Введение

В производстве многих материалов и изделий, необходимых для жизнедеятельности человека, основным компонентом является нерудное сырье, обладающее большим разнообразием вещественного состава, физических и физико-химических свойств. Широко применяются в различных областях промышленности и природные алюмосиликаты (цеолиты, глины и др.). Однако вследствии снижения запасов высококачественного сырья остро встает задача вовлечения в производство новых, нетрадиционных его видов и использования современных эффективных технологий, позволяющих направленно изменять свойства нерудного сырья и таким образом переводить его из разряда низкокачественного в кондиционное сырье.

В последнее время неуклонно растет интерес к природному цеолитовому сырью: цеолитам и цеолитсодержащим: кремнистым породам и глинам. Оно применяется для охраны окружающей среды, в сельском хозяйстве, в строительной отрасли, а именно для получения сорбентов, строительных силикатных материалов и другой продукции. В современных условиях возрастает значение сырьевой базы керамической промышленности, в частности, тугоплавкого и огнеупорного глинистого сырья, используемого для получения огнеупорных, фарфорофаянсовых и санитарно-строительных изделий, плиток для полов, наружной и внутренней облицовки, фасаднооблицовочных и кислотоупорных материалов.

Применение цеолитового и глинистого сырья в природном виде не всегда позволяет получить требуемый технический результат, поэтому для улучшения его свойств необходимо использовать эффективные способы переработки и обогащения. Например, серьезным ограничительным фактором расширения направлений использования природных цеолитов является неравномерное, часто недостаточное содержание основного минерала в сырье. Применение низкокачественных тугоплавких глин в естественном (природном) состоянии является одной из причин брака при производстве изделий тонкой керамики, а также уменьшения направлений их применения по целевому назначению.

Улучшить качество природных алюмосиликатов можно путем их активации и модификации (механическим, термическим, химическим и другими способами), что позволяетт создавать новые материалы с заданными эксплуатационными характеристиками.

Возможности разработки новых материалов с требуемыми свойствами связаны с развитием методов получения высокодис-персных порошков. Это способствует решению сложных задач изготовления материалов с повышенными, а иногда и уникальными характеристиками (по прочности, твердости, термо- и износостойкости и т.д.). Высокодисперсные порошки с размером агрегатов в доли микрона могут быть с успехом использованы не только для изготовления новых эффективных видов композиционных материалов, но и в качестве добавок к существующим материалам, что улучшит их микроструктуру и свойства.

Высокодисперсные порошки являются более активными и могут способствовать, например, спеканию практически до теоретической плотности изделий. Активность, кроме размеров частиц и коэффициента самодиффузии, связывают с наличием искажений в кристаллической решетке типа дислокаций, границ кристаллов, микронарушений сплошности и т.д. При этом искажения связей, смещения атомов из регулярных положений, микронапряжения, локализованные в пределах одного элемента субструктуры, недостаточно температурно устойчивы.

Активационное измельчение позволяет интенсифицировать не только процессы спекания материала, но и снизить энергетические затраты на его обжиг. Для получения высококачественной керамической продукции важно обеспечить очень тонкий помол сырья эффективным сухим способом, который используется европейскими производителями клинкерного, облицовочного кирпича и фасадной плитки.

Разработка оптимальных технологий переработки природных алюмосиликатов (цеолитсодержащего и глинистого сырья), учитывающих особенности его свойств, является актуальным направлением. Достаточно эффективными для улучшения полезных свойств с точки зрения экономики и экологии может быть активационное измельчение сырья в агрегатах-измельчителях с высокой удельной энергонапряженностью и в специальных аппаратах в режиме образования газопылевой «плазмы».