Розрахунок шихтового складу суміші за її мінеральним складом

Початковими даними для розрахунку є мінеральний склад маси і хімічний (або якщо є мінеральний) склад сировинних матеріалів, які планується використовувати. Методику розрахунку розглянемо на конкретному прикладі.

ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ

Задано мінеральний склад керамічної маси (мас.%): каолініт – 53; польові шпати – 16; кварц – 31. Хімічний склад сировинних матеріалів наведено в табл. 3.9.

Таблиця 3.9 – Хімічний склад сировини

Назва сировини	Вміст оксидів, мас. %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O	в.п.п.
Глина Ново-Райська			2,2	1,1	0,4	0,4	0,6	0,2	11,1
Каолін Полозький			0,5	0,8	-	0,13	0,2	0,08	11,29
Польовий шпат Єлисеївський			0,4	-	-	0,3	2,9	9,6	0,8
Кварцовий пісок Нововодолазький	98,3	-	0,1	0,13	-	-	-	-	1,47

Спочатку за хімічним складом сировинних матеріалів з використанням методики, наведеної в підрозділі 3.1. розраховують їх мінеральний склад. При цьому слід мати на увазі, що оскільки в заданому мінеральному складі маси польові шпати не розділяються, а подаються разом, то можна не розраховувати їх окремо в сировині.

В даному прикладі альбіт і ортоклаз розраховувалися окремо, а потім підсумовувалися. Результати проведених розрахунків зведено до табл. 3.10.

Таблиця 3.10 – Мінеральний склад сировинних матеріалів

Назва сировини	Вміст компонентів, мас. %
каолініт	польові шпати	вільний кварц
Глина Ново-Райська	65,89	5,26	22,83
Каолін Полозький	80,15	1,87	16,41
Польовий шпат Єлисеївський	-	98,61	-
Кварцовий пісок Нововодолазький	-	-	98,3

Надалі задаючись вмістом якого-небудь з глинистих компонентів у шихті (глини або каоліну), розраховують кількість мінералів, які увійдуть до маси із заданою кількістю глинистої сировини. В даному прикладі кількість глини в шихті приймається рівною 30 мас. %.

Кількість мінералів, які ввійдуть із 30 мас. % глини в масу, розраховується з урахуванням даних про мінеральний склад сировинних компонентів суміші, виходячи з таких міркувань. Наприклад, для каолініту:

у 100 мас. ч. глини міститься 65,89 мас. ч. каолініту

із 30 мас. ч. глини буде введено Х мас. ч. каолініту.

Звідси визначаємо, що з глиною до маси увійде Х = 19,77 мас. ч. каолініту.

Аналогічні розрахунки проводимо для польових шпатів:

мас. ч.

та вільного кварцу:

мас. ч.

На наступному етапі розраховують вміст каоліну в шихті, враховуючи кількість каолініту, що залишився в масі після введення в шихту глини:

53,0 – 19,77 = 33,23 %.

Також слід розрахувати кількість мінералів, які увійдуть до маси з визначеною кількістю каоліну:

100 мас. ч. каоліну містить 80,15 мас. ч. каолініту

Х мас. ч. каоліну слід узяти для введення в масу 33,23 мас. ч. каолініту

Звідси виходить, що в шихті повинно бути Х = 41,45 мас. ч. каоліну.

Тепер визначимо кількість інших мінералів, які увійдуть до складу мас з такою кількістю каоліну. Із 33,23 мас. ч. каоліну до складу маси увійдуть польові шпати:

мас. ч.

та вільний кварц:

мас. ч.

На наступному етапі для визначення вмісту польовошпатової сировини в шихті розраховують її вміст у складі маси з урахуванням тієї кількості, яка надійшла до шихти разом із каоліном та глиною:

16,0 – 1,58 – 0,77 = 13,65 %.

Надалі розраховують вміст у шихті польовошпатової сировини (за польовими шпатами, що залишилися в масі після введення в неї глини і каоліну). Оскільки в 100 мас. ч. польовошпатової сировини міститься 98,61 мас. ч. польових шпатів, необхідно Х мас. ч. для введення в масу 13,65 мас. ч. польових шпатів. Звідси в шихті повинно бути 13,84 мас. ч. польовошпатової сировини. За умовами наближеного розрахунку польовошпатова сировина, крім польових шпатів, не містить ніяких мінералів, а, отже, з нею в масу не вводиться ніяких інших компонентів.

І, нарешті, для визначення вмісту кварцового піску розраховують спочатку вміст кварцу у складі маси з урахуванням тієї її кількості, яка надійшла до шихти разом із каоліном, глиною та польовошпатовою сировиною:

31,0 – 6,85 – 6,8 = 17,35 %.

Після цього обчислюємо вміст піску в шихті, кількість якого забезпечить введення визначеної кількості кварцу. Складаємо пропорцію:

з 100 мас. ч. піску вводиться 98,3 мас. ч. вільного кварцу

Х мас. ч. піску вводить в масу 17,35 мас. ч. вільного кварцу

Звідси в шихту має бути введено Х = 17,65 мас. ч. піску.

Таким чином, шихтовий склад маси складає:

глина – 30 мас. ч.

каолін – 41,45 мас. ч.

польовий шпат – 13,84 мас. ч.

пісок кварцовий – 17,65 мас. ч.

Зазвичай до складу шихти додають ще 5–6 % бою випалених виробів. Припускаючи, що до шихти введено 6 % бою виробів, визначаємо сумарну кількість шихти, яка становитиме 108,94 мас. ч.

Після перерахування шихтового складу на стовідсотковий, отримуємо такий шихтовий склад маси:

глина Ново-Райська – 27,6 %;

каолін Полозький – 38 %;

польовий шпат Єлисеївський – 12,7 %;

пісок Нововодолазький – 16,2 %;

бій випалених виробів – 5,5 %.

ЗАДАЧІ ДЛЯ ПРАКТИКИ

1. Розрахувати шихтовий склад маси твердого фарфору такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 50; кварц – 25; польовий шпат – 25. Сировинні матеріали обрати самостійно, виходячи з вимог до сировини в технології електротехнічного фарфору (див. табл. Д 1.1– Д 1.4 додатка 1).

2. Розрахувати шихтовий склад керамічної маси, якщо її мінеральний склад має бути таким: каолініт – 40 %; кварц – 25 %, польовий шпат – 35 %. Як глинистусировину використати глину Полозьку (ПЛГ–1) і Глуховецький каолін сухого збагачення (див. табл. Д 1.1–Д 1.2 додатка 1).

3. Розрахувати шихтовий склад маси напівфарфору такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) –35; кварц –45; польовий шпат – 25. Як флюсуючу кварц-польовошпатову сировину використати граніти Русавського родовища (див. табл. Д 1.4 додатка 1).

4. Розрахувати шихтовий склад маси санітарного фарфору такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 40; кварц – 35; польовий шпат – 25. Як кварц-польовошпатову складову маси використати Лозуватський пегматит (див. табл. Д 1.3 додатка 1).

5. Розрахувати шихтовий склад маси для отримання польовошпатового фаянсу, якщо її мінеральний склад має бути таким: глиниста речовина (каолініт) – 35 %; кварц – 35 %; польовий шпат –30 %. Обрати глину Дружківську та каолін Полозький ПЛК-В як глинисті матеріали.

6. Розрахувати шихтовий склад маси твердого фарфору такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 50; кварц – 25; польовий шпат – 25. Обрати як кварц-польовошпатові матеріали збагачений Тахтаєвський пегматит (див. табл. Д 1.3 додатка 1).

7. Розрахувати шихтовий склад маси твердого фаянсу такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 48; кварц – 22; польовий шпат – 30. Обрати як кварц-польовошпатові матеріали збагачений Токаровьский польовий шпат (див. табл. Д 1.3 додатка 1).

8. Розрахувати шихтовий склад маси для отримання хімічно стійких кам’яно-керамічних виробів наступного мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 45; кварц – 25; польовий шпат – 30. Обрати як кварц-польовошпатові матеріали пегматит Полонський (див. табл. Д 1.3 додатка 1).

9. Розрахувати шихтовий склад маси твердого фаянсу такого мінерального складу (%): глиниста речовина (каолініт) – 48; кварц – 22; польовий шпат – 30. Обрати як глинисті матеріали глину Андріївську («Веско–Прима») і лужний каолін Єкатеринівського родовища (див. табл. Д 1.1, Д 1.4 додатка 1).