Свойства глины

Глину можно смело назвать одной из самых распространённых горных пород. Имея сложный состав и физико-технологические параметры, в чистой породе содержатся химические соединения - «глинистые» минералы. Химический состав глины представлен алюминием, кремнием и водой, которые в минералогии именуют водными алюмосиликатами.

Свойства глины

Что такое глина? Характеристика этого вещества напрямую зависит от его состава. Глину можно с легкостью распустить в воде с образованием «взвеси» (мути) или пластичного теста, сохраняющего определенную форму после высыхания. Сорбционность также является важным свойством глины. Оно позволяет глине поглощать из жидкости ряд растворенных в ней веществ. Поскольку в составе глины присутствует много окиси алюминия, она используется как химическое сырье, для выделения сернокислых солей.
Из всех свойств глины, выделим следующие:

• цвет. Глина, имея разный состав, отличается различными оттенками. Глину так и называют по цветам - красная, голубая, белая. Однако, в процессе сушке и дальнейшего обжига оттенок может полностью измениться. Об этом нужно помнить во время работы с глиной
• пластичность. Использование глины в быту стало возможным именно благодаря ее возможности деформироваться и удерживать приданную ей форму. Уровень пластичности зависит от ее консистенции – объема воды, глины и песка. К примеру, в составе для лепки песок отсутствует
• гигроскопичность дает возможность поглощать жидкость, с изменением параметров вязкости и пластичности. Однако, вследствие обжига глиняные предметы становятся водостойкими, прочными и легкими. Современные технологии позволяют создавать из глины дорогостоящие фаянс и фарфор
• огнеупорность. Этот показатель используется более в строительной отрасли, чем для художественного промысла
• усадка глины непосредственно связанна с сушкой и обжигом, вследствие чего меняется масса и размеры готового изделия.

Состав глины

Для каждого типа глины характерен свой химический состав глины. К примеру, в красной глине присутствует большое количество окисей железа. В основе глины лежат определенные соединения - глинистые минералы, формирующиеся в процессе разных природных явлений.
Структура глины, которую используют в народных промыслах, зависит от объема трех важнейших элементов:

• глиняных минералов
• воды
• песка.

Соотношение перечисленных элементов можно изменить, правда, намного легче что-то добавить, чем убавить. Сухая глина легко разводится в воде, но вот жидкую как сметана глину крайне проблематично сделать пригодной для лепки. Песок также довольно просто подмешивается к глине, тем не менее, вытащить его из глины – очень проблематично.
Глина может быть «тощей» и «жирной». Показатель «жирности» отвечает за уровень пластичности, и связующие качества. Уровень жирности можно менять при помощи смешивания ее с прочими природными соединениями, например, с песком. Тощая глина имеет более низкий показатель пластичности, слабую связующую силу, однако дает меньший процент усадки в процессе сушки и обжига.

Характеристика и виды

Вся природная глина, в зависимости от ее состава, делится на следующие типы:

• каолин. Эта глина наиболее популярная во всем мире. Она имеет белый оттенок, который обеспечивает минерал каолинит. Ее используют на фарфорово-фаянсовых производствах, а также в бумажной промышленности
• огнеупорная глина может быть белого или серого окраса. В процессе обжига способна выдержать температуру до 1580 градусов по Цельсию. Такая глина состоит из минерала каолинита и гидрослюды. Из нее делают огнеупорную посуду
• кислотоупорная глина является подвидом огнеупорного материала. В ее составе преобладают железо, магний, кальций и сера
• формовочная глина имеет высокий показатель пластичности и связующей способности. Она нашла применение как скрепляющий материал в процессе создания резервуаров для металлургического литья
• цементная глина отличается широкой гаммой оттенков. Из нее создают портланд-цемент
• кирпичная глина имеет высокий уровень легкоплавкости, благодаря наличию в составе примеси кварцевого песка. Из названия понятно, что делают из нее кирпичи
• бентонитовая глина в качестве основного материала имеет монтмориллонит. Такие глины также отличаются широкой палитрой оттенков. Из всех глин она имеет наивысшую отбеливающую способность. Этот тип используется для очистки нефтепродуктов, растительных и смазочных масел
• минеральную природную глину применяют в медицине и косметологии.

Залежи глины

Глина отличается довольно внушительными объемами распространения на нашей планете, а также небольшой глубиной залегания. Следовательно, затраты на получение глины – минимальны, а сырье довольно бюджетное.
Чаще всего месторождение глины предполагает возведение кирпичных и черепичных производств. Наибольшие месторождения глины расположены на территории Украины и России. Более мелкие залежи присутствуют на территории Грузии, Казахстана, Узбекистана, Туркмении и других стран СНГ.

Добыча глины

Добыча глины для нужд керамических заводов осуществляется при помощи таких систем:

• транспортной. В таком случае перевозка осуществляется при помощи конвейерного, автомобильного или железнодорожного транспорта
• транспортно-отвальной. Такая работа ведется при помощи ленточных консольных отвалообразователей
• специальной. Для этого применяются бульдозеры, скреперы и гидромеханизация.

Самые выгодные экономические показатели демонстрирует метод разработки с эксплуатацией транспортно-отвальных мостов и ленточных отвалообразователей.
Добыча глины начинается с проведения подготовительных работ. На этом этапе осуществляется расчистка карьерного поля и удаление вскрыши, обустраиваются въездные и выездные пути и вводятся механизмы в забой. Эти действия потребляют 30% всех расходов на добычу. Пустую породу вывозят за пределы карьера, в отвал или на выработанную территорию. Глину доставляют к месту потребления.
Когда пласт содержит сразу несколько типов глин, то каждый слой добывается отдельно от остальных. После чего они дозируются по мощности залегания. Также можно разрабатывать месторождение слоями — в этом заключается смысл селективной добычи глины в отличие от валовой, при котором срезание глины осуществляется одновременно по всем слоям.
Добыча взрывным методом используется в процессе разработки плотных глин, аргиллитов, глинистых сланцев, а также толстых слоев глинистого сырья, с целью их предварительного рыхления в месторождении и подготовки для дальнейшего использования. Этот метод можно назвать наиболее трудоемким и сложным процессом. По способу размещения заряда, его форме и величине выделяют такие методы:

• шпуровых зарядов
• скваженных зарядов
• колонковых зарядов.

Для осуществления взрыва используют аммиачно-селитренные (аммониты, динамоны) и нитроглицериновые (динамиты, порошкообразные нитроглицериновые) смеси.
В некоторых случаях, в особенности, когда предстоят большие объемы вскрышных работ, используется гидравлический метод, суть которого состоит в размыве породы при помощи струи воды из гидромонитора. Гидромонитор формирует и направляет компактную струю воды, подающуюся под давлением до 30 атмосфер, со скоростью до 90 м/сек. Такая струя приводит к размыву грунта, который становится разжиженной массой или пульпой. Полученную массу отбирают и перевозят на территорию гидроотвалов посредством землесоса по трубопроводам. Объем воды на 1 м3размытого грунта достигает:

• для суглинков 5-10 м3
• для глин 10-15 м3.

Добыча гидромониторами дает возможность организовать работу в карьере по непрерывному потоку и устранить из технологического комплекса некоторые трудоемкие операции по добыче, погрузке, перегрузке сырья.