Способ определения качества известня-ковых пород

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЙЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическим

Республик пп834473

Ф

Ф

С

«.- .«Г= (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. К.з (22) Заявлено 1 31075 {21) 21 80 12 7/18-25 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет

G 01 N 23/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3005.81. Ь оллетень М 20 (53) УДК 53Э. 261 (088.8) Дата опубликования описания 3005 81

1 с

1 (72) Авторы изобретения

A.A Чистякова и В.И.Садков а./

Государственный ордена Трудового Красного намейи всесоюзний проектный научно-исследовательский институт цементной. промьвленности (ГИПРОЦЕИЕНТ) и Ленинградский--Фрцрна Ленина ,и ордена Трудового Красного Знамени горный инсъиъуА им. Г. В. Плеханова (71) Заявители (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ИЗВЕСТНЯКОВЫХ

ПОРОД

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу материалов и может быть использовано для определения качества известняковых пород.

Известен способ рентгеноструктурного анализа, который позволяет определить химический состав материала (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения количественного фазового состава материалов, включающий снятие рентгенодифрактограммы порошковой пробы p2).

Однако известные способы не позволяют производить оценку химической активности материала, являющуюся со- 15 вокупностью его физико-химических свойств, поскольку с помощью этих способов можно определить лишь химиl ческий или минералогический состав анализируемой пробы. 20

Цель изобретения — экспресс ное определение реакционной способности или химической активности известняковых пород.

Поставленная цель достигается тем, что пробу породы растирают до размеров 40-60 мкм, измеряют интегральные интенсивности отражения от кристаллографических плоскостей кальцита 30

2 (116) и (108) и по их отношениям судят об искомом параметре.

Способ основан на взаимосвязи вариаций отношений интенсивностей дифракционных максимумов в кристаллической структуре кальцита и специфичности физико-химических свойств пород разных месторождений. На этой основе выделены три характерные группы известняковых пород (l,ll,ill), имеющих индивидуальный тип вариаций отношений интегральных интенсивностей отражений 3 от кристаллографических плоскостей кальцита (116) и (108).При исследовании установлено, что вариации отношений, Эц, / 3„, как результат свойств кальцита, четко взаимосвязаны со следующими физико-химическими характеристиками известняковых пород: степенью окристаллизованности, чистотой и текстурой, размером и морфологией кристаллов кальцита, количеством цементи рующей пелитоморфной массы, скоростью и темпетатурой диссоциации кальцита.

Эти свойства обуславливают химическую активность, способность к взаимодействию кальцита с минералами— примесями породы или другими сырье834473

ЗО

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4056/64 Тираж 907 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 выми компонентами в технологическом процессе.

Породы физико-химической группы хорошо окристаллиэованы, крупнозернисты (размер зерен 30 мкм и более), имеют мало (1В) цементирующей основы между зернами в агрегатах, в них преобладает дощатая форма кристаплов, имеют высокую температуру разложения при .нагревании (990-980оС), обладают высокой степенью чистоты (как правило CaCO>90%). и т.д,, т.е. имеют не-. высокую химическую активность. Для этих пород величина вариации 3 /,! составляет 0,65-0,90.

Значение 0,65 соответствует пре-. дельной величине вариации 3, /3 характерной для исландского шпата

СаСО 99,6%, принятого в качестве структурного эталона.

Породы физико-химической группы

III слабо кристаллизованы, мелкозернисты (размер зерен «а 10 мкм), содержат большое количество (до 50%) цементирующей основы в виде пелитоморфного кальцита и глинистых примазок, что сопровождается уменьшением степени их чистоты (CaCOe до 70%)и температуру разложения при нагревании

870-940 С, т.е. имеют повышенную химическую активность. Для этих пород величина вариации 3„ /3 составляет 1,0-1,15.

Значение 1,15 соответствует тонкоэернистым породам, имеющим предельные размеры зерен кальцита 0,5- 1,0 мкм.

Для физико-химической группы II, соответствующей промежуточным значениям физико-химических параметров

1 и И! групп, величина вариаций

3 /3„, составляет 0 90 1,0. мв

Наиболее информативными к изменению физико-химических свойств известняковых пород являются рефлексы с hkl (116) и (108), но чувствительны также и рефлексы с hkl(102), (006),(00.12), (202), (110) (212), (208), (300), (10.10) и др.

Уточнение физико-химической группы известняковой породы можно производить и по следующим соотношениям интенсивностей рефлексов д щ, Ящ, 2я 2(д + йфщ яр,р, ) ) д ) оо. ° «1 ое !оз Ъоо

„ Й «g i д ь

7 В о которые для 1 групп равны соответстaeka 1; 1,03; 0,3, 3,9; 2,4 и для

111 групп - 2,2 - 2,7, 1,6 - 1,9; 0,8;

1,7- 2,1, 1,2-1,3.

Дополнительно при расшифровке ди«. фрактограммы, записанной в оптималь-: ных режимных условиях, можно производить определения количественного содержания доломита (890) и кварца (Si0<) по 3, „ и З„о, соответственно, которые являются основными минералами - примесями известняковых пород.

Способ осуществляется следующим образом.

Пробу известняковой породы измельчают до размера зерен 40-60 мкм с целью сохранения предпочтительной ориентировки кристаллических индивидов кальцита в агрегатах и получения наибольшей информации о физикохимических свойствах породы. Устанавливают пробу в рентгенодифрактометр

15 типа Дрон, и в режиме съемки при напряжении. на трубке 22 кВ производят запись дифрактограммы: при вращении счетчика 1-2 с/мин с движением ленты 600 и 1200 мм/ч соответственно.

2О.Измеряют величины интенсивностей рефлексов,соответствующих кристаллографическим плоскостям кальцита (116) и (108), по вариациям отношений которых судят о реакционной способности породы.

25 Использование предлагаемого способа позволяет получить широкую инфор-мацию об известняковой породе экспрессно (затраты времени сокращаются более чем и 50 раэ, т.е. информацию можно получить за 1 ч вместо нескольких дней). При этом исключается необходимость в выполнении трудбемких комплексных исследований, включающих физико-химические анализы: химический, петрографический, термографический, термолюминесцентный и др, Способ определения качества известняковых пород, включающий снятие рентгенодифрактограммы порошковой пробы, отличающийся тем, что, с целью экспрессного определения реакционной способности материала, пробу породы растирают до размеров

40 60 мкм, измеряют интегральные интенсивности отражения от кристаллографических плоскостей кальцита (116) и (108) и по их отношениям судят об искомом параметре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Китайгородский A. И. Рентгеноструктурный анализ. М-Л., ГИТ-ТЛ, 1950, c. .574.

2. Хейкер Д.М. и Зевин Л.С. Рентгеновская дифрактометрия. М., Физ,матгиэ, 1963, с. 208 (прототип).