The results of a study on the use of glauconite-containing overburden rocks of the Novodvorskoye deposit of the Pinsk district of the Brest region to produce glasses for various purposes are presented. The compositions of raw materials in the system «glauconite-containing rock – chalk – iron oxide – soda ash» have been developed, the limiting amount of the raw components and basic oxides in glasses have been optimized. It has been established that the main criterion for obtaining high-quality glasses is a rational combination of refractory and low-melting oxides, which ensures the homogeneity of glasses, working viscosity, the ability to form in various ways, the absence of a tendency to crystallization, black color in the mass, as well as a complex of satisfactory physical and chemical properties. The results of the study confirmed the prospects of using the glauconite-containing overburden for the synthesis of glasses for various purposes, which will contribute to the rational use of natural resources and associated minerals of the Novodvorskoye deposit of the Republic of Belarus, and will improve the environmental situation in the areas adjacent to the deposit.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛАУКОНИТСОДЕРЖАЩИХ ВСКРЫШНЫХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД ДЛЯ

The formulation of raw compositions containing igneous and sedimentary rocks of explored deposits of the Republic of Belarus as the main component has been developed, ceramic materials, glasses, petrositals and stone casting have been obtained. Evaluation of the physico-chemical processes occurring during the heating of the rocks under study, the formation of the structure and phase formation of materials during their heat treatment allowed us to develop scientific foundations for the production of silicate materials with the necessary complex of physico-chemical properties.

The results on the research of heat-insulating porous ceramic materials produced using overburden rocks of the Novodvorsk deposit of Pinsk district of the Brest region as the main component of raw materials are presented in the study and the use of bulk rock consisting of glauconite sands and aleurites is recommended. Low-melting clay, basalt and a blowing agent are used as additional components, rational combination of which would ensure the forming ability of ceramic masses and the required set of the physicochemical properties of the material. The dependence of the bulk density, swelling coefficient, coefficient of thermal conductivity on the chemical and mineral composition of the used and raw materials is established, wich is the criteria for choosing composition with the maximum use of overburden and the necessary plasticity of the ceramic mass required for the molding process of raw granules. The obtained results can serve as a basis for the large-scale use of not only the minerals of the Novodvorsk deposit (basalts and tuffs), but also associated – glauconite-containing overburden. This will make a significant contribution to the expanding the mineral resource base of the Republic of Belarus.

Criteria were studied and experimentally confirmed for achieving a synergistic effect for optimizing and controlling the process of obtaining heat-insulating porous materials using the igneous rocks of the crystalline basement of southern Belarus. These include physicochemical processes in ceramic bodies (green granules) during heating and the optimal conditions for heat treatment. Differential scanning calorimetry combined with a study of the specifics of the formation of the porous structure and physicochemical properties allowed the development of the scientific underpinnings of controlling the production of heat-insulating materials.

Для улучшения экологической обстановки в Республике Беларусь актуальной проблемой является использование различных отходов промышленности. Это дает возможность не только экономить природное сырье, повышать эффективность производства, но и способствует улучшению экологического положения на предприятиях и прилегающих к ним территориях. По результатам проведенных экспериментальных исследований разработаны рецептуры сырьевых композиций, состоящих из отходов горнодобывающей и металлургической промышленности, отечественной глины месторождения «Лукомль». Изготовлены керамические массы для приготовления сырцовых гранул и получены теплоизоляционные материалы, обладающие комплексом требуемых физико-механических характеристик – объемной плотностью, теплопроводностью, морозостойкостью, механической прочностью при сжатии.

В статье приведены результаты исследования процессов порообразования и формирования структуры теплоизоляционных материалов, основным компонентом сырьевых композиций которых являются гранитоидные породы Микашевичского месторождения Республики Беларусь. В результате многопозиционной термической обработки определены температурные интервалы, соответствующие изменениям агрегатного состояния гранитоидной породы при нагревании, являющиеся основными критериями выбора температурных параметров обжига. Установлено, что синергетический эффект химических и физических процессов, происходящих при термической обработке, как наиболее важной и ответственной технологической стадии получения материала, обеспечивает интенсивное порообразование, что способствует получению материала с комплексом высоких показателей эксплуатационных свойств, стабильными значениями объемной и насыпной плотности, а также коэффициента теплопроводности. Для оценки физико-химических процессов, которые происходят при высокотемпературной обработке сырьевой композиции на основе гранитоидных пород, анализа возможности протекания реакций и установления оптимальных температурных параметров режима обжига проведен термодинамический анализ. Показано, что реакционная активность составляющих оксидов резко отличается друг от друга, вследствие чего каждый тип взаимодействия между ними начинается в определенном температурном интервале. Разработаны научные основы управления процессами порообразования и формирования структуры пористого теплоизоляционного материала, удовлетворяющего требованиям нормативно-технической документации, предъявляемым к материалам аналогичного назначения.

The paper presents the study results of diabases of rare-earth and beryllium-containing deposit of the Republicof Belarusin order to determine their suitability for the production of silicate materials and products for various purposes. The data obtained allowed developing raw compositions and optimizing the technological parameters to produce glass, mineral fibers, glass ceramics, stone casting, ceramic bricks and tiles, as well as porous aggregates. The regularities of structure and phase formation during high-temperature treatment of raw compositions of silicate materials using diabases are established. The results of the work allow us to establish the features of the production of silicate materials containing diabase as main raw material of compositions, to increase mineral and raw-materials base of Belarusand to improve the environmental situation in mining enterprises.

Проведены исследования возможности использования магматических пород Беларуси в качестве тугоплавкого наполнителя разделительных покрытий на металлофосфатном связующем для кокильного литья алюминиевых сплавов и подтверждена эффективность их практического применения.

The results of research on the possibility of using igneous rock from Belarus for synthesizing glasses, petrositalls, and cast stone are presented. Acomponent of hierarchical modeling—the construction of cluster structures (dendrograms) — was used to optimize the technological processes. The properties, structure, and form of the formed crystalline phases are revealed to be dependent on the chemical-mineral composition of the rock and the temperature-time parameters of heat-treatment as the main criteriological factors in the directed structure- and phase-formation in obtaining glass-ceramic materials.

The results of an investigation of glasses and glass ceramic materials synthesized in the system R 2 O(Na 2 O, K 2 O)–MgO–CaO–Al 2 O 3 –SiO 2 using granitoid screenings from the Mikashevichskoe deposit are reported. Glass ceramic materials which in terms of the performance characteristics can be used as proppants in the oil and gas industry were obtained.

Porcelain stoneware tiles are materials with excellent technical properties processed by using high temperatures and fast firing cycles that requires high-quality fluxes. However, high cost and exhaustive reserves of traditional used feldspars limits their use. The study of the fluxing potential of granitic rock wastes and basalts and their effect on properties and microstructure of porcelain tiles was carried out. The addition of the basalt in the amount of 7.5 wt% leads to the best densification behavior and nearzero water absorption of the samples. The properties of porcelain tiles with addition of basalt and granitic rock wastes show the possibility of their limit use as fluxes in ceramic tiles industry. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.

Acompounded mixture of fritted white, bright, glass ceramic, glaze coating for household majolica in the system Na2O–K2O–CaO–B2O3–Al2O3–ZrO2–SiO2 is developed. The structure of the coating is distinguished by homogeneity and uniformity of the distribution of the crystalline formations over the entire volume of the glaze. The physical and chemical properties of the glaze coating (CLTE = (50.2 – 50.5) × 10 –7 K–1, thermal resistance 150°C, whiteness 80 – 82%, brightness 87 – 89%, microhardness 5350 – 5400 MPa) attest an appropriate ratio of the crystalline and glassy phases in the glass ceramic coating formed.

Results of the study of chemical and mineralogical composition and technological properties of basalts and tuffs, explored on the territory of the Republic of Belarus are presented in the article, and the possibility of their use as components for producing ceramic tiles for interior wall facing is established. The criterion of intensification the sintering process of raw compositions, expressed by ratio of oxides (SiO2 + Al2O3)/(Fe2O3 + FeO + Na2O + K2O) in the total content of (CaO + MgO) 7.5-8.4 wt. % is defined and the limits of its values is set, at which mechanical flexural strength of tiles is 35,0-36,5 MPa, water absorption is 13.2-9.8 % shrinkage - 1.2-1.3 %, thermal coefficient of linear expansion (TCLE) - (6.87-7.05) . 10(-6) K-1.

Качество и уровень эксплуатационных характеристик строительных материалов различного назначения в современных условиях непременно повышаются, поскольку интенсивное развитие материаловедения, техники и технологии строительства, а также эстетические требования к зданиям и сооружениям изменяются и совершенствуются. Несмотря на обилие новых строительных материалов, керамический кирпич остается востребованным для возведения много- и одноэтажных зданий и сооружений, несущих и самонесущих перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладках фундаментов, внутренней части дымовых труб промышленных и бытовых печей, Это обусловлено его высокой прочностью, износостойкостью, хорошей тепло- и звукоизоляцией, низким водопоглощением, быстрым высыханием, экологичностью, устойчивостью к природно-климатическим условиям (влага, ультрафиолетовое излучение, замораживание, оттаивание и др.). Однако существенный недостаток керамического кирпича – это возможность появления на лицевой поверхности высолов и выцветов, что не только снижает его морозостойкость и прочность, но и значительно ухудшает эстетичность зданий и сооружений. Кроме этого, могут возникнуть проблемы с цветовым тоном, если приобретаемый керамический кирпич выпускается различными производителями. Цель работы – изучение возможности улучшения декоративно-эстетических и эксплуатационных характеристик керамического кирпича путем разработки покрытий двух типов: 1 – предотвращающего образование высолов и одновременно окрашивающего поверхность кирпича; 2 – гидрофобизирующего поверхность готовых изделий путем кольматации пор при сохранении теплоизоляционных свойств материала.

Basaltic and granitic rocks are studied as components of the raw-materials compositions for making ceramic tiles for interior walls. The combined introduction of granitic and basaltic materials increases the bending strength of tiles while preserving the physical-chemical properties required and improving sintering quality.

A comprehensive study of the compositions and properties of primary kaolins from the Sitnitsa and Dedovka deposits in the Republic of Belarus was performed. The mineralogical and chemical compositions, phase transformations during heating, dilatometric properties, and the properties of kaolin raw material were studied for individual fractions. A relation is established between the quality, structure, and physical-chemical properties, which made it possible to recommend the most effective methods of enriching the kaolin raw material studied.

Mix compositions for interior facing tile have been developed using local raw materials: low-melting polymineral clay from the Gaidukovka deposit, dolomite from the Ruba deposit, granitoid dust from the Mikashevich deposit and sand from the quartz Gomel' Mining-Enrichment Works as well as DNPK refractory clay and KS-1 kaolin, both imported from Ukraine. The ceramic tiles have high physical-chemical properties.

It is shown that zirconium-free frit should be used to obtain semi-fritted durable glass-crystal coatings, thereby decreasing the total fuel-energy consumption on the production of floor tiles by lowering the synthesis temperature of the frit by 80 – 100°C and decreasing the amount of frit in the raw material mix to 20 – 22.5%.

A comprehensive investigation is made of the particulars of structure and phase formation in zirconium-containing frits and semi-fritted glaze coatings obtained with such frits. It is found that the high physical-chemical and decorative-aesthetic characteristics, most importantly the durability of the coatings (3 – 4), are the result of directed phase formation, a rational combination of crystalline opacifying phases and their uniform distribution in the glassy matrix, and the formation of a uniform glass crystal structure.