В.П.Ильина, Т.В.Попова, П.В.Фролов, И.С.Инина
Институт геологии Карельского научного центра РАН

Нетрадиционные виды нерудных полезных ископаемых находят разностороннее применение для производства строительной керамики, позволяющего утилизировать большие объемы разнообразных отходов.

К числу нетрадиционных для Карелии видов можно отнести высокомагнезиальные горные породы (оливинит, пироксенит, серпентинит, тремолитсодержащие и др.), высокоглиноземистые метаморфические минералы (кианит, андалузит и др.), которые могут использоваться в производстве различных видов керамики, и в том числе плитки или керамических ступеней. Из литературных данных и патентных исследований установлено, что на основе тремолита (Алгуйское месторождение) разработана облицовочная керамика, характеризующаяся высокой механической прочностью, химической и термостойкостью, а также электротехническая и радиокерамика с диопсидовой кристаллической фазой.

Одним из направлений использования серпентинитов является получение на их основе теплоизоляционных материалов для тепловых агрегатов и трубопроводов, а также триботехнических смесей. Традиционным сырьем для получения кордиеритовой керамики является тальк. Кордиеритовая керамика используется в производстве кислотостойких, термостойких изделий, фильтров для очистки воды и других сред.

В процессе проведения работ по изучению высокомагнезиального сырья Карелии нами выделено несколько объектов тремолитсодержащих пород (месторождения: Калиево-Муренанваара Сегежского района, Озерки-1 района г.Костомукша, участок Хаутаваара Суоярвского района), которые являются попутными для тальковых руд, а также поступают в отвалы при добыче блочного и облицовочного камня, серпентинитов - вмещающих пород Аганозерского месторождения хромовых руд и Светлоозерского месторождения тальковых руд, пироксенитов - вмещающих пород Аганозера. При разработке месторождений эти высокомагнезиальные породы будут направляться в отвалы, требующие утилизации.

В данной работе исследована возможность использования тремолитсодержащих пород, пироксенитов, серпентинитов для получения строительной керамики.

На выбранных объектах были отобраны пробы, содержащие моноклинные амфиболы минералогического ряда тремолит-актинолит.

Исследована возможность получения высокопрочной керамики c диопсидовой кристаллической фазой при пониженной температуре обжига на основе тремолит- актинолитсодержащих пород, а также пироксенитов Аганозера. Результаты показали, что актинолитсодержащие породы месторождения Калиево-Муренанваара и пироксениты Аганозера являются наиболее перспективным сырьем для получения керамики с диопсидовой кристаллической фазой.

Разработан состав керамической массы для изготовления облицовочной плитки с использованием в качестве добавки тремолитсодержащих пород месторождения Озерки-1 к местной легкоплавкой гидрослюдистой глине Ивинского месторождения. Полученная керамическая плитка соответствует требованиям ГОСТ и имеет в 1.5 раза более высокую прочность по сравнению с производственной облицовочной плиткой, изготовленной на Никольском керамическом заводе. Таким образом, использование тремолит- и актинолитсодержащих отходов от добычи блочного камня для получения строительной керамики может способствовать решению проблемы их утилизации.

На основе серпентинитов Аганозерского месторождения разработана теплоизоляционная керамика. Изделия из этой керамики обладают низкими показателями теплопроводности, высокой влагостойкостью и механической прочностью, что позволяет использовать керамику в качестве теплозащитного материала для тепловых агрегатов и морозильных камер. Методом рентгенофазового анализа установлено, что основной кристаллической фазой полученной керамики является форстерит, образующийся при разложении серпентина. Кроме форстерита, присутствуют кварц, кристобалит, энстатит, стеклофаза.

Для получения кордиеритовой электрокерамики использован обогащенный серпентинит Светлоозерского месторождения, а для получения термостойкой керамики - серпентинит Аганозера. Кроме того, в шихте использованы кианитовый концентрат, который является продуктом обогащения кианитовых руд месторождения Хизоваара, кварц-полевошпатовый концентрат Чупинской обогатительной фабрики, а также легкоплавкая глина Ивинского месторождения.

Использование для получения кордиеритовой керамики кианитового концентрата как глиноземистого сырья вместо дефицитного каолинита позволяет снизить усадку керамики и способствует получению кордиеритовых керамических изделий сложной геометрической формы. Технологичность и экономическая эффективность предложенного способа получения керамики обусловлены снижением энергозатрат и упрощением технологического процесса за счет исключения механоактивации исходного сырья и предварительного синтеза кордиеритовой добавки.

Практическое использование природных компонентов позволит расширить сырьевую базу для получения кордиеритовой керамики.

Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренц-региона