Xây dựng quy phạm phân cấp tài nguyên trữ lượng Caolin Việt Nam

MỞ ĐẦU Caolin là loại khoáng sản được sử dụng cho nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, đặc biệt là lĩnh vực sản xuất đồ gốm, đồ sứ và vật liệu chịu lửa samốt.. của các mỏ caolin Việt Na

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VAN PHONG HỘI ĐŨNG ĐÁNH GIÁ TRỪ LƯỢNG KHOÁNG SẲN

He fe hs sk dự 4€ fe fe fe ke fe oe

DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC CAP BO

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ XÂY DỰNG QUY PHẠM PHÂN CẤP TÀI NGUYÊN

TRỮ LƯỢNG CAOLIN VIỆT NAM

L2 Đặc điểm phân bố của caolin

L3 Cúc loại hình nguồn gốc của caolin L4 Đánh giá chất lượng và lĩnh vực sử dụng caolin

1.5 Tình hình khai thác và chế biến caotin ở Việt Nam

Chương II: Hiện trạng công tác tìm kiếm, thăm đò, sử dụng các Quy phạm phân cấp trữ lượng

các mỏ caolin ở Việt Nam và những vấn để cần nghiên cứu để tiến tới xây dựng

Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin .-.- s«<-

T1 Hiện trạng công tác tìm kiếm, thăm đồ caoÌin., «nen 900144110110 14

11.2 Hiện trạng sử dụng các Quy phạm phân cấp trữ lượng các mỏ caolin ở Việt Nam

I3 Những hạn chế của Quy định về phân cấp trữ lượng khoáng sản rấn năm 1973 và những vấn để

cần được nghiên cứu hoàn thiện bổ sung cà 2T 011013.101112 xe ceeriee 56

Chương TH: Cơ sở khoa học và thực tiễn xây dựng Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên

TH.1 Mục tiêu xây dựng Quy định về phân cấp Trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin 39

TII.2 Những nguyên tắc cơ bản xây dựng Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên caolin 60 II.3 Định nghĩa một số thuật ngữ sử dụng trong Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên các

mé caolin

TIL4 Co sé khoa học và thực tiễn xây dựng Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ

0" ố.ố.ốỐốỐố.ố.ố.ố ố

Chương TY: Những yêu cầu đối với thăm đò mô caolin chuẩn bị lập dự án khả thi và xác lập

các phương pháp tính trữ lượng chủ đạo IV.1 Những yêu cầu đối với công tác thăm đồ mỏ caolin

IV.2 Xác lập hợp phần hợp lý các cấp trữ lượng theo từng nhóm mỏ đối với thăm đồ các mỏ caolin

chuẩn bị lập dự án khả thi về khai thác - s-c se ccxxeeckErEEErEEEEL.TAEetrk.1erxrrrree 86

IV.3 Xác lập các phương pháp tính trữ lượng chủ đạo cho các mỏ caolin 88

Chương V: Những nguyên tấc chung chuyển đổi trữ lượng, tài nguyên caolin đã tìm kiếm,

thăm dò theo phân cấp trữ lượng, tài nguyên rmIỚÏ - 5< -< -<cscoseseeeserssrerree 93

V.1 Hiện trạng công tác đánh giá trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin

V.2 Những nguyên tắc chung chuyển đổi trữ lượng, tài nguyên caolin

V.3 Thử nghiệm chuyển đổi trữ lượng mỏ caolin đất cuốc - bình dương 97

Chương VI: Dự thảo Quy định về phân cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ caoln 99

1, Khái niệm clung ca HH TH T10 HH n3 kg 2 tre 09

II Phân cấp trữ lượng, tài nguyên caolin - -«-s- <2 x2 1 1211 113.11 1111 kii 105

II Phân chia nhóm mỏ theo độ phức tạp về cấu trúc địa chất và các yếu tố tự nhiên khác để tiến

hành công tác thăm dồ TH TH TH 404 1e te ri 107

IV Các điểu kiện để xếp tài nguyên, trữ lượng caolin vào các cấp khác nhau - 108

V Những yêu cầu đối với thăm đò mỏ caolin chuẩn bị lập dự án kha thi về khai thác 114

MỞ ĐẦU

Caolin là loại khoáng sản được sử dụng cho nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, đặc biệt là lĩnh vực sản xuất đồ gốm, đồ sứ và vật liệu chịu lửa samốt

Ở Việt Nam, caolin có tiểm năng tương đối lớn, nhưng phân bố không

đều theo các vùng và các khu vực Cho đến nay đã có hàng chục mỏ caolin

thuộc các kiểu nguồn gốc khác nhau được tìm kiếm, thăm dò, trong đó có nhiều mỏ đã và đang khai thác phục vụ cho các lĩnh vực công nghiệp trong

nước và làm đồ xuất khẩu Hiện tại, ở Việt Nam chưa có Quy phạm sử dụng phân cấp trữ lượng, tài nguyên phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò các

mỏ caolin Công tác tìm kiếm, thăm đò và tính trữ lượng các mỏ caolin trong hơn 40 năm qua chủ yếu dựa vào Quy phạm sử dụng phân cấp trữ lượng các

mỏ caolin năm 1960, 1972 và 1983 của Liên Xô cũ Trong quá trình sử dụng

cho thấy các Quy phạm này có những vấn để chưa thật phù hợp với thực tiễn

cấu tạo địa chất, quy mô v.v của các mỏ caolin Việt Nam, đặc biệt, hiện

nay nền kinh tế nước ta đã chuyển đổi sang nền kinh tế thị trường theo định

hướng xã hội chủ nghĩa và quy định mới về phân cấp trữ lượng, tài nguyên

khoáng sản rắn Việt Nam chuẩn bị ban hành, đòi hỏi phải tiến hành nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm tiến tới xây dựng được Quy định về

phân cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin Việt Nam Có như vậy mới nâng cao được hiệu quả của công tác tìm kiếm, thăm đồ các mỏ caolin và

nhận thức đúng đấn hơn, đầy đủ hơn về sự hiện hữu của trữ lượng, tài nguyên caolin, đồng thời mở ra khả năng hội nhập với cộng đồng thế giới trong lĩnh

vực điều tra, đánh giá và thống kê nhà nước về trữ lượng, tài nguyên caolin

Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu cơ sở khoa học để xây dựng Quy phạm phân cấp tài nguyên, trữ lượng caolin” được thực hiện trong

thời gian 12 tháng với tổng kinh phí 50 triệu đồng nhằm xác lập các cơ sở khoa học và thực tiễn để tiến tới xây dựng Quy định về phân cấp trữ lượng,

tài nguyên các mỏ caolin áp dụng cho tất cả các tổ chức tiến hành công tác

tìm kiếm, thăm dò và khai thác caolin trên lãnh thổ Việt Nam

Trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã nghiên cứu tài liệu

của các báo cáo tìm kiếm, thăm đò các mỏ caolin, các Quy định về phân cấp tài nguyên, trữ lượng khoáng sản rấn nói chung và caolin nói riêng trong nước và nước ngoài và các để tài nghiên cứu khoa học có liên quan.

Nội dung của báo cáo kết quả nghiên cứu được trình bày thành 6 chương, không kể mở đâu và kết luận

Mở đầu

Chương Ï : Tổng quan về caolin Việt Nam

Chương II : Hiện trạng công tác tìm kiếm, thăm dò, sử dụng các Quy

phạm phân cấp tài nguyên, trữ lượng các mỏ caolin ở Việt Nam và những vấn

để cần nghiên cứu để tiến tới xây dựng Quy định vé phân cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin

Chuong III : Cơ sở khoa học và thực tiễn xây dựng Quy định về phân

cấp trữ lượng, tài nguyên các mỏ caolin

Chương TY : Các yêu cầu đối với thăm dò mỏ caolin chuẩn bị lập dự

án khả thi và xác lập các phương pháp tính trữ lượng chủ đạo

Chương V : Những nguyên tắc chung chuyền đổi trữ lượng, tài nguyên

caolin đã tìm kiếm, thăm đò theo phân cấp trữ lượng, tài nguyên mới

Chương VI: Dự thảo Quy định vé phân cấp trữ lượng, tài nguyên các

mỏ caolin

Tham gia thực hiện đề tài gồm: GS.TS Đồng Văn Nhì, TS Trương Xuân Luận, TS Nguyễn Mai Quân, TS Nguyễn Phuong, KS Lé Dé-Binh, KS Doan Huy Cẩm (chủ nhiệm đề tài) và các chuyên viên của Văn phòng Hội đồng Đánh

giá trữ lượng khoáng sản, các nhà khoa học trong và ngoài Bộ Khoa học và Công nghệ

Trong quá trình thực hiện để tài, tập thể tác giả luôn nhận được sự giúp

đỡ, tạo điều kiện và các ý kiến góp ý quý báu của Lãnh đạo Văn phòng Hội đồng Đánh giá trữ lượng khoáng sản, Văn phòng Bộ Khoa học và Công nghệ, Tổng Công ty Sứ gốm, Thủy tỉnh, Vụ Quản lý sản xuất vật liệu xây dựng - Bộ

Xây dựng, nhất là sự quan tâm, tạo mọi điều kiện của TS Phạm Khôi Nguyên

- Phó Chủ tịch Hội đồng Đánh giá trữ lượng khoáng sản Tập thể tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất.

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CAOLIN VIỆT NAM

I1 KHÁI NIỆM VỀ CAOLIN

Caolin là loại sét màu trắng, dẻo, mềm được cấu thành bởi caolinit với

một số khoáng vật illit, montmorilonit, thạch anh, sắp xếp thành tập hợp

lỏng lẻo, trong đó caolinit quyết định kiểu cấu tạo và kiến trúc của caolin

Caolin được hình thành do quá trình phân huỷ của khoáng vat fenspat

và các khoáng vật alumosilicat giàu nhôm Caolin có trong thành phần của

nhiều loại đá sét nguồn gốc khác nhau

Caolin sạch hay caolinit có màu trắng hoặc những khối dạng đất sáng

màu, hoặc dạng đặc sít, tập vảy nhỏ khi ngấm nước thì dẻo, nhưng không có

hiện tượng co giãn Tính dẻo phụ thuộc rất lớn vào mức độ xâm tán Caolin có

thành phần khoáng vật chủ yếu là caolinit có công thức Al,O;, 2SiO,, 2H,O

hoặc (Al,(OH);Si,O,;) Thành phần hóa học: Al,O;: 39,5% ; SIO;: 46,54% ;

H,O: 13,96% Kiến trúc tỉnh thể của caolin là sự kết hợp của các tấm silic tứ

diện với tấm gippsit được lập đi lập lại không giới hạn Do có sự thay thế

đồng hình của alumin dẫn đến mất tính giãn nở khi có thêm nước như các khoáng vật sét khác Caolin có khả năng trao đổi cation thấp bằng một nửa

của illit, một phần tư của montmorilonit Mặt khác, khả năng trao đổi anion của caolinit lại tương đối cao Trọng lượng riêng: 2,58 - 2,60 g/cm”, độ cứng

khoảng 1, nhiệt độ nóng chảy 1750 - 178§7°C Khi nung nóng, caolin có hiệu

ứng thu nhiệt từ 510 - 600°C, liên quan đến sự mất nước kết tỉnh và hiện tượng không định hình của khoáng vật Hai hiệu ứng toả nhiệt từ 960 -

1000°C và 1200°C liên quan đến quá trình mulit hoá của các sản phẩm caolin

không định hình, với hiệu ứng 1200°C là quá trình kết tỉnh của oxyt silic

không định hình để tạo thành cristobalit Các tinh thể (hạt) cửa caolinit, nói

chung trắng, đôi khi có màu đỏ, màu nâu hoặc xanh nhạt Chúng là các tinh

thể bông (như tuyết) hay phiến nhỏ có hình dạng 6 cạnh hay tấm toả tia dạng đống hoặc khối rắn chắc

Trong tự nhiên, caolinit thường bị nhuộm bẩn bởi oxyt sắt, titan, hỗn

hợp kiểm, đất hiếm và các khoáng vật sét khác như halozit, hydromica, iilit

-4-montmorilonit Oxyt sắt là chất có hại quyết định việc phân loại và sử dụng caolin trong các lĩnh vực công nghiệp

1.2 DAC DIEM PHAN BO CUA CAOLIN

Trước ngày Hoà Bình lập lại (1954) chỉ mới có một số mỏ caolin ở Hải Hưng, Thanh Hoá và Quảng Ninh được phát hiện và khai thác để sản xuất đồ

gốm, sứ Từ năm 1957 - 1960, một số đoàn địa chất được thành lập nhằm tìm kiếm, thăm đò caolin cho các xí nghiệp gốm Bát Tràng, Móng Cái, sứ Hải Dương và sau đó là các nhà máy giấy Việt Trì, Thái Nguyên, Đến năm

1975, ở miền Bắc đã phát hiện và thăm dò nhiều vùng mô caolin có trữ lượng

lớn, chất lượng cao như: Minh Tân, Trúc Thôn - Hải Hưng, Thạch Khoán - Vĩnh Phú, Làng Múc, Thái Niên - Lào Cai, Bắc Lý - Quảng Bình Sau ngày

miền Nam hoàn toàn giải phóng (1975), công tác tìm kiếm, thăm đồ caolin được đẩy mạnh ở cả hai miền, nhằm phát triển công nghiệp gốm, sứ, giấy, xà

phòng, nhờ đó đã phát hiện ra nhiều vùng mỏ mới: Yên Thọ - Quảng Ninh,

Núi Hồng - Bắc Thái, Vùng Huế, Đèo Le - Quảng Nam, Nghĩa Thắng và Tinh

Minh - Quảng Ngãi, Long Mỹ - Bình Định, Chánh Lưu và Đất Cuốc - Bình

Dương, Linh Xuân - TP.Hồ Chí Minh, Trại Mat - Lam Đồng, v.v Có thể nói

caolin ở nước ta phân bố khá rộng rãi, chúng có mặt ở 32 trong số 61 tỉnh,

thành phố của cả nước (xem bảng L 1)

Các điểm và mỏ caolin Việt Nam

Bảng LÌ

Tr | Tên mỏ, mức độ Mức độ | sụn nhậm Trữ lượng, nghìn tấn Kiểu

LAO CAI

1 | Làng Múc, Thái Niên TD Caolin 101.4 33.1 410.7 545.2 119.2 664.4 8850 4

SON LA

12 Pang Khia TD Caolin 15 15 51 66 6

Cộng 147.4 1474 165.9 313.3

LAI CHÂU

22 Thạch Khoán TD Caolin 15.9 11.7 21.6 16.5 44.1 4

Tả Ngạn Sông Hồng

Than 8)

LẠNG SƠN

54 Tuyén Quang Sét caolin 136 136 809 945 2

Hương Sơn (Sơn

Tinh Minh (Ba Gia,

140 | Duong Minh Chau KS Caolin 1200 1

-14-

164 Tân Phong KS Caolin 2240 1

-15-

-16-

Ghi chi:

Kiểu nguồn gốc:

1 Trầm tích Đệ Tứ 8 Ryolit phong hoá

3 Trầm tích cuội sỏi Đệ Tứ phong hoá 10 Granit phong hoá

4 Pecmatit granit phong hoá 11 Đá phiến cát, bột kết phong hoá

7 Fenzit phong hoá 14 Nhiệt dịch - biến chất trao đổi

1.3 CÁC LOẠI HÌNH NGUỒN GỐC CỦA CAOLIN

Các mỏ caolin được hình thành thông qua sự biến đổi hoặc sự caolinit hoá của các đá giàu fenspat như granit, gneis, cát kết ackor bởi các quá trình phong hoá hay quá trình biến đổi nhiệt dịch Thành phần hóa học và thành phần khoáng vật của caolin phụ thuộc vào bản chất của đá mẹ, kiểu và mức

độ phong hoá Ví dụ, sự phong hoá mạnh mẽ trong khí hậu nóng ẩm tạo nên

caolinit do thuỷ hoá các silicat nhôm thiếu nước cùng với sự đi chuyển chất kiềm

2KAISi,O, + 3H,O = Al,Si,0,(OH), + SiO, + 2KHO 2KAL(AISi,)O,,(OH), + SH,O = 3AL,Si,0,(OH), + 2KHO Sau khi hình thành, caolinit có thể nằm nguyên tại chỗ như là một thể

sót ( mỏ nguyên sinh ) hay nó có thể tham gia vào chu kỳ xói mòn và được tái

lắng đọng tạo nên mỏ trầm tích

Biến đổi nhiệt dịch có thể tạo nên caolinit bởi tác động của nước nóng tuần hoàn Điều này đồi hỏi ở đá mẹ phải có nhiều khe nứt hoặc lỗ hổng để dễ thẩm thấu

Cát hoặc cát kết caolinit có thể hình thành tại chỗ thông qua sự biến đổi của fenspat trong các đá cát kết ackor hoặc cát bột kết ackor bởi quá trình thấm lọc nước ngầm,v.v Như vậy, caolin có nhiều loại hình nguồn gốc khác

nhau

Caolin ở nước ta chủ yếu được thành tạo theo 3 kiểu nguồn gốc:

+ Trầm tích là sản phẩm phong hoá hóa học từ các đá giàu alumin

silicat được vận chuyển, lắng đọng ở biển nông, ven biển, đầm, hồ, s6ng,v.v

trong môi trường axit

-17-+ Phong hod tan dự từ các đá xâm nhập axit và trung tính (granit,

gabro ), phun trào axit - bazic, pecmatit, aplit, trầm tích vụn thô (cuội, sỏi),

đá phiến cát - bột kết

+ Các mô nhiệt dịch - biến chất trao đổi

Trong số 179 mỏ và điểm caolin đã điều tra, tìm kiếm, thăm dò thì tuyệt đại đa số có nguồn gốc trầm tích (88 mỏ) và phong hoá (90 mỏ), trong

đó phong hoá từ đá phun trào axit - bazic (34 mỏ), pecmatit granit (25 mỏ),

đá phiến cát - bột kết (13 mỏ), granit (10 mỏ), gabro (5 mỏ) và aplit (I

mỏ).Caolin nguồn gốc biến chất trao đổi chỉ có 1 mỏ

Ở Việt Nam, caolin phong hoá từ pecmatit và granit, caolin trầm tích và nhiệt dịch - biến chất trao đổi là có giá trị công nghiệp nhất Hiện nay và

trong những năm tới hầu như chỉ khai thác và sử dụng các loại caolin này

14 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ LĨNH VỤC SUDUNG CAOLIN

1.4.1 Tiêu chuẩn và yêu cầu chất lượng đối với các lĩnh vực sử dụng

caolin

Caolin được dùng trong nhiều lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc

dân, khi mà chúng đã trở thành nguyên liệu mang nhiều tính chất kỹ thuật có

giá trị Chất lượng và khả năng sử dụng (rong các ngành công nghiệp khác

nhau phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu Đó là thành phần hóa học, đặc

điểm cơ lý, thành phần khoáng vật Đòi hỏi kỹ thuật và yêu cầu chất lượng

caolin dùng trong các ngành công nghiệp được trình bày cụ thể đưới đây:

a, Sdn xuất đồ gốm :

Đây là lĩnh vực dùng caolin làm nguyên liệu sản xuất các mặt hàng

khác nhau bằng cách nung nóng Quan trọng nhất là đồ chịu lửa, đô sứ, đồ

gốm chịu axit, sứ vệ sinh, sứ kỹ thuật, gốm xây dựng, gốm mỹ nghệ Caolin dùng vào mục đích này được phân loại theo độ chịu lửa, hàm lượng Al,O + TIO;, nhiệt độ thiêu kết, hàm lượng oxyt nhuộm màu, độ đẻo, mật độ xâm tán

- Bazơ cao: trên 40% Al;O; + TIO;

- Bazo: 30 - 40% ALO, + TiO,

- Nita bazo: 15 - 30% ALO, + TiO,

- Axit: dưới 15% Al,O; + TiO, Theo độ thiêu kết phân thành:

- Thiêu kết nhiệt độ thấp: tới 1100°C

- Thiêu kết nhiệt độ trung bình : 1100 - 1300°C

- Thiêu kết nhiệt độ cao: trên 1300°C Phần lớn caolin thuộc loại bazơ cao, bazơ, nửa axit và nhiệt độ thiêu kết

từ trung bình đến cao

Căn cứ vào hàm lượng oxyt nhuộm màu có thể phân caolin thành:

- Rất thấp: dưới 1% Fe;O; + TIO; trong vật đã nung

- Trung bình: — Fe;O,: 1,5- 3%% và TiO, : 1 - 2%

Dựa vào tính đẻo chia ra các loại caolin:

- Dẻo cao: độ dẻo > 25

- Dẻo vừa: độ dẻo : 15 - 25

- Dẻo thấp: độ dẻo : 7 - 25

- Ít dẻo: độ dẻo < 7

- Không dẻo: không tạo được bột dẻo

Độ xâm tán được xác định bằng tỉ lệ cỡ hạt dưới 10micron và dưới I micron theo bảng I.2

-19-Bảng phân loại nguyên liệu caolin dùng trong công nghiệp gốm theo tỉ lệ

Để đánh giá lợi ích của caolin cho một ngành nào đó trong công nghiệp

sản xuất đồ gốm nhất thiết phải dựa theo yêu cầu hoặc điều kiện kỹ thuật của

ngành đó

b Sản xuất sản phẩm và vật liệu chịu lửa :

Trong ngành sản xuất sản phẩm và vật liệu chịu lửa người ta dùng caolin

để sản xuất gạch samốt, gạch nửa axit và các đồ chịu lửa khác Trong ngành luyện kim đen, gạch chịu lửa làm bằng caolin chủ yếu được dùng để lót lò cao,

lò luyện gang, lò gió nóng Các ngành công nghiệp khác cần gạch chịu lửa với khối lượng ít hơn, chủ yếu để lót lò đốt và nồi hơi trong luyện kim mau va công

nghiệp hóa học; ở nhà máy lọc dầu; trong công nghiệp thuỷ tỉnh và sứ; ở nhà

máy ximăng và lò nung vôi

Có thể nói, ngành sản xuất sản phẩm và vật liệu chịu lửa alumosilicat là

một trong những ngành sử dụng nhiều caolin nhất Cứ một tấn sản phẩm chịu

lửa phải cần đến 1,4 tấn caolin

Tuỳ thuộc vào độ chịu lửa người ta chia sản phẩm alumosilicat (samot)

- Loại O : Độ chịu lửa trên 1750°C

- Loại A : Độ chịu lửa trên 1730°C

- Loại B: Độ chịu lửa trên 1670°C

- Loại C : Độ chịu lửa trên 1580°C

Chất lượng caolin dùng để sản xuất sản phẩm và vật liệu chịu lửa không

theo một tiêu chuẩn chung nào Mỗi mỏ đều có các chỉ số kỹ thuật riêng Để

đánh giá tính hữu đụng của caolin cần chú ý đến độ chịu lửa và sự có mặt của

-20-các oxit, vì chúng làm ảnh hưởng đến chất lượng của caolin Ví dụ, hàm lượng AI;O; tăng thì độ chịu lửa cũng tăng ; nếu có silic oxIt tự do dưới dạng hạt cát sẽ làm giảm tính đẻo, tăng độ hao khô, độ co ngót và giảm khả năng kết dính của caolin Sự có mặt của Fe;O;, FeO, CaO, MgO và các chất kiểm

sẽ làm giảm độ chịu lửa ; ngoài ra sắt oxit còn gây nên những khuyết tật, u

ruổi, các vết ố màu vàng và màu nâu và làm giảm tính chịu xỉ của thành phẩm

; SO; cũng gây tác hại đối với chất lượng thành phẩm Loại caolin chứa nhiều vật chất hữu cơ sẽ hạn chế khả năng sử dụng trong việc sản xuất vật liệu samot

Để sản xuất gạch samot có thể sử dụng caolin chứa hàm lượng Al;O;

36 - 39% Fe,O, khong quá 1,5 - 2%, độ chịu lửa 1580 - 1750°C và để sản

xuất gạch nửa axit có thể đùng loại caolin chứa hàm lượng Al;O; ít nhất 22%, Fe,O; không quá 1,5 - 2% và CaO + MgO + R;O không quá 2,5 - 3%, độ chịu

lửa 1670 - 1730°C

Yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm samot chịu lửa dùng làm khối xây,

chất lót đệm và các thiết bị chịu nhiệt cao theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ

được quy định như sau (bảng I.3 va I.4):

Yêu cầu kỹ thuật đối với gạch samot chịu lửa dùng để xây lò đúc gang

Ham luong ALO, + TiO, trén 39% trén 35%

Nhiệt độ bắt đầu biến dạng dưới tải trọng trên 1400° trên 1360°

Yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm samot và nửa axit dùng làm thiết bị

gió nung trên lò đúc gang

Nhiệt độ bất đầu biến dạng dưới tải trọng 2kg/cm” > 1300° > 1250°

Độ ngót phụ khi nung ở nhiệt độ trên 1350° <0,3% — 0,5%

thùng rót thép

Bảng 1 4a

Sản phẩm

Chỉ số

Thông thường | Có độ nén cao

Nhiệt độ bat đầu biến dạng dưới tải trọng 2kg/cm? > 1370° > 1420°

Độ ngót phụ khi nung dưới nhiệt độ 1400° <0,3% 0,2%

Độ bền nhiệt trong sự thay đổi nhiệt của nước, đến „ vợ

Vì cần có nhiều vật liệu chịu lửa, nên người ta đã dùng sét vôi samot

làm vật liệu kết dính (vữa) để trát kín mạch gạch xây trong lò martin, lò cốc,

buồng đốt và các thiết bị nung, v.v Martin samot là một hỗn hợp của bột samot và một phần sắt vụn thế vào (70 - 85%) trộn với caolin chịu lửa (15 -

-22-

30%) Trong martin samot nửa axit có thể dùng một phần vật liệu thạch anh thế vào

Tuỳ theo thành phần hóa học người ta phân martin samốt làm 2 loại:

1 Martin samot, chứa Al,O; + TiO; không dưới 30% trong mẫu đã

Dựa vào yêu cầu đối với sản phẩm samot mà chọn loại caolin có chất

lượng tương ứng Chất lượng caolin được xác định bằng những điều kiện kỹ

thuật riêng đối với từng mỏ

Để phù hợp với những điều kiện đó người ta phân caolin chịu lửa thành:

- Loại bazơ: hàm lượng ALO, + TiO, trén 30%

- Loại nửa axit: hàm lượng Al,O; + T1O; đưới 30%

- Loại lẫn than: Lượng mất khi nung trên 16 -20%

Qua hàm lượng sắt và độ chịu lửa người ta phân caolin thành nhiều

loại

Trong bảng I.6 nêu yêu cầu về chất lượng caolin đã làm giàu để sản xuất gạch samot và gạch nửa axit của khu gang thép Thái Nguyên

Yêu cầu chất lượng caolin làm gạch samốt và nửa axit

Al;O; + T¡O; Ee,O;

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6580:2000, caolin dùng làm nguyên

liệu sản xuất vật liệu chịu lửa samốt phải thoả mãn các yêu cầu nêu trong

bang I.7:

Tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng caolin làm vật liệu samốt

Bảng l7 Loại caolin

Chỉ tiêu

Nói chung, dựa vào thành phần hóa học và độ chịu lửa chỉ có thể xác

định một cách sơ bộ lĩnh vực sử dụng caolin làm sản phẩm và vật liệu chịu lửa Bởi vì, còn nhiều đặc tính gốm chủ yếu mà ta chưa rõ như: Nhiệt độ thiêu

kết, khoảng giữa nhiệt độ thiêu kết và độ chịu lửa, v.v Vì vậy, để xác định một cách chắc chắn tính hữu dụng của caolin đối với công nghiệp sản xuất vật liệu chịu lửa phải tiến hành thử nghiệm mẫu công nghệ

Yêu cầu chủ yếu đối với caolin dùng để sản xuất sản phẩm chịu lửa là:

tính chịu lửa, hàm lượng Al;O; cao và hàm lượng chất có hại thấp

Tuỳ theo mục đích sử dụng mà sản phẩm samot chịu lửa được chế tạo

từ caolin có độ chịu lửa không dưới 1730° Để sản xuất vật liệu chịu nóng

quan trọng, người ta dùng caolin có độ chịu lửa từ 1690 đến 1710° Vật liệu chịu nóng không quan trọng và đồ gốm dân dụng thì được chế tạo từ caolin có

độ chịu lửa 1580 - 16709

Các chất có hại chính là pyrit, siderit, limonit, alunit, canxit và một vài

khoáng vật khác Chúng gây ra nốt ruồi, bọt, độ nứt nẻ, chảy kim loại và những tật xấu khác trong sản phẩm Chất hữu cơ xâm tán mịn trong caolin không phải là hoàn toàn có hại Khi nung nóng, chúng bị tiêu huỷ đi, nhưng

nếu hàm lượng cao thì chúng sẽ làm tăng độ xốp của sản phẩm Ngoài ra, nếu

chất hữu cơ có nhiều thì thường là tăng lượng pyrit và các chất có hại khác Phổ biến nhất trong caolin là cát thạch anh Ở nhiệt độ trên 1400°, thạch anh

trở thành chất trợ dung làm giảm độ chịu lửa của sản phẩm và cũng làm cho

chóng nóng chảy hơn

Yêu cầu đối với caolin đã được làm giàu và caolin chưa làm giàu dùng

để sản xuất sản phẩm chịu lửa samot được trình bày trong bang [.8

Yêu cầu kỹ thuật đối với caolin nguyên khai dùng để sẵn xuất sẵn phẩm

chịu lửa nửa axit

c Sdn xuất đồ gốm chịu axit :

Tính không thấm khí, tính bền vững dưới tác dụng của axit và không bị

ăn mòn, tính rấn chắc khi đem thiêu vụn đều là tính chất của đồ gốm chịu

axit Để tăng sức chịu đựng bề mặt và giảm độ thấm của các mảnh, thường

người ta phải tráng một lớp men muối hoặc men felspat cho sản phẩm Đồ

gốm chịu axit được dùng rộng rãi trong công nghiệp hóa học, kỹ thuật điện,

chế thuốc, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác Mặt hàng này có

nhiều: gạch chịu axit, gạch bẹt lát mặt, ống, ống nghiệm, nồi, các chỉ tiết và

thiết bị khác

Các tiêu chuẩn chủ yếu của đồ gốm chịu axit là tính bền vững trong

axit, tính chịu nóng (khi dùng), sức bền cao khi chịu nén, độ xốp và độ thấm

nước thấp Bảng Ï.9 và I.10 nêu ra những yêu cầu kỹ thuật đối với một số sản

phẩm chịu axit

Yêu cầu kỹ thuật đối với gạch chịu lửa làm lớp lót trong thiết bị phản

ứng và kiến trúc chịu axit khác

Bảng L9

Độ bền trong axit không dưới (%) 96 94 92

Sức bền nén giới hạn (kg/cm”) không dưới 250 200 150

Độ hấp thụ nước (%)không quá 8 10 12

Yêu cầu kỹ thuật đối với gạch bẹt chịu axit và chịu axit nóng bằng gốm

dùng làm lớp lót trong thiết bị phản ứng và dụng cụ chịu axit khác

Bảng L10 Chỉ số Chịu axit Chịu axit nóng

Độ bên với axit (%) đối với gạch bẹt có độ đầy:

- Từ 10 - 30mm trên Ø7 trên Ø7

- Trên 30mm trên 96 trên 96

Độ hấp phụ nước (%) đối với gạch bẹt có độ dày:

- Dưới 30mm dưới 6 đưới 7

Thực tế sản xuất chỉ ra rằng, nguyên liệu tốt nhất để chế tạo đồ gốm chịu axit là caolin Độ nóng chảy của chúng phải đạt tới 1.100 - 1.250” và khoảng cách giữa nhiệt độ kết cục và nhiệt độ nung chảy phải trên 200° Điều

quan trọng là trong quá trình nung nóng sản phẩm không được mềm ra và biến dạng Caolin không được chứa các bọc canxit, thạch cao, pyrit, vật liệu

xâm tán thô và không chứa nhiều cát, phải có khả năng kết dính và độ dẻo

cao Hàm lượng oxyt sắt đối với sản phẩm quan trọng không được quá 1,5%,

còn đối với sản phẩm ít quan trọng thì không được quá 3% Hàm lượng oxyt canxi không được quá 1% đối với sản phẩm quan trọng, và 2% đối với sản

phẩm ít quan trọng Yếu tố thích hợp là chất kiểm, bởi vì chúng đẩy nhanh

quá trình kết cục Để sản xuất sản phẩm chịu axit quan trọng thì tốt nhất là caolin có độ dẻo cao và nhiễm ít sắt ; còn để sản xuất sản phẩm chịu axit ít

quan trọng thì có thể dùng caolin thuỷ mica

Bột làm khuôn cho sản phẩm chịu nhiệt và đồ gốm khác hầu hết được

chế tạo từ 25 - 50% chất độn samôt với chất độn phụ khác như felspat, thạch anh, v.v Để chế tạo đồ gốm chịu axit đặc biệt có độ bền cao và tính chịu

nhiệt lớn, người ta độn thêm oxyt nhôm nhân tạo, caolin, tanc, pyrofÑilit, v.v

d Sdn xuất đồ gốm mông :

Đồ sành và đồ sứ dùng trong kỹ thuật và đời sống gọi là đồ gốm mỏng

Đó là bát đĩa, dụng cụ kỹ thuật, vật trang trí trong kiến trúc dân dụng, dụng

cụ hoá nghiệm và sứ cách điện, v.v

Sự khác nhau chủ yếu giữa sành và sứ, ngoài thành phần phối liệu ra, là

ở chỗ sứ thì được nung đến kết cục hoàn toàn, tức là làm nóng chảy hoàn toàn

chất thuỷ tính của phối liệu (thạch anh, felspat, v.v ) và sau khi nung thì các mảnh thiêu kết đó sẽ mất hết lỗ hổng Còn sành thì được nung ở nhiệt độ thấp

hơn và các cấu tử trợ dung chỉ gắn lại với nhau, các hạt nhỏ như caolin không

bị nóng chảy Tuy vậy, để cải tiến đồ sứ, người ta thường tráng men cho

-27-Yêu cầu kỹ thuật đối với nguyên liệu dùng để sản xuất đồ gốm mỏng được xác định bởi:

+ Độ dẻo cần thiết của khối, tuỳ theo cách chế tạo sản phẩm

+ Độ trắng cần thiết

+ Dạng kiến trúc thích hợp sau khi nung (dạng kết tỉnh hay dạng thuỷ

tinh)

Đây là nguyên nhân của những tính chất cơ, hoá, nhiệt, điện môi và

những tính chất khác của sản phẩm Cho nên muốn sản xuất đồ sành, sứ thì

trước hết nguyên liệu phải được nung trắng hoặc phải sáng màu và phải đồng nhất, tức là không chứa những bọc hay những hợp chất mà trong khi nung có

thể chảy ra, nở lên hoặc sẽ sinh ra các nốt ruồi và các tật xấu khác Điều đó

trước hết có liên quan đến caolin và sét dẻo, cũng như với thạch anh, felspat

và tất cả các yếu tố khác trong phối liệu sành hoặc sứ

Để sản xuất đồ gốm mỏng người ta dùng chủ yếu caolin trắng (caolin kết tủa) đáp ứng những yêu cầu quy định Hàm lượng các oxyt nhuốm màu

như Fe,O, , TiO, , SO,, tap chat co hoc va do 4m phai phù hợp Tuy theo ham lượng các chất đó mà phân loại và định ra cách dùng chúng Để sản xuất sứ

có phẩm chất cao thì caolin phải chứa ít oxyt nhuốm màu, (ŒFe,O, và TiO,), mỗi thứ không quá 0,5% Khi hàm lượng các oxyt đó tăng lên, nhất là khi có 1lmenit, thì sứ sẽ có màu xám Dung dịch muối và hợp chất sulfat làm giảm

độ bền hóa học của sản phẩm Sự có mặt của oxyt canxi cũng có hại, vì đó là

chất trợ dung Sự có mặt của Ca(OH), sẽ gây ra gờ sóng trong khuôn đúc và làm giảm độ dẻo của chúng Độ dẻo của caolin phải đảm bảo cho việc đúc

khuôn và độ bền của nguyên liệu Song, vì độ dẻo của caolin rất thấp nên người ta phải trộn thêm sét đẻo vào phối liệu

Yêu cầu chủ yếu của thực tế sản xuất đồ gốm mỏng đối với những sét

dùng làm chất độn kết dính là:

+ Khả năng kết dính cao Phải dẻo đến mức là chỉ cần độn một ít thôi

mà vẫn làm được đồ sành và sứ có độ dẻo cần thiết (nếu trộn nhiều sét thì sẽ

làm giảm độ trắng và độ trong của sứ và nung lâu khô)

+ Đảm bảo khoảng cách giữa nhiệt độ kết cục và nhiệt độ nóng chảy + Đảm bảo độ trắng khi nung ở nhiệt độ 13509

-28-+ Hàm lượng tạp chất cơ học và hóa học phải thấp nhất

Hiện nay một số nhà máy sành sứ ở nước ngoài đã dùng sét bentonit (montmorilonit) có độ dẻo và khả năng kết dính cao làm chất độn kết dính

Yêu cầu đối với sét bentonit dùng để sản xuất đồ gốm mỏng là:

FEe;O; + T¡O; không quá 1,75%, loại Ï

Fe,O, + TiO, khong quá 2,25%, loại II

SO; không quá 0,5%, loại Ï SO; không quá 0,75%, loại II Lượng bentonit (ảnh hưởng quyết định đến độ nở của sét benfonit) không được thấp hơn 80% đối với loại I và 75% đối với loại II

Caolin đùng để sản xuất sứ phải có chất lượng cao Theo tiêu chuẩn Việt

Nam TCVN 6301:1997, caolin lọc dùng để sản xuất sứ phải đạt các tiêu chuẩn

sau: - Thành phần hóa học:

+ Hàm lượng SiO; không lớn hơn 51%

+ Hàm lượng Al,O; không nhỏ hơn 33%

+ Hàm lượng Fe;O; không lớn hơn 1%

+ Hàm lượng T¡O; không lớn hơn 1%

+ Hàm lượng CaO không lớn hơn 0,7%

- Thành phần hạt và chỉ tiêu cơ lý:

+ Cỡ hạt > 0,2mm: Không cho phép

+ Cỡ hạt 0,2 - 0,1mm: Không lớn hơn 7%

+ Cỡ hạt dưới 0,05mm: Không nhỏ hơn 60%

+ Độ co khi sấy ở 110°C không dưới 2%

+ Độ co khi nung ở 1220°C không lớn hơn 8%

Caolin dùng để sản xuất gốm có chất lượng thấp hơn Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6301:1997, caolin lọc dùng để sản xuất gạch gốm oplát phải

đạt các tiêu chuẩn sau:

- Thành phần hóa học:

+ Hàm lượng SiO; không lớn hơn 53%

-29-+ Hàm lượng Al;O; không nhỏ hơn 30%

+ Hàm lượng Fe;O không lớn hơn 1,7%

+ Hàm lượng T¡O; không lớn hơn 1,4%

+ Hàm lượng CaO không lớn hơn 0,9%

- Thành phần hạt và chỉ tiêu cơ lý:

+ Cỡ hạt > 0,2mm: Không cho phép

+ Cỡ hạt 0,2 - 0mm: Không lớn hơn 10%

+ Cỡ hạt < 0,05mm: Không nhỏ hơn 50%

+ Độ co khi sấy ở 110°C không dưới 2%

+ Độ co khi nung ở 1220°C không lớn hơn 8%

e Làm chất độn:

Caolin có độ phân tán cao, màu trắng, v.v nên được sử dụng rộng rãi

trong lĩnh vực chất độn giấy, nhựa, caosu, hương liệu, v.v

* Trong ngành sản xuất giấy :

Trong ngành sản xuất giấy sử dụng caolin làm chất độn Caolin làm cho

giấy có mặt nhắn hơn, tăng thêm độ kín, giảm bớt độ thấu quang và làm tăng độ

ngấm mực in tới mức tốt nhất Loại giấy thông thường chứa 20% caolin, có loại giấy chứa tới 40% caolin Thường một tấn giấy tiêu tốn tới 250 - 300kg caolin Chất lượng caolin dừng làm giấy được xác định bằng màu sắc (độ trắng), độ phân tán và mức độ đồng đều của các nhóm hạt Tạp chất cát làm giảm chất lượng caolin, vì nó làm cho mặt giấy xấu đi Yêu cầu công nghiệp đối với chất

lượng caolin của Nhà máy giấy Việt Trì nêu trong bảng I.11

Yêu cầu công nghiệp đối với chất lượng caolin của Nhà máy giấy Việt Trì

Nhà máy giấy Bãi Bằng yêu cầu về chất lượng caolin cao hơn chút ít

Yêu cầu caolin trong sản xuất giấy của Mỹ, Anh, ngoài các chỉ tiêu

trên còn xác định độ bám dính caolin khi độn phải trên 50%, độ chênh lệch

chiều dài sóng màu đỏ và sóng màu lam lớn hơn 70%

* Chất độn cho cao su:

Caolin có tác dụng làm tăng độ rắn, tính đàn hồi, cách điện, độ bên của cao su Yêu cầu về caolin làm chất độn cao su phải có hàm lượng: Fe,O, < 0,75%, SO,? < 0,4% ; độ hạt < 1670 lỗ /cm? ; độ ẩm < 1%

* Chất độn da nhân tạo (giả da):

Caolin có tác dụng làm tăng độ bền, độ đàn hồi Để làm chất độn da nhân tạo đòi hỏi caolin qua rây N°15 phải có độ trắng > 85%, hàm lượng

Fe,O, < 0,75%, SO, < 0,4% ; độ Ẩm < 5%

* Chất độn cho sơn:

Caolin làm tăng độ sệt và gây mờ lớp sơn Caolin dùng cho công

nghiệp sơn phải có tỉ trọng 2,6 g/cm” ; cỡ hạt 2,4 - 5 um < 58%; do dung đầu 46,5 - 59 cm”/100g; không lẫn chất kiểm và axit ở trạng thái tự do

* Chất độn cho xà phòng:

Caolin có tác dụng đóng rắn khi sản xuất, hấp phụ dầu mỡ khi sử dụng Lĩnh vực sản xuất xà phòng yêu cầu caolin có độ hạt 0,053mm > 90% ;

-31-

không lẫn cát, không lắng cặn trước 8 giờ, hàm lượng Fe,O, < 2 - 3%, TiO, < 1% ; chất bazơ trao đổi < 0,8 - 2% và cacbonat < l5 - 20%

* Chất độn cho thuốc trừ sâu:

Để làm chất độn thuốc trừ sâu sử dụng caolin có độ khuếch tán lớn, sức

bám tốt, trơ hóa học, hợp chất sắt thấp, độ hạt 22 ¡ưn từ 40 - 75%

ƒ Sản xuất đĩa mài :

Trong sản xuất đĩa mài người ta nén hỗn hợp hạt mài (bột corindon,

bột kim cương) với hỗn hợp caolin, thạch anh, fenspat nung 1350°C Yêu cầu

caolin phải đạt : Al,O, + TiO, > 38% ; Fe;O; < 1,8% ; độ chịu lửa > 1730°C

mm Các lĩnh vực sử dụng khác:

Caolin được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ximăng trắng, các chất

trám trong xây dựng Để sản xuất nhôm kim loại bằng phương pháp nhiệt

điện có thể sử dụng caolin với thành phần Al,O; không dưới 38%, SiO, không quá 47%, Fe,O, không qué 0,5%, TiO, khong quá 0,3% ; CaO + MgO

không quá 0,6% và K,O + Na;O không quá 0,5% Để sản xuất phèn nhôm, yêu cầu caolÌin chưa qua nung phải chứa Al;O, tối thiểu 36%

1.4.2 Đặc tính lý- hoá và tính chất công nghệ của caolin Việt Nam Như đã trình bày, caolin Việt Nam được thành tạo theo 3 loại hình

nguồn gốc: phong hoá, trầm tích lắng đọng, biến chất trao đổi - nhiệt dịch Với mỗi loại hình nguồn gốc, caolin có những phẩm chất giống và khác nhau

về đặc điểm lý- hoá, khoáng vật

1.4.2.1, Caoln thành tạo trong vỏ phong hoá tàn dư hay còn gọi là

caoln phong hoá

Phẩm chất của loại caolin này phụ thuộc vào bản chất đá gốc, mức độ

phong hoá và địa hình hiện tại để tồn tại vỏ phong hoá caolin Dựa vào thành

phần đá gốc có thể phân ra các dạng sau:

a Caolin phong hoá từ đá pegmatit và apÏi -

Chất lượng caolin tuỳ thuộc vào mức độ phong hoá và thường có sự

biến đổi theo đới thẳng đứng:

- Đới phong hoá mạnh: Caolin có màu vàng đến vàng sẫm, hạt mịn, giàu nhôm, hàm lượng sắt tăng cao Caolin dưới rây 0,2lmm có thành phần khoáng vật chủ yếu là caolinit 90 - 96% ; ngoài ra, có haluzit, metahaluzit, ít fenspat và thạch anh Thành phần hóa học: Al,O;: 34 - 39,5% ; Fe,O;: 1 -

3,5% ; K;O và Na,O: 0,2 - 2% ; MKN : 12,5 - 14,5% Độ thu hồi caolin < 0,21mm biến đổi từ 30 - 60%, trung bình khoảng 40%

- Đới phong hoá trung bình: Caolin thường có màu trắng, lượng oxyt sắt giảm hơn Dưới rây < 0,21mm, khoáng vật caolinit chiếm 50 - 58%, còn

lại là khoáng vật hydromica, fenspat, thạch anh Thành phần hóa học: Al,O::

29 - 34%; Fe,O;: 0,5 - 2,5% ; K;O + Na,O: 2 - 4,5% ; MKN : 9 - 12%; độ

thu hồi caolin < 0,2lmm thay đổi trong phạm vi 20 - 50%, trung bình 30 -

35%

- Đới phong hoá yếu: Caolin thường có màu trắng, hạt thô, cấu tạo dạng đăm, dạng bột Dưới rây < 0,2lmm, khoáng vật chủ yếu là fenspat, caolinit, hydromica ít Thành phần hóa học: Al,O;: 18 - 24%; Fe;O;: 0,69% ; K;O và Na,O: 4,5 - 7% ; MKN < 4% Trong khai thác thường gọi đới này là fenspat bột Do mức độ phong hoá yếu, độ thu hồi caolin đưới rây 0,21mm thường thấp, trung bình khoản 20 - 25% ; độ trắng 68 - 78% ; độ dẻo 8 - 10%

Caolin phong hoá từ pegmatit có chất lượng tốt, có khả năng đáp ứng yêu cầu sử dụng của nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau

Caolin thương phẩm thường nằm dưới lớp phong hoá mạnh giàu oxyt

sắt có màu vàng, chiều sâu phụ thuộc vào mức độ thẩm thấu hydroxyt sắt trong quá trình phong hoá Tại vùng mỏ Hữu Khánh - Đồi Đao, trong quá

trình khai thác, tuyển lựa phân ra được 4 loại caolin theo hàm lượng Fe,O, như sau:

+ Loại 1 có hàm lượng Fe;O; < 0,5%

+ Loại 2 có hàm lượng Fe;O; < 0,5 - 0,8%

+ Loại 3 có hàm lượng Fe;O; > 0,8 - 1%, + Loại 4 có hàm lượng Fe;O; > I - 1,5%, + Caolin không phân loại có hàm lượng Fc;O; > 1,5%

Tỷ lệ các loại trong đới phong hoá như sau:

Caolin loại 1, 2, 3, 4 đáp ứng được yêu cầu làm nguyên liệu tạo xương

và men cho sứ cách điện, sứ dân dụng và sứ vệ sinh So sánh với chỉ tiêu sử

dụng caolin để sản xuất đồ sứ của các nước thì caolin từ pegmatit hoàn toàn đạt yêu cầu

Caolin loại 1 có hàm lượng Al,O, cao, Fe,O, thap, sir dung 1am sứ điện

cao thế, sứ cao cấp và sứ xuất khẩu

- Sản xuất giấy:

Qua kết quả khảo sát, thí nghiệm của để tài “caolin giấy” của tác giả

Lý Bá Tiến đã khẳng định caolin phong hoá từ pegmatit vùng Lào Cai, Yên

Bái, Phú Thọ đều có thể sử dụng làm chất độn cho giấy

Kết quả phân tích caolin vùng Lào Cai (mỏ Sơn Mãn), vùng Yên Bái

(mỏ Tân Thịnh), vùng Phú Thọ (mỏ Ba Bò) theo yêu cầu làm chất độn cho giấy cho thấy caolin Phú Thọ đạt được các tiêu chuẩn Các chỉ tiêu về thành

phần hạt và thành phần hóa học của caolin được nêu trong các bảng I.12 và

1.13

Kết quả phân tích thành phần hạt

Bang 1.12 Vùng mỏ Lào Cai (Sơn Mãn) Yên Bái (Tân Thịnh) Phú Thọ (Ba Bò)

Cỡ hạt (mm)

0,05 - 0,01 2,8 |14,09 | 7,29 3,83 | 3,83 | 22,06 | 14,10 0,01 - 0,005 1,86 | 11,16 | 5,07 6,40 ! 6,74 | 14,00 | 10,06 0,005 - 0,001 1,18 | 8,64 | 2,58 16,60 | 1,09 | 5,60 | 3,07

<0,001 3,09 | 14,13 | 7,88 26,20 | 10,98 | 35,23 | 16,73

Kết quả phân tích thành phần hóa học caolin dùng cho giấy

Bảng 1.13

- Sản xuất vật liệu chịu lửa:

Để sản xuất vật liệu chịu lửa samot loại ï và IÍ với độ chịu lửa từ 1690 đến 1730°C yêu cầu caolin có: Al;O; > 28%, Fe,0, < 5%, hàm lượng kiểm

thấp Caolin loại 4 và caolin không phân loại có khả năng đáp ứng được yêu cầu sản xuất samot chịu lửa

- Sản xuất đá mài:

Caolin làm chất phối liệu sản xuất chất dính trong công nghiệp sản xuất đá mài Caolin loại I và loại II làm chất dính so với sét trắng Trúc Thôn

sẽ tốt hơn về cường độ chịu kéo, chịu uốn, nhưng vẫn phải nung với nhiệt độ

* As, Pb : Phân tích quang phổ bán định lượng

cao hơn từ 20 - 40°C so với sét Trúc Thôn

Ngoài các lĩnh vực sử dụng đã nêu, có thể sử dụng caolin phong hoá từ pecmatit va aplit lam chất độn trong công nghiệp cao su, sơn, giả da, thuốc trừ sâu

b Caolin phong hoá từ magma xâm nhập :

Đối với cácmỏ caolin thuộc kiểu nguồn gốc này, tại mỗi thân quặng có

sự phân đới rõ rệt theo chiều thẳng đứng: đới phong hoá mạnh, đới phong hoá trung bình, đới phong hoá yếu (đới bán phong hoá) Caolin phong hoá từ đá

magma xâm nhập có các đặc điểm chung như sau :

- Về độ thu hồi caolin :

Khả năng thu hồi caolin qua rây 0,21mamm là 40 - 60%, trung bình 30 - 35%

Caolin có độ trắng trung bình < 70% và độ dẻo khoảng 10%

Nhìn chung, caolin phong hoá từ đá magma xâm nhập có khả năng sử dụng cho các lĩnh vực gốm, sứ, gạch chịu lửa và chất độn công nghiệp

Điển hình cho loại hình nguồn gốc này là mỏ Trại Mát Tại mỏ Trại

Mát caolin biến đổi theo từng đới như sau:

- Đới phong hoá mạnh:

+ Caolin lọc qua rây 0,21mm có thành phần hóa học: SiO;: 36,53% ;

Fe,0,: 0,5 - 2,5% ; ALO;: 34 - 40% ; K;O + Na,O: dưới 2% ; MKN: 13 - 15%

+ Thành phần khoáng vật gồm caolinit đơn khoáng, ít thạch anh và

gipxit

- Đối phong hoá trung bình :

+ Caolin lọc qua rây 0,2lmm có thành phần hóa học: SiO;: 47-54% ; Fe;O;: 0,5 - 2,5% ; Al,O,: 29 -34 % ; K;O + Na;O: 2-5% ; MKN: 10 - 15%

+ Thành phần khoáng vật caolinit 70-75%, thạch anh 10-15%, Fenspat 5-10%, ít mica và clorit Caolin thường có màu vàng nhạt, trắng phớt xám

- Đối phong hoá yếu :

+ Caolin lọc qua rây 0,21mm có thành phần hóa học: SiO,: 54-65% ; Fe,O:: 0,5 - 1,5% ; Al;O;: 20-29% ; K;O + Na;O: 5-7% ; MKN: 7-10%

+ Thành phần khoáng vật gồm fenspat bột, hydromica, caolimt, ít

thạch anh Caolin thường có dạng bột, dạng cục

Caolin Trại Mát có hàm lượng nhôm cao, hàm lượng : SiO;, Fe;O., TIO; tương đối thấp

Trước đây caolin lọc Trại Mát đã được sử dụng làm đồ sứ, chén, bát, đĩa, sứ cách điện, nguyên liệu chịu lửa loại B

Để xác định hết khả năng sử dụng caolin Trại Mát đã tiến hành lấy mẫu caolin trắng tại moong số 8 để thử nghiệm cho giấy và gạch chịu lửa

samot loại I

* Đối với caolin làm chất độn cho giấy đã gửi đến thí nghiệm tại Viện Công

nghệ Giấy - Xenlulo Kết quả như sau:

+ Caolin có độ trắng 78% Thanh phần hóa học: SiO;: 44,82% ; Ee;O;:

0,79% ; ALO,: 37,70% ; CaO: 0,31% ; MgO: 0,22%; T¡O;: 0,21%; MKN:

12,45%

+ Lượng caolin độn vào giấy 20%

+ Bột giấy được nghiền đến độ nghiền 40°SR và được xeo trên máy xeo rapid với định lượng 70g/cm)

Kết quả thí nghiệm sử dụng caolin độn để sản xuất giấy với giấy đối

chứng được nêu trong bảng I.14 và cho thấy:

- Độ bền của giấy có thể chấp nhận được

- Độ trắng tốt, độ bảo lưu caolin của giấy xeo trên máy xeo rapid ở độ

nghiên 40°SR khá cao, trên 40%

Kết quả thí nghiệm các tính chất của giấy độn caolin Trại Mát

5 | Độ tro của giấy, % 0/71 9,5 -

* Đối với caolin làm vật liệu chịu lửa samot đã gửi thí nghiệm tại Phòng vật liệu chịu lửa của Viện vật liệu xây dựng:

+ Nguyên liệu caolin < 0,2lmm Độ ẩm 8 - 10% Độ dẻo không cao,

đóng bánh (briket) được để đưa vào lò nung

+ Kết quả phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu: SiO,: 41,28%; Fe,O,: 3,33% ; Al,O;: 37,47% ; CaO: 0,49% ; MgO: 0,95% ; TiO,: 0,20%; K,O: 0,8% ; Na,O: 0,25% ; SO,?: vết

+ Mẫu đóng bánh nung ở nhiệt độ 1400 - 1450°C mới tạo ra samot tiêu chuẩn Kết quả thí nghiệm nung samot qua các nhiệt độ được nêu ở bảng

1.15

Phối liệu tạo gạch gồm 55% samot thô cỡ hạt 0,1 - 3mm ; 20% samot

mịn 0,0§mm Phần kết dính dùng 12,5% caolin lọc Trại Mái, 12,5% đất sét

Tân Thành (AI,O;: 20,21% ; MKN: 7 - 8%) Nhiệt độ nung gạch 1420°C lưu

3 giờ Kết quả sản phẩm gạch sau khi nung được nêu trong bảng I.l6

Kết quả thí nghiệm nung samot qua các nhiệt độ

Kết quả sẵn phẩm gạch sau khi nung

c Caolin phong hoá từ magma phun trào:

Caolin thường có màu trắng, trắng hồng, hạt rất mịn Độ thu hồi qua

rây 0,21mm từ 50 - 90%, trung bình 70%

Qua rây 0,21mm, caolin có thành phần hóa học: SiO,: 62 - 75%;

Fe,0,: 0,8 - 1,8% ; Al,O,: 15 - 22% ; MgO: 0,10 - 0,29%; T¡O,: 0,03 - 0,11%; K,O: 2,5 - 5,1% ; Na,O: 0,06 - 1,6% ; MKN: 6 - 8% Thành phần