Большая советсткая энциклопедия Глины

Глины

Глины, осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов и обладающие свойством пластичности. Под пластичностью понимается способность Г. образовывать с водой тесто, принимающее под давлением любую форму, сохраняя её и по высыхании. После обжига Г. приобретают прочность камня. Главными химическими компонентами Г. являются SiO₂ (30—70%), Al₂O₃ (10—40%) и H₂O (5—10%). В подчинённых количествах присутствуют TiO₂, Fe₂O₃, FeO, MnO, MgO, CaO, K₂O, Na₂O. В составе Г. главную роль играют каолинит, монтмориллонит, гидрослюды, иногда полыгорскит и сапонит. Кроме того, обычно присутствуют примеси, представленные обломками различных минералов или горных пород, растительными или животными остатками, новообразованными минералами (карбонатами, гипсом, окислами железа и др.). При большом содержании примесей получаются переходы от собственно Г. к др. осадочным породам — глинистым пескам, мергелям и др. По преобладанию того или иного глинистого минерала выделяют следующие минеральные типы Г.: каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые и др.

В Г. преобладают частицы меньше 0,01 мм. При увеличении количества более крупных песчанистых частиц Г. постепенно переходят в пески.

Все важнейшие физико-химические и технологические свойства Г. и глинистых пород (пластичность, набухание, усадка, спекаемость, огнеупорность, вспучивание, адсорбция) зависят главным образом от минерального, гранулометрического и химического состава.

Г. и глинистые сланцы слагают более половины всех осадочных пород земной коры. Благоприятные условия для формирования месторождений наиболее ценных промышленных Г. создаются на платформах, где процессы выветривания при длительно продолжающемся континентальном режиме приводят к образованию мощных кор выветривания. При размыве кор выветривания на платформах в бассейнах седиментации обычно образуются хорошо отмученные Г. В геосинклинальных областях вследствие быстрого механического разрушения продуктов выветривания и отсутствия условий для их сортировки возникают преимущественно Г. малоотсортированные. Г., образовавшиеся на месте залегания горных пород (Г. коры выветривания), называются первичными, а образованные в результате переотложения глинистого материала — вторичными. Вторичные Г. встречаются среди осадочных толщ всех типов (континентальных, включая озёрные, прибрежно-лагунные и морские). Озерные Г. часто имеют мономинеральный каолинитовый состав. Чистые монтмориллонитовые Г. (т. н. бентониты) образуются обычно в результате изменения вулканических пеплов и пемз. Г. относятся к полезным ископаемым, имеющим большое практическое значение, и добываются в больших количествах.

По ценности, составу и характеру технических требований промышленности выделяются следующие 4 наиболее важные группы Г.: грубокерамические, огнеупорные и тугоплавкие, каолины, адсорбционные и высокодисперсные монтмориллонитовые.

Грубокерамические Г., обычно железисто-монтмориллонитовые, богаты SiO₂ (до 65—70%) и содержат много примесей. Из них крупные гальки и песок являются причиной образования трещин в изделиях. Известковые и гипсовые включения при обжиге переходят в негашёную известь, которая, соединяясь с водой, вызывает вспучивание и разрушение изделий. Г. преимущественно легкоплавкие; температура спекания 900—1000 °С, присутствие окислов железа вызывает её понижение. Используются в сыром виде (земляная набивка, саманный кирпичи пр.) и для изготовления грубокерамических изделий: посуды, дренажных труб, строительного красного кирпича, черепицы и т.д. Пластичные сорта Г. применяются также для изготовления гончарных сосудов, фигурок и пр. (см. Гончарство), для лепки скульпторами оригиналов, которые либо переводятся в др. материалы (бронзу, мрамор, фарфор и др.), либо закрепляются обжигом (см. Терракота). Податливость Г., фиксирующей легчайшие движения руки скульптора, позволяет ему достигать большого разнообразия светотеневых, пластических и живописных эффектов и тонко учитывать фактурные возможности того материала, в котором задумано скульптурное произведение. Г. широко применяются также для получения керамзита, используемого в качестве наполнителя лёгких бетонов.

Огнеупорные и тугоплавкие Г., преимущественно каолиновые с различными примесями, характеризуются высоким содержанием глинозёма (30—42%). Содержание вредных компонентов должно быть не более: Fe₂O₃ 3—4%, TiO₂ 1—2%, CaO 0,8%, SO₃ 0,2—0,3%. Эти Г. обладают высокой связующей способностью и пластичностью, высокой огнеупорностью (не ниже 1600—1670 °С) и являются сырьем для различных керамических производств. Важнейшие из них — производство огнеупорного припаса для металлургических и стекольных печей, топок паровых котлов, изготовления различных изделий тонкой керамики, электрокерамики. Огнеупорные Г. входят в состав многих формовочных земель, широко применяемых в литейном деле. Месторождения имеются в СССР (на Украине, Урале, в районе Воронежа, в Подмосковном бассейне и др.), за рубежом — в Великобритании, ЧССР, ГДР, ФРГ, Китае и др. странах.

Каолин — малопластичные Г. Получают из каолина (сырца), который подвергают очистке — отмучиванию в воде или возд. сепарации, для отделения от крупных песчанистых примесей. Отмученный или очищенный каолин не должен содержать примесей песчанистых частиц; содержание окиси железа в нём не должно быть больше 1—1,5%, а в лучших сортах — менее 0,5%. Используется в бумажной, резиновой, пластмассовой, парфюмерной и др. отраслях промышленности в качестве наполнителей, а также в керамическом производстве как компонент фарфорово-фаянсовых масс. Месторождения в СССР (на Украине и Урале), за рубежом — в Великобритании, Китае, ЧССР, ГДР, США и в др. странах.

Монтмориллонитовые Г., характеризующиеся большой пластичностью, применяются в нефтеперерабатывающей промышленности; как компонент глинистых растворов при бурении; в металлургии — в качестве связки при производстве железорудных окатышей и для приготовления формовочных земель; в пищевой, химической, фармацевтической промышленности и т.д. Требования к монтмориллонитовым Г. сводятся к определённой дисперсности, размоканию в воде, связующей и адсорбционной способности. Месторождения монтмориллонитовых Г. имеются в СССР (в Поволжье, на Украине, в Крыму, Грузии, Армении, Туркмении, Азербайджане, Казахстане), за рубежом — в США, Мексике, Италии, Румынии и в др. странах.

Лит.: Мерабишвили М. С., Бентонитовые глины, М., 1962; Грим Р. Е., Минералогия и практическое использование глин, пер. с англ., М., 1967; Каолиновые месторождения и их генезис, М., 1968; Милло Ж., Геология глин, пер. с франц., Л., 1968: Сивоконь В. И., Изучение и оценка месторождений первичных каолинов, М., 1969; Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, под ред. П. М. Татаринова, М., 1969: Глины, их минералогия, свойства и практическое значение, М., 1970.

В. П. Петров.