тем не менее экзоэффект все же возник при 980°С, поэтому Никольсон и Фулрат высказывают сомнение, можно ли относить этот экзоэффект к образованию шпинели 2.С другой стороны, Комер наблюдал муллитовую фазу при 850°С 2, тогда как Бриндли и Хунтер не наблюдали муллита и после экзотермической реакции. В итоге вопрос о фазовом составе в каолините при 980°С Никольсон и Фулрат решают отнести его к кристаллизации кварца из аморфного SiO2с теплотой реакции определенной калориметрически 9,1 ккалмоль.Значительный интерес вызывает исследование Ранге, Вейса и др. 2, использовавших крупные кристаллы каолинита 12 мм в поперечнике и показавших, что подъем кривой плотности каолинита в интервале 6001000°С протекает плавно, без каких бы то ни было скачков при 800°С, которые подтверждали бы гипотезу промежуточного образования шпинели.П.П. Будников в работе 85отмечал, что в начале процесса муллитизации решетка муллита обладает большим количеством дефектов, а затем по мере повышения температуры обжига кристаллическая решетка муллита совершенствуется.В работе 86Павловым В.Ф. было определено, что образование муллита при обжиге каолинитовой глины происходит в два этапа. Сначала быстро возрастает содержание муллита до температуры 12001250оС, а затем происходит медленное увеличение его количества.Павлов В.Ф. в работе 86предположил, что на первом этапе быстрого увеличения содержания муллита образуется структурнонесовершенный муллит, а на втором –происходит совершенствование его кристаллической решетки.В работах 12, 87В.Ф. Павлов указывает, что образование жидкой фазы на ранних стадиях способствует образованию муллита при более низких температурах. А также повышение реакционной способности жидкой фазы кислотоупоров по отношению к тугоплавким составляющим дает возможность интенсифицировать процесс спекания, это позволяет уменьшить расход топлива. Инициатором повышения реакционной способности жидкой фазы может служить оксид железа. В другой работе В.Г. Куколев 78утверждает, что появление жидкой фазы на ранних стадиях залечивает дефекты кристаллических решеток и затрудняет спекание. В работе 2А.И. Августиник выразил сомнение по поводу благоприятного действия оксида железа на муллитообразование. Суть механизма муллитообразования при наличии оксида железа не ясна. Что же касается роли Fe3+в метакаолините, то Fe2O3 с Аl2О3до 1320°С образует лишь твердые растворы ограниченной растворимости. Изоморфно замещая алюминий, Fe3+укрепляет решетку метакаолина, тоесть задерживает ослабление связей в ней 2. Это проявляется в повышении температуры начала образования муллита и входит изоморфно в решетку муллита. Такой железосодержащий муллит способен даже повысить некоторые эксплуатационные свойства изделия, его кислотостойкость и термостойкость 2.

16Минерализующая роль оксидов неоднократно исследовалась А.И. Августиником в работе 2. Некоторый интерес представляет попытка связать действие минерализатора с эффективным радиусом катиона э. р. 2. Основываясь на этом наблюдении, К. Маккензи предложил 2графическую интерпретацию муллитообразующего действия оксидов, отметив при этом, что катионы таких добавок действуют тем интенсивнее, чем меньше их радиус. В этом случае TiO2э. р. Ti4+=0,64) –сильный минерализатор. Учитывая, что содержание TiO2в ГЦИ более высокое, чем в каолине соответственно 2,88 и 0,88 %, то муллитообразование в первой должно наблюдаться раньше.А.С. Садунас в работе 88наблюдал дифрактометрически при нагревании просяновского каолина в восстановительной среде Н2, СО появление муллита при 850°С. Герцинит FeOАl2О3 кристаллизуется при 600°С. После оптимума кристаллизации герцинита Садунас А.С. наблюдал кристаллизацию муллита. Железистый кордиерит в этих условиях не образуется.Повидимому, величина температурного сдвига кристаллизации муллита зависит от условий.V.Исследование муллитизации стеклофазыФормирование прочности и пористой структуры керамики во многом определяется муллитизацией стекла, служащего основной частью каркаса готовых изделий. Ниже изложены результаты определения химического и минерального составов в участке муллитизированной стеклофазы глинистых материалов различного состава, методом локального рентгеноспектрального анализа с помощью микрозонда фирмы «САМЕВАХ 8991. Исследованию подвергались образцы из глинистой части «хвостов гравитации ГЦИ и из чапаевского каолина, обожженные при 1300°С и содержащие сравнительно большое количество муллитизированной стеклофазы, соответственно5560и5055%. Каолин Чапаевского месторождения Самарской области взят для сравнения с отходом производства –ГЦИ.Изучение распределения отдельных химических элементов между различными фазами на участке, состоящем в основном из муллитизированного стекла, проводили локальным рентгеноспектральным анализом с помощью оптического микроскопа микрозонда. Затем непосредственно на приборе получена информация об изменении элементного состава по длине исследуемого участка образца. Количественное содержание элементов определено по отношению интенсивности излучения определяемого элемента к соответствующему эталону 8991. После количественного определения элементов проведен пересчет на оксиды.Коэффициент пересчета К –величина, равная отношению атомной массы определенного элемента к массе оксида и составляет для SiO2–0,467;Al2O3–0,529;TiO2–0,518;Fe2O3–0,699;СаО–0,715;МgО–0,716;К2О–0,830, Na2O–0,742 [8991]. Количественное распределение оксидов по длине выбранного участка, состоящего в основном из муллитизированного стекла, показано на рисунке 2.Методом наложения графиков рисунок 2)определена взаимосвязь оксидов между собой. При этом спектры Аl2O3, СаО, МgO, К2О иNа2Ов основном повторяют спектрSiO2,что свидетельствует о связи их между собой.Связанность Аl2O3и SiO2также подтверждается на рентгеноспектрограмме, снятой на микрозонде «САМЕСА 8991].Количество кремнезема, входящего в состав муллита в образцах из глинистой части «хвостов гравитации ГЦИ, составляет9,58%,а из чапаевского каолина

8,33%.Оставшееся количество кремнезема составляет соответственно53,22и61,67%.Остальные оксиды вместе с SiO2входят в состав стекла при содержании мас.%:а образцы из ГЦИ: SiO2–5055;СаО–1,52,0;MgO–0,81,3; Nа2О –0,71,2; K2O –0,51,0;б образцы из чапаевского каолина: SiO2–6065;СаО–2,02,5;MgO–1,01,5; Nа2О –0,10,2;K2O–0,10,2.Кроме того, в образцах из ГЦИ в 17незначительном количестве, равномерно распределенном в тонкодисперсном виде, встречаются гематит, магнетит и рутил TiO223%).

Рисунок 2. Рентгеноспектрограммы количественного распределения элементов, пересчитанных на оксиды по длине выбранного участка, состоящего, в основном, из муллитизированного стекла керамики.а образцы из глинистой части «хвостов гравитации; б образцы из чапаевского каолина.

1 –SiO2;2 –Аl2O3;3 –TiO2;4 –Fe2O3;5 –СаО: 6–МgО;7 –Na2O;8 –К2ОТаким образом, локальным рентгеноспектральным анализом были определены качественные и количественные составы муллитизированного стекла–основного структурного элемента керамики, обеспечивающего прочность готовых изделий. Исследования показали, что больше муллитизированной стеклофазы, по отношению к чапаевскому каолину, образуется в ГЦИ. Следовательно, кислотостойкость образцов на основе ГЦИ должна быть выше кислотостойкости образцов из чапаевского каолина. Но в образцах из ГЦИ больше образуется гематита, который не способствует повышению кислотостойкости керамических материалов. Кроме того, в ГЦИ за счет частичного изоморфного замещения ионовАl+3ионами Fе3+ образуется структурно несовершенный муллит, который также не способствует повышению кислотостойкости. VI.Кристаллизация муллита при синтезе кислотоупоров из отходов производств

18Для изучения кристаллизации муллита при обжиге кислотоупоров были исследованы три состава, мас. %: 1 ГЦИ –50, алюмосодержащий компонент –40, ПШК –10; 2 каолиновая глина –50, алюмосодержащий компонент –40, ПШК –10; 3) ГЦИ –100.На рисунке 3 приведены кривые изменения содержания муллита в зависимости от температуры обжига кислотоупоров составов №13.

Рисунок 3. Изменение содержания муллита в зависимости от температуры обжига кислотоупоров составов №13.

Из рисунка 3 видно, что образование муллита в исследуемых составах происходит в два этапа кривые 13). Первый этап –быстрое повышение содержания муллита от 1100 до 1250°С, второй этап –медленное нарастание количества муллита от 1250°С и выше 28, 53, 74, 77, 80, 92, 93. При температуре 1300°С практически прекращается увеличение количества муллита в составах №12, а в составе №3 наблюдается незначительное его повышение и после 1300 оС.Исследования, проведенные в работах 28, 53, 74, 77, 80, 92, 93 показали, что внутри образца из ГЦИ образуется восстановительная среда. Она благоприятствует восстановлению Fe3+изоморфно замещающему Аl3+в решетке каолина в Fe2+и раннему образованию жидкой фазы, способствующей протеканию реакций. В работе 2А.И. Августиник указывает, что кислород и углекислый газ тормозят образование муллита. Можно предположить, что sсвязи, возникающие при дегидратации каолина, способны удерживать молекулы газов, вследствие чего их реакционная способность в отношении перестройки метакаолина заторможена; вакуум или восстановительная среда в таком случае благоприятны.Таким образом, вобразцах из ГЦИ до температуры 1200°С жидкая фаза и оксид титана способствуют образованию и увеличению количества муллита. Повышение температуры обжига до 1250°С приводит к значительному содержанию количества жидкой фазы до 4550%, которая залечивает дефекты кристаллической решетки муллита, совершенствует, но увеличивает его количество незначительно. В составе №2 на основе каолиновой глиныколичество жидкой фазы меньше при температуре 1250°С 3540%, поэтому содержание количества муллита продолжает увеличиваться до температуры 1350°С, но также в незначительных пределах. Введение в составы керамических масс алюмосодержащего и щелочесодержащего компонентов способствует увеличению содержания муллита рисунок 3, кривые 12 при повышении температуры более 1100оС. При этом наблюдается резкое различие между первым и вторым этапами муллитообразования, а также совершенствование кристаллической решетки муллита.Это подтверждается экспериментами, проведенными по методике предложенной В.Ф. Павловым в работе 12.

19Образцы из состава №1, обожженные при температурах 1100 и 1300°С, истирали в порошок до такой тонины, при которой он полностью проходил через сито №063. Температура 1100°Ссамая низкая, при которой на рентгенограмме четко появляются все пики муллита, при температуре 1300°С заметно прекращается увеличение количества его содержания рисунок 4, кривая 1. Часть каждого полученного таким образом порошка кипятили в серной кислоте в течение часа, затем отмывали и высушивали. После этого снимали рентгенограммы с обработанных и необработанных концентрированной серной кислотой образцов рисунок 4.

Рисунок 4. Рентгенограммы образцов из состава №1. Температура обжига, °С:А–1100; Б –1300. 1 –до обработки серной кислотой;2–после обработки серной кислотой.

Изрисунка 4 видно, что в обожженных образцах из состава №1 при температуре 1100°С, обработанных серной кислотой, рефлексы муллита исчезают. Т.е. при кипячении в серной кислоте в течение 1 ч образовавшийся в составе №3 муллит, очевидно, растворяется.В образцах из состава №1, обожженных при 1300°С, прокипяченных в серной кислоте, рефлексы, соответствующие муллиту, только незначительно уменьшились рисунок 4, кривая 2. Это означает, что при повышении температуры происходит совершенствование кристаллической решетки муллита. Таким образом, наши исследования подтвердили работы П.П. Будникова 94и В.Ф. Павлова 12,что в начале процесса муллитизации решетка муллита обладает большим наличием дефектов, а затем по мере повышения температуры обжига кристаллическая решетка муллита совершенствуется. Кроме того исследования показали, что 20анортит не является кислотостойким минералом рисунок 4, что подтверждают данные Г.В. Куколева в работе [78].На рисунке 5 представлены микроструктуры образцов состава №1 обожженных при температурах 1100 и 1300°С, аналогичные работе 12.

Рисунок 5. Микроструктура образцов состава №1, обожженных при температурах 1100 и 1300 оС:А и Б –температура обжига 1100 оС; В и Г при температуре 1300 оС. Увеличение: Ах24000; Бх40000; Вх28000;Гх35000

Необычная форма кристаллов муллита короткопризматического и короткостолбчатого характерна тем, что в ГЦИ высокое содержание оксида железа (Fe2O3�5% и TiO2[28, 80, 9598. С возникновением твердых растворов замещения образуется муллит различного химического состава. При этом Fe3+замещает Al3+, а TiO4+замещает Si4+[28, 80, 99105. Внедрение в твердый раствор оксидов железа и титана приводит к кристаллизации муллита в виде короткопризматических и короткостолбчатых кристаллов вместо тончайшихигл и столбчатых кристаллов 99105].По данным электронномикроскопического анализа, муллит в образцах из ГЦИ представлен наряду с кристаллами игольчатой формы и короткопризматическими кристаллами длиной23107м, в образцах из чапаевского каолина кристаллы муллита слабо развиты и имеют размеры менее 0,5107м 95105. В работе 106Масленникова Г.Н. наблюдала кристаллы муллита размером 0,51,0107м, а в некоторых кристаллах муллита обнаружены округлые отверстия, диаметр которых составляет около 0,1107м.Увеличение температуры обжига до 1300°С способствует образованию муллита в виде вытянутых призм рисунок 5, В и игольчатого муллита в стеклофазе рисунок 5, Г.В заключение проведенных исследований по формированию муллита при обжиге кислотоупоровприведем термодинамические расчеты некоторых авторов, подтверждающих возможность образования муллита при относительно невысоких температурах обжига 10001050°С, так как многие авторы 12, 78утверждают о невозможности муллитообразования при вышеуказанных температурах.

21К сожалению, количество опубликованных экспериментальных данных по термодинамическим константам для силикатов и других соединений, широко используемых в силикатной технологии, весьма ограничено изза особых экспериментальных трудностей,возникающих при их определении. Это положение обусловливает применение приближенных методов для расчета отсутствующих исходных данных. Поэтому авторы работы 107посчитали целесообразным привести некоторые приближенные методы расчета термодинамических констант с указанием областей их применения.Применение этих методов в большинстве случаев позволяет получать термодинамические константы с точностью (35%, что вполне приемлемо для практического использования.Уравнение зависимости теплоемкости от температуры исходных веществ и продуктов Ср=fТ107, при этом чаще всего пользуются табулированными приближенными уравнениями типа Ср=а+bТ+сТ2107. Поэтому в работе 108исходя, что S°298(S°298–энтропия реакции при 298°К 60 э. е. и Тплтемпература плавления муллита=1850°С 9было получено уравнение:Ср=115,9+11,2103Т

37105Т29, 107.Расчет Н°= fТи Z= fТ для образования муллита из оксидов производился с использованием экспериментального значения Z°1823= 5,95 ккал/моль следующим образом 107:848

1823S°1823 = S°298+(Ср1/Т)dТ+ Sпр+ (Ср2/Т)dТ298

848Согласно уравнению ГиббсаГельмгольца: Z= Н ТS, энтальпия реакции образования муллита из оксидов определялась по уравнению 107:Н°1823= Z°1823+ 1823S°1823 6866 ккал/мольОткуда848

1823Н°298

= Н°1823 Ср1dТ

Н°прСр2dТ,298

848где Ср1─ теплоемкость кварца; Ср2─ теплоемкость αкварца; Sпризменение энтропии превращения; Н°пр─ изменение энтальпии превращения.По вышеуказанным уравнениям были рассчитаны Н°Ти Z°Тобразование муллита из оксидов в температурном интервале 2982000оК. По этим данным вработе 107были построены кривые. Кривая Н°= f(T)имеет два участка, разделенных в интервале 2982000оК точкой превращения кварц αкварц при 848°К.Зависимость Z°= f(T),по данным авторов работы 107, представляет почти прямую линию, особенно при высоких температурах. Пересечение этой линии с нулевой ординатой Z°=0 происходит при температуре примерно 944°К. Ниже этой температуры, по мнению авторов работы 107, муллит не образуется.

VI. Изоморфизм при обжиге керамических материаловМногие керамические материалы склонны к изоморфизму, т.е. образуют друг с другом твердые растворы или, как их еще называют, смешанные кристаллы, чтообусловливает крайнее разнообразие состава силикатов 78. У твердых растворов физические свойства и размеры элементарной ячейки с изменением концентрации растворенного вещества постепенно изменяются. При этом кристаллическая форма сохраняется до определенной концентрации.В работах 28, 80 было показано, что в пробах образцов из ГЦИ, обожженных в интервале температур 10501200°С наряду с кристаллами игольчатой формы наблюдаются и короткопризматические кристаллы муллита. Необычная форма 22кристаллов муллитасвязана с содержанием в глинистой части «хвостов гравитации цирконильменитовых руд ГЦИ повышенного содержания Fe2O3и TiO2таблица 2 [28, 80].Невысокие физикомеханические показатели образцов из ГЦИ, обожженных при 1050°С,связаны с дефектностью кристаллической структуры муллита, что заметно по ослаблению интенсивностей рентгеновских рефлексов и образованию вблизи них областей диффузного рассеяния. Характер дефектности не установлен. Предполагается, что одной из причин является наличие дислокаций на границе блоков кристаллов муллита, которые при сравнительно низких температурах обжига имеют зональное строение. Повышение температуры обжига, а также ввод легкоплавких добавок, приводит к снижению дефектности структуры муллита и росту его способности сопротивляться действию серной кислоты.Невысокие физикомеханические показатели образцов из ГЦИ можно связать также с тем, что в керамических материалах образуется муллит с дефектами «тонкой структуры. Они вызываются замещениями Fe3+на Аl3+28, 78, 80, 109.Посторонний ион вследствие отличия размера его радиуса от величины радиуса ионов решетки вызывает в ней искажение. Области с закономерными отклонениями в расположении элементов структуры называются дислокациями. Кристаллы такого муллита подвержены краевой дислокации. При краевой дислокации верхняя часть кристалла, как правило, претерпевает напряжение сжатия, а нижняя часть напряжение растяжения 28, 78, 80, 109.С возникновением твердых растворов замещения при температурах 10001200°С в образцах из глинистой части «хвостов гравитации ГЦИ образуется муллит различного химического состава. При этом ионы Fe3+замещают Al3+, аTi4+–SiO4+109. Внедрение в твердый раствор ионов железа и титана приводит к кристаллизации муллита в виде изометрических зерен и короткопризматических кристаллов вместо тончайших игл и удлиненнопризматических кристаллов 28, 80, 109]. Эффективные ионные радиусы определяют расстояние между центрами ионов в кристалле, жесткие сферы, описанные вокруг их центров эффективными радиусами, взаимно соприкасаются 78, 109.Расположение катионов и анионов в решетке наиболее устойчиво при минимальной ее потенциальной энергии, что достигается, если соприкасаются только сферы противоположно заряженных ионов. При соприкосновении также и сфер анионов друг с другом структура менее устойчива, а в случае, если сферы анионов не соприкасаются со сферой катиона, структура неустойчива.Отношение радиуса катиона к радиусуаниона Rk/Raдает нижнюю границу существования данного координационного числа, а уменьшение этого отношения может сделать структуру неустойчивой 78, 109.Исходя из геометрических соображений можно установить наиболее устойчивые структуры:RFe3+/RО20,67/1,36•1010м 0,49устойчива по отношению к RAl3+/RО20,57/1,36•1010м 0,41 и RTi4+/RО20,64/1,36•1010м 0,47,по отношению кRSi4+/RО20,39/1,36•1010м 0,28Таким образом, замещение RFe3+на RAl3+и RTi4+на RSi4+способствует установлению наиболее устойчивой структуры, при этом отношение RFe3+/RО2, RTi4+/RО2и RAl3+/RО2соответствуют координационному числу 6, а RSi4+/RО2–4. Указанные координационные числа отвечают соответственно октаэдру и тетраэдру [78, 109].

23Благодаря вышеуказанным замещениям образцы из ГЦИ спекаются при температуре 1100°С водопоглощение менее 5% в отличие от традиционных природных каолиновых глин, спекание которых обычно происходит при температурах в интервалах 11501200°С 28, 78, 80, 109. Увеличение отношения Rk/Raприведет к раздвиганию анионов, что создает предпосылки к созданию вокруг катиона нового анионного многогранника с большим числом анионов, соответствующим теперь большому координационному числу катиона. Для Si4+и O2Rk/Ra0,28, что требует тетраэдрического окружения Si4+кислородными ионами SiO4, как это всегда и наблюдается в силикатах 78, 109, а для RAl3+/RО2, RTi4+/RО2и RFe3+/RО2, –соответственно AlО6), (TiО6 и FeО6).Наибольшая поляризация центрального катиона уменьшается с ростом координационного числа. Поляризация изменяет форму ионов, уменьшает их радиусы и межионные расстояния и при достижении некоторых значений межионных расстояний координационное число скачкообразно уменьшается и возникает иной класс решеток, в данном случае слоистых.Полиморфизм проявляется под влиянием изменения термодинамических условий, которые изменяют поляризационный эффект. Это вызывает переход к более устойчивой конфигурации.С возрастанием координационного числа катиона повышаются показатели преломления и плотность кристаллов. Так, в полиморфных формах силиката алюминия с преобладающим координационным числом 4 показатель N=1,722 [78, 109, что способствует уплотнению кристаллической решетки. Уплотнение кристаллической решетки при температуре 1200°С способствует снижению водопоглощению образцов из ГЦИ до 2%, чего не наблюдается в традиционных природных каолиновых глинах.В октаэдрическом промежутке плотнейших упаковок из шаров О2(RО2=1,36•1010м помещаются катионные шарики с Al3+(RAl3+=0,57•1010м; в тетраэдрическом –Si4+(RSi4+=0,39•1010м. Замена Al3+на Fe3+(RFe3+=0,67•1010м, а Si4+на Ti4+(RTi4+=0,64•1010м вызывает некоторое раздвижение одноименно заряженных О2, что обусловливает устойчивость таких структур 78, 109.Как известно, твердые растворы бывают с неограниченной и ограниченной смешиваемостью и растворимостьюРазличают твердые растворы: 1 замещения в узлах решетки ионы растворителя замещается ионами растворяющего вещества; 2 внедрения элементы растворенного вещества располагаются в межузловых промежутках решетки растворителя и 3 вычитания остаются вакантными некоторые позиции одного или нескольких сортов ионов растворенного компонента или обоих компонентов твердого растворителя 78, 109,В наших исследованиях рассматривались твердые растворы замещения, когда посторонний ион вследствие отличия размера его радиуса от величины радиуса ионов решетки вызывает в ней некоторое уплотнение.Вследствие различия радиусов ионов растворителя и растворенного вещества в решетке возникают наиболее интенсивно при внедрении значительные искажения, изменяющие важные свойства твердых тел коэффициент диффузии в них, спекаемость, способность к химическим реакциям и др..Изоморфизм кристаллических соединений возможен, если соблюдаются: а аналогия формул соединений по числам ионов с положительным и отрицательным зарядами;б сходство элементарных ячеек соединений с размещением в геометрически подобных положениях одинаковых чисел положительных и отрицательных ионов; в известная близость величин ионных радиусов растворяющихся компонентови их поляризационных свойств.

24Если величина R1R2)/R2•100% R1и R2–радиусы большего и меньшего замещающих друг друга ионов не превышает 1015%, то возможен совершенный изоморфизм неограниченная смешиваемость, если же она больше 2540%, изоморфизмпри низких температурах отсутствует, а вблизи точки плавления является несовершенным; для величин, промежуточных между указанными выше, при понижении температуры наблюдается ограниченная растворимость 28, 78, 80.При замещении Fe3+ Al3+величина [(RFe3+─ RAl3+)/RAl3+]100% равна ,при этом происходит ограниченная растворимость, а при замещении Ti4+ Si4+

изоморфизм является незавершенным при температурах более 1250°С. Для образцов из ГЦИ при температуре 1300°С содержание жидкой фазы увеличивается до 6080%, что приводит к деформации изделий и увеличению показателя N.Увеличение Nс 1,722 до 1,844 также свидетельствует о переходе части алюминия в стекло.Структурная роль алюминия в стекле идентична таковой в кристаллических алюмосиликатах, т.е. катионы алюминия могут находиться в четвертной или шестерной координации по кислороду и образовывать координационные полиэдры типа AlО4тетраэдры или AlО6 октаэдры 109111].Условием существования алюминия в томили ином координационном состоянии в силикатных стеклах при температуре обжига 12501300°С является соотношение между концентрацией щелочных или щелочноземельных оксидов и оксидов алюминия. Следует обратить внимание на то, что группировка АlО4 в силикатных стеклах не существует самостоятельно. Она устойчива только в том случае, если вблизи тетраэдра АlО4 расположен ион щелочного металла, например натрия содержание которого достаточно в полевошпатовом концентрате 109111. Стабильным в таком случаеявляется не просто группировка АlО4]5, а группа атомов АlО4)Na+]4, в которой ион натрия не связан с какимлибо определенным атомом кислорода, а локализован на тетраэдре АlО4, частично компенсируя отрицательный заряд анионной группировки 109111:

Атомы кислорода в вершинах тетраэдра АlО4в этом случае являются мостиковыми и могут принимать участие в образовании химической связи с кремнекислородными тетраэдрами. Как и в кристаллических силикатах, тетраэдрические группировки алюминия могут наравне с тетраэдрами SiO4 участвовать в построении структурного каркаса, сочленяясь с тетраэдрами SiO4вершинами. Образуется смешанная алюмокремнекислородная сетка 53, 109111:

25

Алюминий в четверной координации по кислороду выступает в роли стеклообразователя. При введении оксида алюминия например, в виде отработанного катализатора ИМ2201 с повышенным содержанием оксида алюминия, таблица 2 в щелочносиликатное стекло повышается степень связности структурной сетки, так как он встраивается в кремнекислородный каркас и наряду с этим изменяет структурную роль щелочного компонента 53. Наиболее благоприятные возможности для изоморфного замещения ионов кремния на ионы алюминия создаются в присутствии катионов Na+, К+, Са2+53, 109111.Существование алюминия в стеклах в шестерной координации наиболее вероятно в безщелочных и малощелочных составах с выраженным кислотным характером. Щелочноземельные катионы малого радиуса Ве2+,Mg2+ особенно способствуют стабилизации в стекле шестерной координации алюминия. В этой координации алюминий в структуре стекла является модификатором 53, 78, 109111.Структурная сетка стекла выглядит как искаженная кристаллическая решетка. Искажение заключается в произвольном варьировании угла связи Si–O–Siмежду соседними тетраэдрами в структуре стекла. Функция распределения f(N)значений угла связи является непрерывной и охватывает область углов от 120 до 180°, наиболее вероятны значения максимумапри 144°53, 78, 109111. Это означает, что в структуре стекла углы связи между тетраэдрами изменяются в широких пределах, но преобладают характерные для модификаций αи βкварца.Группировка SiO44имеет избыточный отрицательный заряд, но каждая каркасная сетка из тетраэдров электронейтральна, так как каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния. В структуре кварцевого стекла все атомы кислорода мостиковые 53, 78, 109111.Введение в состав стекла модификаторов R2O, RO, Fe2O3 приводит к разрыву структурной сетки и к встраиванию их по месту разрыва по схеме 110:.В том месте,где встроились ионы щелочного металла, отсутствует химическая связь между элементами структуры место разрыва на схеме обозначено пунктирным овалом. Ионы щелочных металлов служат модификаторами. По мере увеличения концентрации Me2Oв составе стекла растет число разрывов в структурной сетке и число немостиковых атомов кислорода, приходящихся на один тетраэдр SiO4.Структуры кристаллических форм диоксида кремния и стекла не являются плотноупакованными. Очевидно, это связано с тем, что тетраэдры в них соединяются вершинами, а не ребрами и не по граням 53, 78, 109111. В стекле имеются свободные структурные полости, повидимому, ограниченные в пространстве мостиковыми атомами кислорода.Исследования показали, что при обжиге керамического кислотоупора на основе глинистой части «хвостов гравитации цирконильменитовых руд ГЦИ, 26щелочесодержащего попутного продукта ПШК и алюмосодержащих отходов муллит образуется при 1050°С. Муллит имеет короткопризматические кристаллы, что связано с высоким содержанием в сырьевых материалах Fe2О3, при этом Fe3+замещает Al3+,что приводит к ограниченному изоморфизму. При обжиге кислотоупоров в интервале температур 12501300°С образуется алюмосиликатный расплав, который в соответствие с современными представлениями состоит изпростых катионов К+, Na+, Са++и т.д. и сложных анионных комплексов типа SixAlyOzQ[53, 78, 80, 109111. Кремний и алюмокислородные анионы, будучи крупными агрегатами, образуют большие и малоподвижные комплексы, вследствие чего алюмосиликатные расплавы имеют высокую вязкость 110. Катионы Са++способствуют частичному переходу АlО4 в (АlО6 и не создают условий возникновения комплексов групп АlО4 и SiО4)[110, 111. Некоторая часть СаО,введенная с отходами производства минеральной ваты, переходитв расплав, а другая интенсифицирует кристаллизацию анортита. Указанный процесс препятствует спеканию.Таким образом, на основе выполненных исследований установлено, что ионы железа и титана способствуют упрочнению кристаллической решетки при относительно невысоких температурах обжига кислотоупоров из отходов производств. При этом ион железа ограничивает растворимость, а ион титана не способствует изоморфизму в твердых растворах. Исследования показали, что при обжиге керамического кислотоупора на основе глинистой части «хвостов гравитации цирконильменитовых руд ГЦИ, щелочесодержащего попутного продукта ПШК и алюмосодержащих отходов муллит образуется при 1050°С.VIII. Выводы1.Использование отходов производств –один из эффективных способов экономии природных материалов, при этом одновременно происходит утилизация побочных продуктов и вносится вклад в охрану окружающей среды.2.Установлено, что чем выше содержание оксида алюминия в отощителях, тем выше кислотостойкость, термостойкость, морозостойкость и механическая прочность при изгибе. 3.Исследования показали, что лучшие показатели имеют кислотоупорные плитки, в составах которых использовались нанодисперсные отощители: шлам производства травления алюминия; алюмосодержащий шлам, получаемый при очистке стоков производства этили изопропилбензола; отработанный катализатор ИМ2201. 4.Эффект от внедрения наноразмерных частиц принципиально выражается в том, что в системе появляется не только дополнительная граница раздела, но и носитель квантовомеханических проявлений. Присутствие в системе наноразмерных частиц способствует увеличению объема адсорбционно и хемосорбционно связываемой ими воды и уменьшению объема капиллярносвязанной и свободной воды, что приводит к повышению пластичности керамической массы и прочностных показателей.5.В настоящее время нет единой точки зрения на образование муллита в керамических материалах. 6.Установлено, что в образцах из глинистой части «хвостов гравитации цирконильменитовых руд ГЦИ, содержащей повышенное количество оксида железа Fe2O3�5%)образуется гематит, который не способствует повышению кислотостойкости керамических материалов. Кроме того, в ГЦИ за счет частичного изоморфного замещения ионов Аl3+ионами Fе3+образуется структурно несовершенный муллит, который также не способствует повышению кислотостойкости.

277.Введение в составы керамических масс алюмосодержащего и щелочесодержащего компонентов способствует увеличению содержания муллита при повышении температуры более 1100°С. При этом наблюдается резкоеразличие между первым и вторым этапами муллитообразования, а также совершенствование кристаллической решетки муллита.8.Исследования показали,что в начале процесса муллитизации решетка муллита обладает большим наличием дефектов, а затем по мере повышения температуры обжига кристаллическая решетка муллита совершенствуется. При температуре 1100°С образуется первичный «чешуйчатый, короткопризматический и короткостолбчатый муллит.9.Увеличение температуры обжига до 1300°С способствует образованию в видевытянутых призм и игольчатого муллита в стеклофазе. Исследования показали, что наибольшее содержание количества муллита образуется при использовании нанодисперсного алюмосодержащего сырья в получении кислотоупоров на основе глинистой части «хвостов гравитации.

Ссылки на источники1. Беляков,А.В. Стабилизация полиморфных фаз воксидах. Вакансии по кислороду/ А.В. Беляков// Стекло и керамика.–1999. –№3.–С.1922.2. Августиник,А.И. Керамика/ А.И. Августиник. –Л.: Лениздат, 1975.–591 с.3. ГрумГржимайло,О.С. Кислотостойкость муллита в фарфоре/ О.С. ГрумГржимайло// Стекло и керамика.–1979. –№9.–С.3032.4. ГрумГржимайло,О.С. О фазовых превращениях в плиточных массах при низкотемпературном обжиге / О.С. ГрумГржимайло, Т.А.Данилевич // Тр. инта НИИстройкерамики. –1986.–Вып. 3536.–С.102108.5. ГрумГржимайло,О.С. Муллит в керамических материалах/ О.С. ГрумГржимайло// Тр. инта НИИстройкерамики. –1975. –Вып. 4143.–С.79116.6. ГрумГржимайло,О.С. Рентгеноструктурный анализ новообразований муллита в кислотоупорах/ О.С. ГрумГржимайло// Тр. инта НИИстройкерамики. Исследования по технологии производства и расширению ассортимента керамических изделий. –1981.–С.128131.7. ГрумГржимайло О.С. Кислотостойкость муллита. // Стекло и керамика –1974 №7 –С 19.8. ГрумГржимайло,О.С. Первичный муллит в низкотемпературном фарфоре/ О.С. ГрумГржимайло// Стекло и керамика.–1971. –№5.–С.35.9. ГрумГржимайло,О.С. Образование первичного муллита в фарфоре/О.С. ГрумГржимайло// Стекло и керамика.–1973. –№6.–С.2627.10. Кайнарский,И.С. Физикохимические основы керамики / И.С. Кайнарский, Н.Г. Орлова.–М.: Наука,1956. –128 с.11. Павлов,В.Ф. Влияние состава и строения жидкой фазы керамических масс на формирование структуры изделий из них при обжиге/ В.Ф. Павлов// Тр. инта НИИстройкерамики. –1977. –Вып.42.–С.123154.12. Павлов,В.Ф. Физикохимические основы обжига изделий строительной керамики/ В.Ф. Павлов. –М: Стройиздат, 1977.–272 с.13. Павлов,В.Ф. Формирование муллита при обжиге глин и связь его со свойствами изделий/ В.Ф. Павлов, В.С. Митрохин// Тр. инта НИИстройкерамики. –1979.–Вып. 32.–С.3045.14. Грошева,В.М. Синтетический муллит/ В.М. Грошева, Д.М. Карпинос, В.М. Панасевич.–Киев: Техника, 1971.–55 с.15. Белов,Н.В. Получение муллита и его свойства / Н.В. Белов// Тр. Львовского университета.–1956.–Вып. 10.–С.1012.

2816. Будников,П.П. К термодинамике изменений каолинита при нагревании/ П.П. Будников, О.П. МчедловПетросян// ДАН СССР.–1960.–№12.–С.349356.17. Бриндли,Г.В., М. Накахира. Реакционная серия каолинитмуллит. –Вопросы минералогии глин.–М.: ИЛ, 1962.–С.90135.18. Литвинова,Г.И. Петрография неметаллических включений/ Г.И. Литвинова, В.П. Пирожкова. –М.: Металлургия.–1972.–184 с.19. Павлов,В.Ф. Влияние химического и фазового состава на кислотостойкость керамических изделий/ В.Ф. Павлов// Тр. инта НИИстройкерамики. Совершенствование технологии и расширение ассортимента производства керамических изделий.–1975.–Вып. 4041.–С.24019.20. Абдрахимов,В.З. Вопросы экологии и утилизации техногенных отложений в производстве керамических композиционных материалов / В.З. Абдрахимов. –Самара: Самарская академия государственного и муниципального управления, 2010. –160 с.21. Абдрахимов,Д.В. Влияние некоторых отходов производств цветной металлургии на физические и механические свойства кирпича/ Д.В. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова// Известия вузов. Цветная металлургия. –2004. –№2. –С. 4922. Абдрахимов,В.З. Использование отходов обогащения цветной металлургии в производстве кислотоупорных изделиях/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова// Известия вузов. Цветная металлургия.–2004.–№4.–С. 1319.23. Абдрахимов,В.З. Производство керамических изделий на основе отходов энергетики и цветной металлургии/ В.З. Абдрахимов. –УстьКаменогорск: ВосточноКазахстанский технический университет,1997. –238 с.24. Абдрахимов,В.З. Физикохимические процессы структурообразования в керамических материалах на основе отходов цветной металлургии и энергетики/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова. –УстьКаменогорск: ВосточноКазахстанский технический университет, 2000. –374 с.25. Абдрахимов,В.З. Основы материаловедения/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова. –Самара: издво Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2006. –495 с.26. Абдрахимов,В.З. Применение техногенного сырья в производстве кирпича и черепицы/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, Д.В. Абдрахимов, А.В. Абдрахимов.–СПб: издво «Недра, 2004. –126с.27. Абдрахимова,Е.С. К вопросу об экологии и использовании техногенного сырья в производстве строительных керамических материалах / Е.С. Абдрахимова, А.А. Бурый, В.З. Абдрахимов, О.В. Помилуйков, С.П. Калейчик. –Самара: издво Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2005. –102 с.28. Абдрахимов,В.З. Исследование влияния железосодержащего традиционного природного и техногенного сырья на спекание керамических материалов. Влияние ионов Fe2+и Fe3+на образование низкотемпературного муллита/ В.З. Абдрахимов. –Самара: Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2009. –427 с. 29. Абдрахимова,Е.С. Использование отходов производства при получении керамического кирпича на основе бейделлитовой глины/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Экология и промышленность России. –2010. –№11. –С. 5659.30. Абдрахимов,А.В. Получение керамического материала из отходов производств без применения традиционного природного сырья/ А.В. Абдрахимов, Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Экология и промышленность России. –2007. –№9. –С. 2325.

2931. Абдрахимов,А.В. Влияние золошлакового материала на свойства кирпича/ А.В. Абдрахимов, В.В. Шевандо, Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Экология и промышленность России. –2009. –№3. –С. 3032.32. Абдрахимов,В.З. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита/ В.З. Абдрахимов, В.К. Семенычев, Е.С. Абдрахимова, И.В. Ковков, В.А. Куликов// Экология и промышленность России. –2010. –№5. –С. 2021.33. Абдрахимова,Е.С. К вопросу об экологии и использовании техногенного сырья в производстве строительных керамических материалах/ Е.С. Абдрахимова, А.А. Бурый, В.З. Абдрахимов, О.В. Помилуйков, С.П. Калейчик. –Самара: Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2005. –103 с.34. Абдрахимов,В.З. Экологические и технологические принципы использования золошлакового материала и карбонатного шлама для производства высокомарочного кирпича в Самарской области/ В.З. Абдрахимов.–Самара: Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2009. –164 с.35. Абдрахимов,В.З. Использование отходов горючих сланцев в производстве теплоизоляционных материалов без примененияприродного сырья / В.З. Абдрахимов, И.Ю. Рощупкина, Е.С. Абдрахимова, А.В. Колпаков //Экология и промышленность России. –2012.–№3. –С. 2829.36. Абдрахимов,В.З. Использование техногенного сырья цветной металлургии в производстве керамических плиток без применения природного традиционного сырья/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова// Экология и промышленность России. –2011.–№6. –С. 4951.37. Абдрахимов,В.З. Влияние отходов углеобогащения на тепломассообменные процессы при обжиге легковесного кирпича/ В.З.Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова// Кокс и химия. –2011. –№2. –С. 4144.38. Абдрахимов,В.З. Влияние отходов углеобогащения на структуру пористости легковесного кирпича/ В.З.Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Кокс и химия. –2011. –№7. –С. 4346.39. Абдрахимов,В.З. Исследование температуропроводности теплоизоляционных изделий из отходов производств без применения традиционных природных материалов/ В.З. Абдрахимов, Т.М. Петрова, А.В. Колпаков// Огнеупоры и техническая керамика. –2012. –№12. –С. 495240. Гридчин,А.М. Формирование техногенного сырья и перспективы его использования/ А.М. Гридчин, В.В. Строкова, С.В. Карацупа, Е.А. Яковлев, А.О. Лютенко// Строительные материалы, оборудования, технологии ХХIвека. –2006. –№10. –С. 6263.41. Абдрахимов,В.З. Экологические и практические аспекты совместного использования отходов черной металлургии и энергетики/ В.З. Абдрахимов// Энергия: экономика, техника, экология. РАН. –2011. –№10. –С. 3439.42. Пат.№2430064 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/138. Керамическая масса для получения кислотоупоров/ Абдрахимова Е.С., Семенычев В.К., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.09.2011. –Бюл. 27.43. Пат.№2430063 Российская Федерация. RU. МПК С04В33/138. Керамическая масса для получения кислотоупоров/ Абдрахимова Е.С., Семенычев В.К., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.09.2011. –Бюл. 27.44. Пат.№2412130 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича/ Абдрахимов В.З., Ковков И.В., Абдрахимова Е.С.–Опубл. 20.02.2011. –Бюл. 5.45. Пат.№2385304 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров/ Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.–Опубл. 27.03.2010. –Бюл. 9.

3046. Пат.№2443654 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления клинкерных керамических изделий / Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.–Опубл. 27.02.2012. –Бюл. 6.47. Куликов В.А. Клинкерный кирпич на основе необогащенного каолина и шлама щелочного травления/ В.А. Куликов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов// Стекло и керамика. –2011. –№1. –С. 2123.48. Пат.№2387613 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров / Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.04.2010. –Бюл. 12.49. Пат.№2388721 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича/ Абдрахимов В.З.–Опубл. 10.05.2010. –Бюл. 13.50. Пат.№2388722 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича/ Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. –Опубл. 10.05.2010. –Бюл. 13.51. Пат.№2410355 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Абдрахимов В.З., Ковков И.В.–Опубл. 27.01.2011. –Бюл. 3.52. Абдрахимов, В.З. Экологические и практические аспекты использования высокоглиноземистых отходов нефтехимии в производстве кислотоупоров/ В.З. Абдрахимов// Новые огнеупоры. –2010. –№1. –С. 4043.53. Абдрахимова,Е.С. Экспериментальное исследование физикохимических процессов при обжиге кислотоупоров на основе традиционных природных материалов и отходов производств/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов, И.Ю. Рощупкина, Ю.Б. Мышенцева// Новые огнеупоры. –2012. –№1. –С. 4551.54. Абдрахимов,В.З. Использование техногенных образований в производстве безобжиговых огнеупорных композитов/ В.З. Абдрахимов, А.И. Хлыстов, В.К. Семенычев// Новые огнеупоры. –2010. –№5. –С. 5359.55. Пат.№2354627 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/135. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В., Абдрахимов В.З., Хлыстов А.И., Абдрахимов А.В., Кожевников В.И. –Опубл. 10.05.2009. –Бюл. 13.56. Пат.№2387614 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для получения кислотоупоров. / Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.04.2010. –Бюл. 12.57. Абдрахимов,В.З. Влияние высокоглиноземистых отходов нефтехимии на структуру пористости кислотоупоров/ В.З. Абдрахимов, В.К. Семенычев// Новые огнеупоры. –2010. –№9. –С. 4548.58. Абдрахимова,Е.С. Исследование пористости керамических композиционных материалов/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов, И.В. Ковков, Д.Ю. Денисов// Материаловедение. –2009. –№7. –С. 3227.59. Абдрахимов,В.З. Исследование фазового состава керамического кирпича на основе полиминеральной легкоплавкой глины и обожженных алюминиевых солевых шлаков/ В.З. Абдрахимов, Д.Ю. Денисов// Известия вузов. Строительство. –2011. –№5. –С. 3442.60. Абдрахимов,В.З. Экологические и практические аспекты использования обожженных солевых алюминиевых шлаков в производстве керамических материалов/ В.З. Абдрахимов, Д.Ю. Денисов// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. –2010. –№4. –С. 6772.61. Абдрахимов,В.З. Использование золошлакового материала и солей отходов от вторичной переработки алюминийсодержащих шлаков и лома в 31производстве керамического кирпича/ В.З.Абдрахимов, Д.Ю. Денисов// Промышленное и гражданское строительство. –2010. –№3. –С. 4447.62. Пат.№2333898 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/138. Керамическаямасса для изготовления кирпича/ Денисов Д.Ю., Ковков И.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. –Опубл. 20.09.2008. –Бюл. 26.63. Пат.№2417196 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/138. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича/ Денисов Д.Ю., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.04.2011. –Бюл. 12.64. Пат.№2417200 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича / Денисов Д.Ю., Абдрахимов В.З. –Опубл. 27.04.2011. –Бюл. 12.65. Пат.№2340580 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича/ Денисов Д.Ю., Ковков И.В., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З., Бородин А.Н., Шевандо В.В. –Опубл. 20.05.2008. –Бюл. 34.66. Пат.№2308435 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/138. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток/ Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. –Опубл. 20.10.2007. –Бюл. 29.67. Пат.№2361831 Российская Федерация. RU. МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя/ Денисов Д.Ю., Абдрахимов В.З., Ковков И.В., Абдрахимов А.В. –Опубл. 20.07.2009. –Бюл. 20.68. Пат.№2394790 Российская Федерация. RU. МПК С04В 33/138. Способ получения кислотоупорных плиток / Абдрахимов В.З. –Опубл. 20.07.2010. –Бюл. 20.69. Абдрахимова,Е.С. Использование полевошпатового концентрата в производстве кислотоупоров на основе отходов обогащения/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Новости науки Казахстана г. Алматы.–2002.–№3.–С.6971.70. Абдрахимова,Е.С. Влияние полевошпатового концентрата на изменение вязкости кислотоупоров/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Комплексное использование минерального сырья.–2002. –№4.–С.6366.71. Абдрахимова,Е.С. Исследование кислотостойкости и щелочестойкости кислотоупоров, полученных на основе отходов обогащения цветной металлургии/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2005. –№10. –С. 2426.72. Абдрахимова,Е.С. Влияние полевошпатового концентрата на изменение вязкости при обжиге кислотоупоров/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Материаловедение. –2006. –№7. –С.2527.73. Абдрахимов,В.З. Глинистая часть «хвостов гравитации цирконильменитовых руд –сырье для производства керамических материалов/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, Д.В. Абдрахимов, А.В. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика.–2005.–№5.–С. 3842.74. Абдрахимова,Е.С. Процессы, происходящие при обжиге глинистой части «хвостов гравитации цирконильменитовых руд/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Новые огнеупоры. –2009. –№3. –С. 1319.75. Абдрахимова,Е.С. Физикохимические процессы при обжиге кислотоупоров на основе техногенного сырья/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Известия вузов. Химия и химическая технология. –2006. –Вып. 10. –С. 5255.76. Абдрахимова,Е.С. Использование отходов обогащения цветной металлургии в производстве кислотоупорных изделий/Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Известия вузов. Цветная металлургия. –2004. –№4. –С. 1318.77. Абдрахимова Е.С. Особенности фазовых превращений при обжиге отходов обогащения цветной металлургии /Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Материаловедение. –2001. –№11. –С. 5156.

3278. Куколев Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов/ Г.В. Куколев. –М.: Высшая школа, 1966. –464 с.79. Абдрахимова Е.С. Кислотоупорные изделия с использованием отходов цветной металлургии и нетрадиционного сырья Восточного Казахстана/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. –Новосибирск: Новосибирский государственный архитектурностроительный университет, 2000. –102 с.80. Абдрахимова,Е.С. Физикохимические процессы при обжиге кислотоупоров/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. –СПб: «Недра, 2003. –273 с. 81. Астахов,М.В. Исследование процесса восстановления нанодисперсных частиц оксида железа Fe2O3/ М.В. Астахов, А.Л. Помадчик, А.О. Родин // Известия вузов. Черная металлургия. –2004. –№1. –С. 36.82. Абдрахимова,Е.С. Особенности кислотостойкости керамических материалов/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2005. –№3. –С. 3745.83. Абдрахимова,Е.С. Исследование кислотостойкости и щелочестойкости кислотоупоров, полученных на основе отходов обогащения цветной металлургии/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2005. –№10. –С. 2426. 84. Brinley,G.W. Kaolin –Myllite Reocti on, Series/ G.W. Brinley, M. Narahira//J. Am, Ceram. Soc.–1959.–N42.–P.311324.85. Будников,П.П. Влияние малых добавок на муллитообразования при низких температурах/ П.П. Будников// АН СССР. Силикаты и оксиды в химии высоких температур.–1963.–231 с.86. Павлов,В.Ф.Влияние ввода оксидов щелочноземельных металлов и железа в состав жидкой фазы на ее реакционную способность и кислотостойкость фарфора/ В.Ф.Павлов, И.В. Мещеряков// Тр. инта НИИстройкерамики.–1983. –

Вып. 52.–С 8492.87. Павлов, В.Ф. Физикохимические основы регулирования фазового состава в процессе спекания при обжиге керамических масс/ В.Ф. Павлов// Тр. инта НИИстройкерамики научные исследования по повышению качества продукции строительной керамики. –1979. –С.1829.88. Садунас,А.С. К вопросу о влиянии FeOна образование муллита из каолина/ А.С. Садунас, В.М. Шпакаускас// Тр. инта «ВНИИтеплоизоляция Вильнюс.–1970.–Вып. 4.–С.226236.89. Абдрахимов,В.З. Муллитизация стеклофазы и превращение железосодержащих минералов при обжиге керамических материалов на основе отходов производств/ В.З. Абдрахимов// Комплексное использование минерального сырья.–1992.–№6.–С.7174.90. Абдрахимова,Е.С. Особенности процессов муллитизации при обжиге композиции: зола –глинистая часть «хвостов гравитации цирконильменитовых руд / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов//Вестник ВКГУ.–2000.–№1.–С.106108.91. Абдрахимова,Е.С. Исследование муллитизированной стеклофазы при обжиге керамических композиционных материалов на основе бейделлитовой глины на основе бейделлитовой глины и отходов производств минеральной ваты/ Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовина, А.В. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов// Известия вузов. Строительство. –2008. –№3. –С. 5662.92. Абдрахимова,Е.С. Влияние полевошпатового концентрата на химическую стойкость кислотоупоров, полученных на основе глинистых материалов различного химикоминералогического состава/ Е.С. Абдрахимова// Новые огнеупоры. –2008. –№11. –С. 1922.93. Абдрахимова,Е.С. Влияние полевошпатового концентратана процессы, протекающие при обжиге кислотоупоров на основе отходов обогащения цветной 33металлургии и пирофиллита/ Е.С. Абдрахимова// Новые огнеупоры. –2008. –№9. –С. 162094. Будников,П.П. Влияние минерализаторов на процесс муллитизации глин, каолинов и синтетических масс/ П.П. Будников, К.М. Шмуклер// Журнал прикладной химии. –1946.–Т.19.–№1011.–С.230.95. Абдрахимова,Е.С. Синтез муллита из техногенного сырья и пирофиллита/ Е.С. Абдрахимова, В.З.Абдрахимов // Журнал неорганической химии.–2007.–Т.52. –№3. –С. 395400.96. Абдрахимова,Е.С. К вопросу о муллите/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2006. –№3. –С. 4046.97. Абдрахимова,Е.С. Формирование муллита при обжиге кислотоупоров/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Материаловедение. –2003. –№4.–С.2631.98. Абдрахимова,Е.С. Основы технической керамики/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. –УстьКаменогорск: ВКГТУ,2001. –162 с. 99. Абдрахимов,В.З. Исследование роли оксида железа на формирование фазового состава при обжиге керамических композиционных материалов/ В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2011. –№ 9. –С. 4044.100. Абдрахимов,В.З. Роль оксида железа в формировании в формировании структуры керамических материалов/ В.З. Абдрахимов// Известия вузов. Строительство. –2009. –№2. –С. 3137.101. Абдрахимов,В.З. Основы материаловедения/ В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова. –Самара: Самарский государственный архитектурностроительный университет,2006. –496 с.102. Абдрахимова,Е.С. Превращения оксидов железа при обжиге бейделлитовой глины/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Журнал неорганической химии. –2009. –Т.54. –№1. –С. 4246.103. Абдрахимова,Е.С. Структурные превращения соединений железа в легкоплавкой глине при различных температурах обжига/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий// Материаловедение. –2005.–№2.–С. 3942.104. Абдрахимова,Е.С. Структурные превращения соединений железа в глинистых материалах по данным мессбауэровской спектроскопии/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Журнал физической химии. –2006. –Т.80. –№7. –С. 12271232.105. Абдрахимова,Е.С. Особенности структурных превращений соединений железа в глинистых материалах различного химикоминералогического состава/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Материаловедение.–2002.–№12. –С.43 46.106. Масленникова,Г.Н. Нетрадиционные сырьевые материалы в производстве алюмосиликатных керамических материалов/ Г.Н. Масленникова//Стекло и керамика.–2003. –№11. –С.1618.107. Бабушкин,В.И. Термодинамика силикатов/ В.И. Бабушкин, Г.В. Матвеев, О.П. МчедловПетросян. –М.: Стройиздат, 1972.–350 с.108. Ландия,Н.А. Расчет высокотемпературных теплоемкостей твердых неорганических веществ по стандартной энтропии /Н.А. Ландия. –Тбилиси:изд. АНГРУЗССР, 1962.–18 с.109. Абдрахимова Е.С. К вопросу об изоморфизме, происходящем при обжиге глинистого материала/ Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов// Огнеупоры и техническая керамика. –2005. –№9. –С. 4348.110. Павлушкин, Н.М. Химическая технология стекла и ситаллов/ Н.М. Павлушкин. –М.: Стройиздат, 1983. –432 с.

34111. Абдрахимов,В.З. Основы технологии стекла/ В.З. Абдрахимов, А.А. Бурый, Е.С.Абдрахимова, О.В. Помилуйков, С.П. Калейчик. –Самара: Самарский государственный архитектурностроительный университет, 2005. –184 с.

Abdrakhimov Vladimir,doctor of technical sciences, professor, Samara Academy of State and Municipal Management, Samara.Kolpakov Aleksandr,postgraduate student,Samara Academy of State and Municipal Management, Samara.Denis Denis, candidates for a degree of Candidate of Technical Sciences Samara Academy of State and Municipal Management, Samara.Crystallization of mullite in the synthesis of ceramic material from waste productsAbstract. Acidresistant ware derived from waste products without the use of traditional natural raw materials. The use of nanodisperse waste productssignificantly increases the physical and mechanical properties and acid resistivity of acidresistant wares. By burning of acidresistant wares at the start of mullitization mullite lattice has large presence of defects, and then with increasing of burning temperature the crystall lattice of mullite improved. Primary («flake), short prismatic and stampy mullite is formed in the temperature range of 10501100°C. The introduction to a solid solution of ferrum and titanium ions leads to the mullite crystallization in the form of short prismatic crystals.Keywords: acidresistance wares, nanodisperse waste, ecology, clayey part of the gravity «tails, mullite, burning temperature, isomorphous substitution, glass rim.