Будут ли у вспученного вермикулита те свойства, за которые он так ценится в разных сферах, зависит от степени гидратации исходной слюды, содержания вермикулита в концентрате, коэффициента вспучиваемости и влажности концентрата.
Рассмотрим, какими должны быть эти характеристики, чтобы назвать вермикулитовый концентрат качественным.
Степень гидратации
Вермикулит относится к минералам группы гидрослюд. Это минералы слоистой структуры, в которых больше связанной воды и меньше катионов в сравнении со слюдами. Вода в гидрослюдах легко удаляется при нагревании, а катионы отвечают за связь между слоями.
Вермикулит образуется в процессе гидратации, где помимо увеличения связанной воды, калий заменяется другим катионом, чаще всего магнием, который ослабляет связь между пакетами. Чем больше связанной воды в исходной слюде и меньше связи между слоями, тем больше кубометров вспученного вермикулита получится из 1 тонны концентрата.
Степень гидратации минералов группы гидрослюд напрямую влияет на их свойства. В зависимости от этих свойств они делятся на собственно вермикулит, флогопит или биотит.
Степень гидратации определяется методом потери при прокаливании (п.п.п.). Этот метод показывает, насколько уменьшился вес образца после его нагревания при 900°С. При использовании этого метода для определения степени гидратации по сути измеряется количество "потерянной" воды.
Так как в вермикулите связанной воды больше, чем в других гидрослюдах, то и его п.п.п. больше. Например, потери при прокаливании флогопита одного из месторождений составляют 0,8%, а вермикулита того же месторождения — 20,4%.
Содержание вермикулита в концентрате
Второй важный показатель качества вермикулитового концентрата — содержание вермикулита в концентрате.
Из-за того, что химический состав вермикулита такой же как и у сопутствующих минералов, определить его количество химическим путем невозможно. Поэтому содержание вермикулита в концентрате определяют методом воздушной сепарации, который заключается в разделении сырья на на вермикулит и примеси при скольжении по наклонной плоскости с одновременным воздействием воздушного потока. Легкие частицы — вермикулит — меньше сопротивляются воздушному потоку, а тяжелые — примеси — наоборот. В итоге они попадают в разные емкости.
Содержание вермикулита в концентрате Потанинского месторождения — от 65% до 90%. Остальное — пустая порода, которая отделяется от вермикулита во время сушки и обжига.
Коэффициент вспучивания
Один из самых важных показателей качества вспученного вермикулита — его плотность.
На плотность вспученного вермикулита влияет коэффициент вспучивания, который в свою очередь зависит от степени гидратации исходной слюды. Чем выше коэффициент вспучивания, тем легче будет вспученный вермикулит.
Коэффициент вспучивания можно регулировать температурой обжига, но у каждого месторождения есть его максимальное значение, на которое нельзя повлиять.
Коэффициент вспучивания концентрата Потанинского месторождения — от 3 до 5. Это значит, что из кубометра концентрата мы получим от 3 до 5 кубометров вспученного вермикулита.
Влажность
Перед обжигом вермикулитовый концентрат высушивают, так как во влажном состоянии он вспучивается хуже — замедляется процесс вспучивания и повышается плотность готового продукта.
Влажность концентрата замеряется отбором проб после сушки в сушильном барабане. Если влажность высокая — увеличивают температуру. Вермикулитовый концентрат Потанинского месторождения сушат при температуре 60-100°С в течение 2-3 минут. После этого его влажность составляет не более 5%.
Смотрите также
Что такое вермикулитМарка и фракция вермикулита: как выбрать подходящую
Урал — край вермикулитовых месторождений