2.2.1. Расчет рационального состава сырьевых материалов на примере каолина беляевского

Таблица 2.7

Химический состав каолина беляевского, обогащенного методом отмучивания, мас.%

Оксид	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	ППП
Содержание оксида	47,02	37,37	0,17	0,78	0,32	0,56	0,32	0,12	13,00

1. Расчет содержания в каолине беляевском полевошпатовых минералов (ортоклаза и альбита)

Предполагаем, что весь К₂0 (С_кг0) - 0,32% входит в состав ортоклаза. Молекулярная формула ортоклаза K₂0.Al₂0₃.6Si0₂. Отсюда легко рассчитать содержание ортоклаза в каолине (С_орт.^каол.).

С_орт.^каол.=С_K2O*М_орт/М_K2O,

где М_орт - молярная масса ортоклаза (556,67), М_К20- молярная масса оксида калия (94,20).

Таким образом: С_орт.^каол.=0,32*556,67/94,20=1,89 мас.ч.

Далее предполагаем, что весь Na₂0 (C_Na20) - 0,12% входит в состав альбита. Молекулярная формула альбита Na₂0-Al₂0₃-6Si0₂. Отсюда легко рассчитать содержание альбита в каолине (С_альб.^каол.):

С_альб.^каол.=С_NaO*М_альб/М_NaO,

где М_альб - молярная масса альбита (524,45), M_Na2О- молярная масса оксида натрия (61,98).

Таким образом: С_альб.^каол.= 0,12*524,45/61,98=1,02 мас.ч

Следовательно, в каолине содержится полевошпатовых минералов:

С_п.шп.^каол.= С_орт.^каол.+ С_альб.^каол.

С_п.шп.^каол.=1,89+1,02=2,91 мас.ч.

а. Расчет количества оксида алюминия А1₂0₃, входящего в состав полевошпатовых минералов каолина беляевского.

Рассчитываем количество оксида алюминия, связанного в этих минералах

Количество А1₂Оз, связанного в ортоклазе:

С_Al2O3^орт=С_К2О*М_Al2O3/М_К2О,

где М_Al2O3 - молярная масса оксида алюминия. М_Al2O3=101,96. Следовательно, С_Al2O3^орт=101,93*0,31/94,20=0,33 мас.ч.

Количество А1₂Оз, связанного в альбите:

С_Al2O3^альб.= С_NaO*М_Al2O3/М_NaО

Следовательно, С_Al2O3^альб.=0,12*101,96/61,98=0,19 мас.ч.

Таким образом, в полевошпатовых минералах, входящих в состав каолина беляевского, содержится следующее количество А1₂0з:

С_Al2O3^п.шп.= С_Al2O3^орт.+ С_Al2O3^альб,^.

С_Al2O3^п.шп.=0,33+0,19=0,52 мас.ч.

б. Расчет количества оксида кремния Si0₂, входящего в состав полевошпатовых минералов каолина беляевского.

Зная молекулярные формулы ортоклаза и альбита, легко рассчитать количество оксида кремния Si0₂, связанного в этих минералах.

Количество Si0₂, связанного в ортоклазе:

С_SiO2^орт.=С_К2О*6М_SiO2/М_К2О,

где М_SiO2 – молярная масса оксида кремния М_SiO2=60,09.

Следовательно, С_SiO2^орт.=0,32*6*60,06/94,20=1,22 мас.ч.

Количество Si0₂ , связанного в альбите:

С_SiO2^альб..=С_Na2О*6М_SiO2/М_Na2О,

Следовательно, С_SiO2^альб.= 0,12*6*60,09/61,98=0,70 мас.ч.

Таким образом в полевошпатовых минералах, входящих в состав каолина беляевского, содержится:

С _SiO2^п.шп.= С _SiO2^орт.+ С _SiO2^альб,

С _SiO2^п.шп.=1,22+0,70=1,92 мас.ч.

2. Расчет содержания в каолине беляевском глинистого минерала – каолинита.

Предполагаем, что весь А1₂0₂ , входящий в химический состав каолина, находится в связанном состоянии в полевошпатовых минералах - альбите, ортоклазе и анортите, а также входит в состав каолинита.

Таким образом, в состав каолинита входит :

С_Al2O3^{каолинит}=% Al₂O₃- С_Al2O3^п.шп

С_Al2O3^{каолинит} =37,37-0,52=37,18 мас.ч.

Молекулярная формула каолинита Al₂0y2Si02-2H₂0.

Следовательно, содержание каолинита в каолине С_к._т будет равно:

С_к._т= С_Al2O3^{каолинит}*М_{каолинит}/М_Al2O3

где М_{каолинит} - молярная масса каолинита; М_{каолинит} = 258,14. Таким образом,

С_к._т = 37,18*258,14/101,96=94,13 мас.ч.

Расчет содержания кремнезема Si0₂, связанного в каолините

С_SiO2^{каолинит}= С_Al2O3^{каолинит}*2М_SiO2/М_Al2O3,

С_SiO2^{каолинит}=37,18*2*60,09/101,96=43,82 мас.ч.