- •Минерально-сырьевая база Урала для керамической, огнеупорной и стекольной промышленности
- •Под редакцией проф. Г.Н. Масленниковой Издательство тпу
- •Оглавление
- •Часть 1. Глины и каолины Урала……………………………………….9
- •Часть 2. Силикатные и тугоплавкие неметаллические
- •Глины и каолины Урала
- •Часть 1
- •1. Характеристика и классификация глинистых материалов
- •2. Глины урала
- •2.1. Глины Среднего Урала
- •2.2. Глины Южного Урала
- •2.3. Глины Республики Башкортостан
- •2.4. Другие месторождения Урала
- •2.5. Легкоплавкие глины
- •Пермская область
- •Свердловская область
- •Оренбургская область в области легкоплавкие глины распространены почти повсеместно Лессовые суглинки преимущественно аллювиального происхождения, мощностью часто до 10–15 м.
- •По технологическим свойствам глины при добавке песка до 30 % пригодны для производства кирпича.
- •Челябинская область
- •Республика Башкортостан
- •2.6. Бентониты
- •3. Каолины урала
- •3.1. Нормальные каолины
- •3.2. Щелочные каолины Урала
- •3.3. Галлуазит
- •В качестве примесей в незначительных количествах присутствуют Fe2o3, Cr2o3, MgO, FeO, иногда NiO, CuO, ZnO.
- •4. Область применения и требования к качеству глин и каолинов
- •Производство изделий строительной и грубой керамики
- •Производство изделий тонкой керамики
- •Производство огнеупорных изделий
- •Производство цемента
- •Производство стекла
- •Производство керамзита и аглопорита
- •Производство алюминия
- •Производство абразивных изделий
- •Использование глин в литейном производстве
- •Использование каолинов при производстве бумаги
- •Каолин для резиновой промышленности
- •Использование глин для буровых растворов
- •Прочие области использования глинистых пород
- •Силикатные и тугоплавкие неметаллические полезные ископаемые
- •Часть 2
- •1. Полевые шпаты урала и их заменители
- •1.1. Состояние полевошпатовой сырьевой базы Российской Федерации
- •1.2. Классификация и технические требования промышленности к качеству полевошпатового сырья
- •1.3. Месторождения полевых шпатов Урала и их заменители
- •2. Кварцевые материалы урала
- •2.1. Жильный кварц и кварциты
- •2.2. Кварцевые пески и пылевидный кварц (маршаллит)
- •2.3. Опал – кристобалитовые породы
- •2.4. Требования, предъявляемые к кварцевым материалам
- •3. Карбонатные породы урала
- •3.1. Известняки
- •3.3. Доломит
- •3.4. Магнезит
- •3.5. Мрамор
- •4. Хромит
- •5. Графит
- •6. Магнезиальносиликатное сырье урала
- •6.1. Форстеритовое сырье Урала
- •6.2. Тальк и тальковые камни Урала
- •6.2.1. Месторождение Миасской провинции
- •Непряхинская группа
- •Чебаркульская группа месторождений
- •Миасско-Уйская полоса
- •Кирябинская группа
- •Урал – Дачинская группа
- •Медведевская полоса
- •6.2.2. Месторождения Сысертской провинции
- •6.2.3. Режевский тальковый район
- •6.2.4. Оренбургский Урал
- •Ишановская группа месторождений
- •6.2.5. Месторождения вне выделенных тальконосных районов Урала
- •6.2.6. Области применения и требования к качеству талька
- •7. Высокоглиноземистое сырье урала
- •7.1. Бокситы
- •7. 2. Природный корунд
- •7.3. Кианиты Урала
- •8. Пирофиллит и пирофиллитовое сырье урала
- •8.1. Пирофиллитсодержащие метасоматиты Домбаровского рудного района (Южный Урал)
- •8.2. Месторождения Кабанского и Красноуральско колчеданоносных районов
- •8.3. Фарфоровые камни Урала
- •9. Месторождения баритовых руд
- •10. Месторождения титановых и цирконовых руд
- •10.1. Месторождения титановых руд
- •10.2. Цирконовые руды
- •11. Глаукониты
- •12. Техногенное сырье урала
- •Н.Ф. Солодкий, а.С. Шамриков, в.М. Погребенков
- •Справочное пособие
8.3. Фарфоровые камни Урала
Фарфоровые камни – это продукт гидротельмальнометасоматического изменения кремнеземных палеовулканических пород, тонкозернистость которых, низкое содержание красящих оксидов и благоприятный минеральный состав позволяет использовать их без обогащения в качестве основного или корректирующего компонента в составах керамических (фарфоровых) масс.
Изучение фарфоровых камней – измененных кремнекислых вулканитов севера Урала, – показало, что они относятся к двум основным типам : капканвожскому (серицит-кварцевому) и свиягинскому (кварц-микроклиновому).
Наиболее перспективными на поиски месторождений фарфоровых камней являются участки развития измененных пород в бассейнах рек Изъяшор, Пайпудыны, Лемвы, Балбанью, Лимбекаю, Няртасюю, в верховьях реки Косью (г. Манарага, ручей Капкан-Вож) и другие.
Фарфоровые камни капканвожского типа – плотные и рассланцованные мелкозернистые светлые породы белого, желтоватого и голубоватого цвета, часто с сохранившейся кварц-порфировой структурой. Состав пород серицит-кварцевый или пирофиллит-серицит-кварцевый. Таким образом, фарфоровые камни относятся к пирофиллитовому и серицитовому минеральным типам. Местами среди пород пирофиллит-серицит-кварцевого состава наблюдаются мономинеральные кварцевые жилы, иногда ассоциирующиеся с мощными (до 10 м) линзовидными телами пирофиллита (северный склон г. Манараги, истоки реки Лимбекаю и другие). Наибольшее развитие фарфоровые камни получили в истоках рек Манараги, Лимбекаю, Балбанью, Няртасюю и в районе хребта Пайпудынского, где они слагают либо отдельные измененные зоны среди кремнекислых вулканитов, либо целиком штоко- и дайкообразные тела измененных вулканитов, имеющие длину от нескольких метров до 2–3 км.
Фарфоровые аповулканиты капканвожского типа севера Урала содержат почти все необходимые компоненты фарфоровой и фаянсовой массы (глинозем, кремнезем, щелочи), отличаются однородностью состава. В их состав входит много кремнезема и щелочей при очень высоком калиевом модуле, количество глинозема наблюдается в большинстве случаев на уровне японских фарфоровых камней и ниже китайских и гусевских (12–13%). Обращают на себя внимание низкие потери при прокаливании. В зависимости от типа фарфора и состава используемого камня в керамическую массу, по-видимому, будет необходимо добавлять некоторое количество каолина и пластичной глины.
Фарфоровые камни сивягинского типа представляют собой тонкозернистые породы голубовато-зеленовато-серого и светло-кремового цвета, имеющие почти мономинеральный калишпатовый состав; в незначительных количествах присутствуют кварц и серицит. Ближе всего они к полевошпатовому минеральному типу, однако выгодно отличаются от известных представителей этого типа низким содержанием свободного кварца. Сивягинские фарфоровые камни встречаются в истоках рек Б.Усы, Пайпудыны, Грубею, Лемвы, Седью, Потемью, Сивяги, Няртасюю и др. Калишпатовые вулканиты образуют экструзивные тела или эндоконтактовые залежи в пределах этих тел, маркирующих зоны тектонических нарушений. Тела эти обычно выдержаны по мощности, простиранию и падению, размерами от первых метров до 200 х 100 х 30 м и более, с объемом до 1,5 млн.м3.
Оценивая химический состав сивягинских фарфоровых камней, полезно иметь в виду не только валовое содержание оксидов в породе, которое в целом находится в пределах кондиций. Поскольку эти породы состоят в основном из полевых шпатов, с подчиненным содержанием свободного кварца, следует обратить внимание также на состав полевых шпатов, используемых в составе керамических масс.
Большие запасы (по предварительной оценке, 80 млн. м3 в пределах капканвожского участка, до 1000 млн.м3 – в районе Пайпудынского липаритового массива и 3 млн.м3 в пределах экструзии в истоках р. Сивяги), поверхностное залегание (возможна разработка открытым способом) и близость к железной дороге повышают экономическую целесообразность эксплуатации данного вида минерального сырья.
Результаты химического анализа фарфоровых аповулканитов севера Урала, а также результаты проведенных огневых проб с образцами минерального сырья позволили сделать заключение о пригодности нового сырья для получения керамических масс.
Химический состав проб фарфоровых камней севера Урала приведен в табл. 8.6 и 8.7.
Для выявления участков, перспективных на обнаружение фарфоровых аповулканитов в других районах Урала, задача сводилась к тому, чтобы найти формации, содержащие породы, состав которых в наибольшей степени приближался бы к составу кондиционных фарфоровых камней. Важнейшим критерием качества сырья является содержание щелочей. Наиболее дефицитными разновидностями фарфоровых камней являются щелочные калиевые (K2O + Na2O > 3, K2O/Na2O > 3).
Помимо уже описанных месторождений фарфорового камня, к ним можно отнести липариты г. Константинов Камень, хр. Хахарем-Пе и г. Борзовой на крайнем севере Полярного Урала, субвулканические интрузии верховий рек Погурей и Кок-Пела, более древние липариты в верхнем течении р. Хельмерью, в районе г. Мартай, на правобережье р. Торговой, на хр. Кваркуш, на хр. Басег (щегровийская свита), в Верхнесергинском районе (билимбаевский комплекс), Учалинской зоне развития улутайской формации, верховье р. Урал (область развития Березовской и Кизильской формаций), Еманжелинском районе (карьер на берегу р. Бергильды и обнажения к юго-западу от с. Ново-Троицкого), Кунашакском районе (близ оз.Урукуль), в районе р. Пышма (левый берег ниже Рудянского Лога) и другие.
Имеются сведения о локальных проявлениях среди липаритов и туфов магнитогорского синклинария интенсивных поствулканических процессов; крайнее развитие этих процессов приводило иногда (г. Соколок и др. районы) к почти полному выносу щелочей и красящих оксидов из исходных вулканитов и к накоплению глинозема, к образованию пород, по валовому химическому составу приближающихся к каолину или кварц-пирофилитовых пород. О существовании на Урале месторождений таких пород нелишне здесь вспомнить еще и потому, что они также представляют собой керамическое сырье.
Наибольший интерес представляет Покровский участок (окрестности с. Покровского, Сухоложский район). Развитые здесь ультракалиевые липариты характеризуются пониженным содержанием SiO2 и повышенной щелочностью, что позволяет считать их аналогами свиягинского типа. Наличие в аповулканитах избыточного калишпатового компонента является не недостатком, а достоинством
Таблица 8.6. Химический состав аповулканитов севера Урала, мас. %
Окси- ды |
Капканвожский тип |
Сивягинский тип |
|||||||||||||||
руч. Капканвож, район Манараги |
руч. Нартасюю, район г. Тельроз-Из |
б.Хата- камба |
хр.Пай- пудын- ский |
р. Грубелю |
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
SiO2 |
69,82 |
65,97 |
74,9 |
78,28 |
77,72 |
78,54 |
76,50 |
76,50 |
77,62 |
78,13 |
77,83 |
79,58 |
76,07 |
77,79 |
76,94 |
78,40 |
78,50 |
NiO2 |
0,16 |
0,91 |
0,15 |
0,15 |
0,21 |
0,15 |
0,20 |
0,15 |
|
0,21 |
0,18 |
0,20 |
0,10 |
0,28 |
0,27 |
0,08 |
0,11 |
Al2O3 |
13,46 |
19,65 |
12,52 |
11,67 |
12,59 |
11,54 |
11,60 |
12,28 |
11,22 |
11,63 |
11,45 |
11,35 |
12,84 |
12,94 |
12,67 |
11,59 |
10,83 |
Fe2O3 |
0,75 |
1,44 |
0,89 |
0,68 |
1,06 |
0,79 |
0,72 |
1,40 |
0,43 |
0,11 |
1,08 |
0,75 |
0,87 |
0,64 |
0,37 |
0,77 |
1,02 |
FeO |
1,58 |
1,03 |
0,49 |
0,60 |
0,50 |
1,03 |
0,24 |
0,26 |
0,80 |
0,43 |
0,44 |
0,11 |
0,43 |
0,14 |
0,29 |
0,06 |
0,06 |
CaO |
0,14 |
необн. |
0,21 |
0,22 |
0,36 |
0,43 |
1,24 |
0,39 |
0,62 |
0,20 |
0,08 |
0,37 |
0,60 |
0,25 |
0,21 |
0,27 |
0,03 |
MgO |
0,71 |
0,78 |
0,87 |
0,43 |
0,61 |
0,98 |
0,94 |
1,59 |
0,11 |
0,28 |
0,97 |
0,46 |
0,21 |
0,60 |
0,30 |
0,06 |
0,18 |
K2O |
4,77 |
6,39 |
8,12 |
5,82 |
4,24 |
3,96 |
6,56 |
3,96 |
5,32 |
8,79 |
4,33 |
1,50 |
4,50 |
3,72 |
5,84 |
5,48 |
7,86 |
Na2O |
4,10 |
0,16 |
0,19 |
0,12 |
0,52 |
0,11 |
1,69 |
0,11 |
2,75 |
0,08 |
2,56 |
4,31 |
3,68 |
2,75 |
1,75 |
1,77 |
0,54 |
ППП |
2,75 |
3,18 |
1,57 |
1,66 |
0,20 |
2,28 |
|
2,99 |
0,66 |
0,12 |
0,59 |
0,87 |
0,87 |
1,15 |
0,67 |
|
|
Сумма |
99,76 |
99,56 |
99,95 |
99,65 |
100,03 |
99,58 |
|
99,68 |
99,65 |
100,0 |
99,53 |
99,51 |
100,28 |
100,28 |
99,37 |
99,53 |
99,58 |
K2O+ Na2O |
8,87 |
6,55 |
8,31 |
5,94 |
4,76 |
4,07 |
8,25 |
4,07 |
8,07 |
8,87 |
6,89 |
5,81 |
8,18 |
6,47 |
7,59 |
7,25 |
8,40 |
K2O/ Na2O |
1,16 |
39,9 |
40,6 |
48,5 |
8,1 |
36,0 |
3,8 |
36,0 |
1,9 |
109,9 |
1,6 |
0,3 |
1,2 |
1,4 |
3,7 |
3,1 |
14,0 |
Таблица 8.7. Химический состав аповулканитов севера Урала исходный состав и после магнитной сепарации, мас. %
Оксиды |
Исходный состав (капканвожский тип) |
После магнитной сепарации |
Исходный состав (сивягинский тип) |
После магнитной сепарации |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
SiO2 |
74,40 |
77,49 |
78,47 |
78,76 |
70,19 |
74,28 |
76,34 |
71,48 |
79,96 |
77,46 |
77,0 |
79,66 |
75,90 |
NiO2 |
0,32 |
0,21 |
0,14 |
0,24 |
0,37 |
0,33 |
0,24 |
0,50 |
0,38 |
0,33 |
0,29 |
0,27 |
0,31 |
Al2O3 |
16,14 |
14,08 |
12,66 |
13,55 |
18,97 |
16,31 |
13,12 |
13,94 |
9,62 |
10,47 |
11,88 |
10,50 |
12,16 |
Fe2O3 |
0,94 |
1,43 |
0,76 |
0,70 |
1,23 |
0,98 |
0,75 |
0,74 |
0,40 |
1,48 |
0,51 |
0,48 |
1,02 |
FeO |
0,04 |
0,06 |
0,13 |
0,07 |
0,06 |
0,06 |
0,65 |
0,14 |
0,04 |
0,14 |
0,09 |
0,14 |
0,13 |
CaO |
0,24 |
0,25 |
0.06 |
0,18 |
0,18 |
0,24 |
0,67 |
0,60 |
0,60 |
0,54 |
0,36 |
0,24 |
0,36 |
MgO |
0,25 |
0,70 |
0,21 |
0,18 |
0,35 |
0,22 |
0,34 |
0,51 |
0,17 |
0,21 |
0,31 |
0,22 |
0,09 |
K2O |
4,16 |
2,36 |
5,41 |
3,49 |
4,97 |
4,32 |
4,37 |
9,04 |
5,57 |
6,40 |
7,20 |
6,09 |
7,10 |
Na2O |
0,57 |
0,27 |
0,18 |
0,50 |
0,62 |
0,54 |
1,02 |
1,56 |
2,08 |
1,72 |
1,40 |
1,47 |
2,06 |
ППП |
2,67 |
2,82 |
1,61 |
1,76 |
2,45 |
2,12 |
1,99 |
1,09 |
1,12 |
0,75 |
0,46 |
0,33 |
0,15 |
Сумма |
99,73 |
99,59 |
99,63 |
99,43 |
99,39 |
99,40 |
99,49 |
99,60 |
99,94 |
99,50 |
99,50 |
99,40 |
99,28 |
K2O+Na2O |
4,73 |
2,63 |
5,59 |
3,99 |
5,59 |
4,86 |
5,39 |
10,60 |
7,65 |
8,12 |
8,60 |
7,56 |
9,16 |
K2O/Na2O |
7,30 |
8,74 |
30,06 |
6,98 |
8,02 |
8,00 |
4,28 |
5,80 |
2,68 |
3,72 |
5,14 |
4,14 |
3,45 |
данного типа пород как исходного минерального сырья для фарфоровых камней, так как в технологических схемах для производства бытового и хозяйственного фарфора в сырьевую смесь вводится до 25 % полевого шпата, который в нашем случае в достаточном количестве уже имеется в исходной породе.
Таким образом, Покровский участок можно рекомендовать в качестве одного из первоочередных объектов на разведку фарфорового камня, с отбором проб для промышленных испытаний, тем более что этот участок расположен в непосредственной близости от главных центров Уральской фарфоро-керамической промышленности.
Из всего вышеизложенного следует, что Урал можно рассматривать в качестве новой геологической провинции фарфорового камня. Проведение специализированных поисково-разведочных работ приведет к расширению сырьевой базы керамического сырья.