насыпной плотности материала. Калибровка же спектрометра производится по градуировочному источнику, имеющему насыпную рн = 1.43 г/см' (плотность градуированного источника не изменяется). Удаление физической воды и выгорание органических примесей в процессе обжига вызывает изменение насыпной плотности и удельной поверхности материала. Увеличивается пористость материала. Поэтому изменение ц (при 0-200°С) зависит и определяется количеством физически связанной воды, удаленной в процессе нагрева и степенью увеличения удельной поверхности материала. Предварительное прокаливание материала в интервале температур от 300 до 450°С вызывает значительные изменения ц, связанные по-видимому, с ликвидацией некоторых нарушений кристаллической решетки минералов, выгорание органических примесей и изменением массы исследуемого материала. Резкое увеличение ц пород, содержащих минералы кристаллического строения, которые при нагревании не разлагаются, наблюдается при температуре, соответствующей началу разрушения решетки минералов (~700°С). При увеличении температуры обжига выше 700°С начинаются процессы испарения природных минералов, содержащих в своём составе 226Ка. Это обусловлено уменьшением сил поверхностного натяжения при появлении жидкой стеклофазы (см. рис. 4.4—4.9). В зависимости от того, какой из двух процессов изменение массы или испарение минералов, содержащих 226К.а, будет интенсивнее, тог процесс и будет определять изменение (увеличение или уменьшение) ц. Аналогичные процессы, но меньшей интенсивности протекают при обжиге известняков, мела и гипсового камня. Интенсивное выделение 222Кл карбонатными породами связано с их диссоциацией. Карбонатные породы уже при незначительном нагревании выделяют большую часть заключенного в них 222Кп. При обжиге кальциево-магниевых карбонатных горных пород при температуре 1000-1200°С из карбонатов кальция и магния практически полностью удаляется двуокись углерода. Основной составляющей известняка является минерал кальцит (СаСОз) с небольшими примесями глины (до 6%) и карбоната магния (до 7%). В доломи230 |
154 частицы минералов, образуя жидкую фазу и выделяя из раствора новые, более устойчивые минералообразования. Кроме того, расплавляясь, они заполняют поры и, стягивая частицы основного вещества, вызывают их сближение и уплотнение. Поэтому в этом диапазоне обжига наблюдается спад ц и эффективной удельной активности радия (см. рис. 3.5-3.13). Первоначальное уменьшение коэффициента эмалирования (см. рис. 3.5-3.10), либо его увеличение (см. рис. 3.11-3.13) можно объяснить следующим. В соответствии с требованиями ГОСТа [37] в процессе пробоиодготовки материал подвергается дроблению, с выделением фракции 0-5 мм. Эта операция приводит к изменению удельной поверхности и насыпной плотности материала. Калибровка же спектрометра производится по градуировочному источнику, имеющему насыпную р„=1.43 г/см3 (плотность фадуировочного источника не изменяется). Удаление физической воды и выгорание органических примесей в процессе обжига вызывает изменение насыпной плотности и удельной поверхности материала. Увеличивается пористость материала. Поэтому изменение г (при 0-200 °С) зависит и определяется количеством физически связанной воды, удаленной в процессе нагрева и степенью увеличения удельной поверхности материала. Предварительное прокаливание материалов в интервале температур от 300 до 450 °С вызывает значительные изменения ц, связанные, по-видимому, с ликвидацией некоторых нарушений кристаллической решетки минералов, выгоранием органических примесей и изменением массы исследуемого материала. Резкое увеличение р пород, содержащих минералы кристаллического строения, которые при нагревании не разлагаются, наблюдается при температуре, соответствующей началу разрушения решетки минералов(«700 °С). При увеличении температуры обжига выше 700 °С начинаются процессы испарения природных минералов, содержащих в своем составе 226Ка. Это обусловлено уменьшением сил поверхностного натяжения при появлении жидкой стеклофазы(см. рис. 3.5-3.10). В зависимости от того, какой из двух процессов изменение массы или испарение минералов, содержащих 226Ка, будет интенсивнее, тот процесс и будет определять изменение (увеличение или уменьшение) ц. Аналогичные процессы, но меньшей интенсивности протекают при обжиге известняков, мела и гипсового камня. Интенсивное выделение Кп карбонатны ми породами связано с их диссоциацией. Карбонатные породы уже при незначительном нагревании выделяют большую часть заключенного в них Кп. При обжиге кальциево-магниевых карбонатных горных пород при температуре 1000-1200 °С из карбонатов кальция и магния практически полностью удаляется двуокись углерода. Основной составляющей известняка является минерал кальцит(СаСОз) с небольшими примесями глины (до 6 %) и карбоната магния (до 7 %). В доломитизированиых известняках содержание углекислого магния составляет более 7 %. Мергелистые известняки отличаются тем, что они наряду с карбонатом кальция и карбонатом магния содержат от 6 до 20 % глинистых примесей. Так как в исходном сырье количественно преобладает карбонат кальция, то важнейшей реакцией, происходящей при обжиге, является СаС03 = СаО + С02. Вместе с тем продукт обжига обычно содержит некоторое количество окиси магния, образовавшийся при диссоциации карбоната магния: М§СО* = М§0 + СО2. Глинистые примеси также не остаются инертными в процессе обжига, а реагируют в твердом состоянии при высокой температуре печи с окислами кальция и магния. Эти реакции существенно влияют на качество получаемой извести, а также нат и эффективную удельную активность продукта. Дело в том, что при термической диссоциации карбоната кальция давление углекислого газа достигает 760 мм рт. ст., т.е. атмосферного давления, при температуре 900 °С, а карбоната магния при температуре 750 °С Это и будут теоретически нормальные температуры обжита карбонатов. Но в практике, как показали наши наблюдения, для удовлетворительного хода обжига температуру печи доводят до 1000-1200 °С, а иногда даже до 1200-1300 С°. Если обжигается достаточно чистый известняк с незначительным содержанием карбоната магния и глинистых примесей и если углекислый газ удален полностью, то из уравнения диссоциации карбоната кальция следует, что вес обоженных кусков породы уменьшается почти в два раза (молекулярный вес СаС03 = Ю0, а С02 = 44). Но при этом объем кусков породы, как показали исследования, практически мало изменяется он уменьшается всего на 10-12 %. Следовательно, продукт обжига в данном случае известь, имеет весьма пористую структуру -155 |