Дегидратация глинистых минералов

Рис. 21. Термограммы А/ и кривые потери массы Ат глинистых минера­лов [7]:

а - глуховецкий каолин; б - огланлин- ский бентонит; в - латненская глина

Изучение процессов, происходящих при нагревании каолинита, методом дифференциально-термического анализа показало, что до 1100 °С протекают две реакции: эндотер­мическая (500-800 °С), сопро- ( вождающаяся резким уменьше­нием массы, и экзотермическая, характеризуемая острым пиком около 980 °С (рис.

Первая реакция - это дегид­ратация каолинита; она заключа­ется в освобождении и выделе­нии химически связанной воды. (

Чем более неупорядочена струк­тура глинистого минерала, тем ниже температура дегидратации.

Минимум эндотермического эф­фекта соответствует выделению примерно 75 % химически свя­занной воды, т. е. этот минимум приходится на три выделивших- ( ся иона ОН , а один ион ОН про­должает удерживаться до значи­тельно более высоких темпера­тур.

находящиеся внутри пакета, бо­лее прочно связаны, чем ионы, расположенные на поверхности октаэдрического слоя пакета (см. рис. 14). При нагревании вне­шние ионы ОН несколько сбли-

Термограммы глинистых минералов с трехслойными пакетами (рис. 21,6) отличаются от термограммы каолинита наличием выражен­ного эндоэффекта в интервале 100-200 °С, связанного с выделением межпакетной воды. Рядовые глины, обычно представляющие собой смесь различных глинистых минералов, дают усредненную термограм­му, на которой обычно присутствуют два эндоэффекта и экзоэффект (рис.

Глина, дегидратированная при 700-750 °С, способна в некоторой степени регидратироваться, особенно под действием пара при высо­ких давлениях. Кроме того, обожженная при 700-800 °С глина способ­на вступать в реакцию с известью, постепенно теряя эту способность в естественных условиях вследствие самопроизвольной регидратации. Практическая сторона этого явления была известна уже древним рим­лянам, готовившим гидравлический строительный раствор из смеси свежепрокаленной глины и извести.

Указанные процессы свидетельствуют о том, что в интервале тем­ператур 500-800 °С связи между ионами в кристаллической решетке глинистого минерала значительно ослабевают. В присутствии оксидов щелочноземельных и, тем более, щелочных металлов связи —81—0—81— и -81-0-А1-0- частично заменяются «немостиковыми» связями -вКО-Ме. При этом слои, образованные кремнекислородными тетра­эдрами, будут дробиться вплоть до образования изолированных колец, диортоструктур и даже изолированных тетраэдров. Например, при на­гревании смеси каолинита и соды при температуре около 700 °С про­исходит реакция

Подобные процессы протекают и при совместном обжиге карбо­ната кальция и глины, в том числе при производстве портландцемент- ного клинкера, гидравлической извести и романцемента.

1.2.