Сырьё для производства керамики
Керамические материалы получают из глиняных масс путём формования и последующего обжига. Производство состоит из следующих процессов: добыча глины в карьерах, подготовка массы, формование изделий из приготовленной массы, сушка и обжиг изделий. Сырьём для керамических изделий являются различные глины, а также шамот, кварцевый песок, шлак.
При химическом взаимодействии полевого шпата К2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2 с углекислым газом и водой, полевошпатные породы постепенно превращаются в глинистые. Глинистые минералы это рыхлая смесь мельчайших частиц (менее 0,005 мм) водных алюмосиликатов различного состава, способных хорошо адсорбировать (поглощать и удерживать) влагу на своей поверхности. К ним относится каолинит, монмориллонит, галлуазит и гидрослюды.
Чистые глины, состоящие из каолинита называют каолинами. После обжига они сохраняют белый цвет. Это первичные глины. Встречаются в природе довольно редко и применяются для изготовления фарфоровых и фаянсовых изделий.
Кроме глинистых минералов в глинах содержатся более крупные частицы: пыль размером от 0,005 до 0,15 мм, песок от 0,15 до 5 мм и обломки горных пород (значительно ухудшающие свойства глин).
Глинистые материалы придают глинам характерные свойства: при увлажнении глина набухает и делается пластичной, при сушке объём глины уменьшается (происходит усадка) и глина превращается в камневидное вещество. Этот процесс обратимый при повторном увлажнении глина вновь приобретает пластичные свойства. Чем больше в глине глинистых минералов, тем больше она способна удерживать воды, набухать, но медленно сохнет и даёт большую усадку.
Такие глины называют «жирными». Глины, содержащие много песчаных частиц, характеризуются небольшим набуханием и усадкой и называются «тощими». Для придания керамическим изделиям специальных свойств в глину вводятся различные добавки.
Отощающие добавки и плавни. В высокопластичные глины, для затворения которых требуется большое количество воды (до 28%) и которые дают большую линейную усадку при сушке и обжиге (до 15%), необходимо вводить отощающие добавки, т.е. непластичные вещества. Это уменьшает количество воды и уменьшает усадку (до 26%).
Плавнями или флюсами называют добавки, взаимодействующие во время обжига с основной массой и образующие в результате этого более легкоплавкие смеси. Это стеклобой, нифелинсиенит (концентраты), мел, доломит, перлит и другие вулканические породы и добавки.
Выгорающие добавки. Для получения изделий с меньшей массой и более пористых применяют органические выгорающие добавки: опилки, торфяная пыль, угольная мелочь, угольный порошок, полистирольный бисер и др.
Применяют также вещества выделяющие углекислоту при обжиге и повышающие пористость изделий: мел, доломит, глинистый мергель (переходная порода от известняков и доломитов к глинам) в молотом виде. Эти добавки также имеют свойства отощающих добавок.
Специальные добавки. Это добавки для придания керамическим изделиям специальных свойств. Для получения кислотоупорных изделий и облицовочных плиток используется в виде добавок песчаные смеси, затворённые жидким стеклом или щелочами. При необходимости понижения температуры обжига некоторых изделий используется молотый полевой шпат, руды, содержащие железо, песчаник, и др.
