Способ испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого сырья

 

Изобретение относится к определению промышленных свойств горных пород и может быть использовано при геологоразведочных работах, планирования горноэксплуатационных работ, производстве изделий из кварцевого сырья. В способе испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого сырья, включающем отбор образцов, их измельчение до порошкообразного состояния , определение контролируемого параметра в измельченном порошке и оценку промышленных свойств по контролируемому параметру,с целью повышения эффективности и достоверности оценки промышленных свойств кварцевого сырья путем обеспечения возможности учета влияния на свойства сырья его газонасыщенности, нагреванием из измельченного порошка кварцевого сырья выделяют газы, определяют их химический состав и его содержание, а контролируемый параметр определяют по сумме масс выделившихся газов и соотношению масс С02 и Н20. 1 табл.

(си1 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

О ф ь

Г) Комитет Российской Федерации по патеитам и товариым аиакам (21) 5014923/03 (22) 19.07.91 (46) 07.09.93, Бюл. N . 33-36 (76) Ионкина Е.А„Ройзенман Ф.M., Худадян

К.В. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ

ПРОМЫШЛЕННЫХ СВОЙСТВ КВАРЦЕВОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к определению промышленных свойств горных пород и может быть использовано при геологоразведочных работах, планирования горноэксплуатационных работ. производстве изделий из кварцевого сырья. В способе испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого

Изобретение относится к определению промышленных свойств горных пород и минералов в горном деле и может быть использовано при геологоразведочных работах, планировании горноэксплуатационных работ, производстве изделий из кварцевого сырья, Известен способ испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого сырья, включающий сбор образцов и определение насыщенности каждого образца газовожидкими включениями путем визуальной оценки кварца по степени его чистоты (или замутненности). Для визуальной оценки кварца выделяются его типы: прозрачный, полупрозрачный, молочно-белый и др. При этом считается, что чем прозрачнее кварц, тем меньше его насыщенность газово-жидкими включениями (Методические рекомендации по оценке качества кварцевого сырьг для плавки и оптического стекловарения, „„RU „„2000434 С сырья, включающем отбор образцов, их измельчение до порошкообраэного состояния, определение контролируемого параметра в измельченном порошке и оценку промышленных свойств по контролируемому параметру,с целью повышения эффективности и достоверности оценки промышленных свойств кварцевого сырья путем обеспечения возможности учета влияния на свойства сырья его газонасыщенности. нагреванием из измельченного порошка кварцевого сырья выделяют газы, определяют их химический состав и его содержание, а контролируемый параметр определяют по сумме масс выделившихся газов и соотношению масс COz и Hz0, 1 табл.

Мингео СССР, ВПО "Союзкварцсамоцветы", М., 1983. с.15), Недостатком этого способа является то, что такие контролируемые параметры, как прозрачность и замутненность, оцениваются при визуальных определениях субъективно и потому недостоверны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаеМоМу способу является способ испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого сырья, включающий отбор образцов, их изчельчение, определение в качестве контролируемого параметра степени (коэффициента) светопропускания и оценку по этому параметру промышленных свойств кварце- вого сырья (Методические рекомендации по оценке качества кварцевого сырья для плавки и оптического стекловарения, Мингео

СССР, ВПО "Союзкварцсамоцветы", М., 1983, с.17). Для определения коэффициента

2000134 светопропускания кварц иэмельчак>т до по»учения порошка с определенными размерами зерен. помещают этот порошок в прозрачную К>оВе у, накрь>вают прозрачной крышкой и помещают под микроскоп. Степень прозрачности кварцевого порошка определяют в проходящем свете микроскопа путем сравнения с эталоном, принятым за

100 прозрачности. Коэффициент светопропускания показывает (в ) степень прохождения света через порошок (чем он прозрачнее, тем выше коэффициент).

В основе способа-прототипа лежит представление о том, что степень проэра >ности кварца определяется его насыщенностью газово-жидкими включениями, которые являются вредными примесями в кварцевом сырье. Поэтому считается, что чем выше коэффициент светопропускания, тем меньше в кварцевом сырье газов, а следовательно, тем лучше это сырье.

Величина коэффициента светопропускания является одним иэ двух контролируемых параметров TY (технических условий) на кварцевом сырье и поэтому широко применяется при оценке качества последнего, Недостатком способа-прототипа является то, что величина насыщенности образца газами определяется по косвенному параметру (прозрачности) оптическим методом. B действительности же позрачность кварца зависит не только от насыщенности его газово-жидкими включениями, но и от трещиноватости, структурных дефектов, твердых включений других минералов и др.

Кроме того, в способе-прототипе «е определяется качественный состав газов, находящихся в газово-жидких включениях, а следовательно, и соотношения газов различного химического состава и свойства (e то время как различные газы по-разному влияют на технологические процессы производства иэделий из кварцевого сырья).

В результате недостаточной достоверности оценки промышленных свойств кварцевого сырья с помощью способа-прототипа при производстве кварцевых иэделий на заводах отмечается значительная доля брака (в отдельных партиях до 80 (,), Предварительный учет газов в кварцевом сырье в настоящее время невозможен, так как ни на одной обогатительной фабрике, ни на одном заво- де, выпускающем кварцевое стекло, систематического определения газовой составляющей не производится. К тому же до сих пор никем не установлено, какие именно газовые характеристики должны быть приняты в качестве индикаторов оценки кварцевого сырья (содержа><ие каких газов или ик соотно>llений. суMMэ ГазоF. и т.д.) Э I(> ПI>и5

55 водит к снижению эффективности кварцево го производства за счет возрастания брака в изделиях. вследствие невозможности учега газовой составляю>цей в кварцевом сырье. в СССР ежегодные убытки в этой отрасли составляют миллионы рублей.

Цель изобретения - повышение эффективности и достоверности испытаний для оценки свойств кварцевого сырья путем обеспечения возможности у <ета влияния на свойства сырья его гаэонасыщенности, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе испытаний длA оценки промышленных свойств кварцевого сырья. включающем отбор образцов. их измельчение до порошкообразного состояния, определение контролируемого параметра и оценку свойства сырья по нему, нагреванием измельченного порошка кварцевого сырья выделяют газы, определяют их химический состав и содержание а контролируемый параметр определяют по сумме всех выделившихся газов l1 соотношению масс

COz к Í20, Предлагаемый способ базируется на том, что основная Гласса газов в кварце сосредоточена в газово-жидких включениях, Чем больше общая масса газов в газовожидких включениях, тем большее количество газов вь>деляется из кварцевого сырья в процессе изготовления из него иэделий и тем сильнее газовая составляющая влияет на техно lQcè÷åñêèå параметры укаэанного процесса (окислительно-восстановительные. кислотно-щелочные, др.ус><ов 1я), а тем самым- на промышленные свойства кварцевых изделий. Чем больше в кварцевом сырье газов, тем ниже его сортность. Данный способ дает возможность по общей сумме выделившихся газов (величине газонасыщенности) и соотношению COz к НгО дать количественную оценку сортности будущих кварцевь>х изделий и определить промышленные свойства самого кварцевого сырья. В этом отношении предложенный способ имеет универсальное значение для кварцевого сырья любого генетического типа.

Были проведены исследования газовых параметров кварцевого сырья известной сортности из более чем 30 месторождений

СССР и Бразилии. Выбор температуры нагрева образцов кьарцевого сырья для вскрытия газово-жидких включений с последующим анализо>л газовой состаг<ляющей был определен по следующим параметрам;

1) максимально воз>1<»кнои (по <еслогическим д;>нным) Г .л<Г<.Г>;>тчрой зэхг<эгэ газово-жидки.. I« 1>(« "<(1, Il>1 <: >»<;, > I,> сталлизац<><1 ГI;<1<<1 1<, . ; r . ° . < .<

2000434

20

40

55 ния постмагматического раствора. соторая не превышает 600 С;

2) температурой гемогенизации газовожидких включений, которая (Ермаков Н.П.

Исследования минералообразующих растворов, Харьков. гос.университет, 1950) является минимальной температурой минералообразования и для кв-oðöà пегматитов составляет 550 С;

3) результатами экспериментальных исследований по кинетике газовыделения из кварца (см,фиг.1) (Хотеев А.Д. Методы и аппаратура для декрепи гационных исследований. - В кн. Использование методов термобарогеохимии. М.: Недра, 1982, с,76;

Дергачев В.Б. О температуре нагрева проб при анализе газового состава флюидных включений. - В кн. Морфология, генезис и закономерности размещения минеральных образований Алтай-Саянской складчатой области и Сибирской платформы, Новосибирск, 1985. с.112).

Исходя из сказанного, температура нагрева для вскрытия газово-жидких включений в кварце по предлагаемому способу была принята равной 600 С и является оптимальной для выскрытия газово-жидких включений и полного излучения газовой составляющей в кварцевом сырье.

Были проведены исследования образцов кварцевого сырья известной сортности по результатам технологических испытаний (свыше 1000 определений) из месторождений СССР и Бразилии и определено содержание в нем газов различного химического состава, их количество и суммарная величина газонасыщенности, а также соотношение масс СОг к Н20.

На основании полученных данных была установлена зависимость качества кварцевого сырья от величины газонасыщенности и соотношения масс СОг к НгО и построена номограмма зависимости этих величин и качества кварцевого сырья (см.таблицу ниже и фиг.2)

Способ осуществляют следующим образом.

Измельченные до порошка образцы помещают в пиролитическую приставку и нагревают до 600 С, Выделившиеся при нагреве газы анализируют любым известным способом, определяя при этом химический состав и содержание выделившихся газов (например, HzO, CQz, СН4, Nz, Oz, А, Hz, СО), По количеству выделившихся газов определяют суммарную газо на сы щен ность

P гl кг образца и находят соотношение масс

COz к НгО: Полученные для каждого исследованного образца величины газонасыщенности и соотношения COz к Н О сопоставляют с приведенной номограммой качества и на основании попадания полученных величин в один из секторов номограммы (фиг.2) делают заключение о сортн4сти исследуемой пробы.

Использование данного способа оценки промышленных свойс кварцевого сырья позволяет обеспечить догтижение следующих технико-экономических преимуществ. Во-первых, определение насыщенности кварца газово-жидкими включениями и концентрации СО /Н О в предлагаемом способе определяется прямым анализом содержаний газов в этих включениях, а не по косвенному признаку замутненности кварца, как в способе-прототипе. При этом устраняется такой недостаток способа-прототипа, как влияние на оценку насыщенности кварца газово-жидкими включениями посторонних факторов; трещиноватости, структурной дефектности и др, Во-вторых, в ка естве дополнительного критерия оценки насыщенности кварца газово-жидкими включениями в данном способе применяются величины отношений газов.

Применение способа позволяет более достоверно, чем до сих пор, производить оценку и сортировку кварцевого сырья при добыче и переработке кварца и изготовлении промышленных иэделий из него, Предлагаемый способ оценки кварцевого сырья может быть введен в технические условия и

ГОСТЫ на кварцевое сырье в качестве независимого оценочного параметра, Общее снижение брака в готовых кварцевых иэделиях при использовании заявленного способа составляет не менее 20, Экономический эффект от применения этого способа для завода, производящего кварцевую продукцию на 1 млн.руб., составляет

200 т.руб., а в целом по стране - десятки миллионов рублей в год.

Применение предлагаемого способа позволяет также сэкономить стране большое количество валюты (сотни тысяч долларов в год) за счет более достоверной оценки сортности импортного кварцевого сырья, ввозимого из Бразилии, Мадагаскара и др,стран.

Формула изобретения

Способ испытаний для оценки промышленных свойств кварцевого сырья, включающий отбор образцов, их измельчение до порошкообразного состояния, определение контролируемого параметра в измельченном порошке и оценку промышленных свойств по контролируемому параметру, о тл и чаю щийся тем,что,с целью повыие2000434 ния эффективности и достоверности оценки промышленных свойств кварцевого сырья, путем обеспечения возможности учета влияния на свойства сырья его газонасыщенности, нагреванием из измельченного

Соотношение между сортностью кварцевого сырья, газонасыщенностью и концентрацией

СОт к Н О ф (оо Leo 3 ><

t C (00 Лео Зоо Ио уело боо 7<о з ч

СЭ

=у в порошка кварцевого сырья выделяют газы, определяют их химический состав и содержание, а контролируемый параметр определяют по сумме масс выделившихся газов и

5 соотношению масс СО2 к Н20.

2000434

С г 2//нг0, tabb/п

2,5

2.0

Составитель M,Poéçåèìàí

Техред M,Моргентал Корректор В.Петрэш

Редактор М.Стрельникова

Тираж Подписное

НПО "Поиск " Роспатента

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3070

Нроизводствг нно-издательский комбинат "Патент г Ужгород, ул.Гагарина l )1