Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

1.4.3 Обжиг низкосортных магнийсодержащих горных пород 
Природа разложения магниевых соединений в низкосортных горных 
породах аналогична природе их разложения в виде чистых минералов. Однако, на 
температуру диссоциации этих соединений, а также минералогический состав и 
степень закристаллизованности продуктов обжига во многом оказывают влияние 
наличие и вид примесей, содержащихся в используемых горных породах, а также 
особенности разложения сложных магнийсодержащих соединений, таких как 
доломит и серпентин.
Разложение доломита происходит в интервале температур 700 – 900 °С, 
причем на термограмме есть два эндотермических эффекта: первый – в интервале 
температур 600 – 780 °С, второй – при 830 – 900 °С [23, 169]. Следовательно, 
процесс идет в две стадии. Относительно характера процессов, протекающих на 
каждой из стадий, существуют различные точки зрения. Наиболее вероятной, 
вследствие научных исследований, является диссоциация, на первой стадии 
которой образуются MgO и CaCO
3
: 
CaMg(CO
3
)
2
→ CaCO
3
+ MgO + CO
2
, 
а на второй стадии:
СaCO
3
→ CaO + CO
2
. 
Кремнезем SiО
2
можно отнести к индифферентной примеси, если в 
процессе обжига сырья в вяжущем накапливаются инертные вещества – 
форстерит, энстатит. В случае, если кремнезем находится в активной форме, его 
можно считать полезной примесью. Активный кремнезем в вяжущем, 
взаимодействуя с MgO, может образовать гидросиликат магния и повышать 
водостойкость магнезиального камня [78].
Для серпентинизированных магнезиальных горных пород, таких как брусит 
низкого сорта и скрытокристаллический магнезит, важным фактором является 
температура разложения примесной серпентинитовой составляющей, так как 

---

26 
серпентиниты теряют воду в широком интервале температур с 600 до 1000 °С 
[164]. Выделяемые из серпентинита пары воды не дают кристаллам оксида магния 
кристаллизоваться до нужного размера. Следовательно, для получения из таких 
пород среднезакристаллизованного вяжущего требуется температура обжига не 
менее 1100 °С, так как полное удаление воды из них происходит при температуре 
близкой к 1000 °С. 
Карбонат кальция CaCO
3 
является сопутствующим минералом в 
большинстве месторождений магнийсодержащих горных пород, а также 
породообразующим минералом доломитов. Диссоциация карбоната кальция 
происходит при 860 – 1100 °С по уравнению: 
СаCO
3
→ СаO + CO
2
↑ 
Оксид кальция в магнезиальном вяжущем считается вредной примесью. 
Температуры разложения кальциевой и магниевой составляющих доломитов 
примерно одинаковы, поэтому разделить эти процессы без модификации 
непосредственно процессов обжига практически невозможно [169].
Кроме основных термохимических реакций декарбонизации магнезита, 
доломита или дегидратации брусита, происходит разложение сидерита по 
следующему уравнению: 
FeCO
3
→ FeO + CO
2
↑ 
Параллельно с этим процессом возможно выделение адсорбционной и 
химически связанной воды из хлоритов, серпентинитов и тому подобных, а также 
формирование при нагревании новых фаз, таких как оксиды железа, феррит 
кальция, форстерит. При температурах 670 – 900 °С примеси оксидов железа, как 
правило, вступают в экзотермические реакции. При этих же температурах 
происходит разложение доломита, кальцита, хлоритов и выгорание углистого и 
графитистого веществ, если они присутствуют в породе. При достижении 1000 °С 
примеси могут вступать в твердофазовые реакции с образованием форстерита или 
двухкальциевого силиката. В этом же интервале температур 900 – 1000°С 
начинается интенсивная кристаллизация оксида магния и его истинная плотность 
может достигать 3,45 – 3,56 г/см
3
. Углисто-графитистые вещества и хлориты, 

---

27 
включающие 
железосодержащие 
минералы, 
способствуют 
ускорению 
кристаллизации получаемого оксида магния, вследствие протекания реакций с 
выделением тепла [93, 141]. 
На основе серпентинитов возможно получение низкомарочного 
магнезиального вяжущего [77]. С большой вероятностью наличие в продуктах его 
обжига небольшого количества оксида магния связано с диссоциацией малой 
доли сопутствующих гидроксидов магния. Существует методика кислотного 
выщелачивания и искусственной карбонизации серпентинов, в результате 
которых можно получить продукты, термически разлагаемые до оксидов магния 
[163]. Однако, данные способы подготовки сырья являются трудоемкими и 
капиталозатратными, что делает их рациональными только для получения оксида 
магния высокой чистоты.
Таким образом, наиболее привлекательный тип сырья для получения 
магнезиальных вяжущих классическим способом – отходы предприятий по 
добыче магнезита. В отвалах сопутствующих пород в избытке присутствуют 
доломиты и небольшое количество остаточного магнезита. Разложение данных 
магнийсодержащих породообразующих минералов происходит посредством 
высокотемпературной обработки исходного сырья. 
В зависимости от вида принятых для производства низкосортных пород 
необходимо контролировать не только температуру и продолжительность их 
обжига, но и минералогический состав сырья. Для получения вяжущего высокого 
качества необходимо использовать технологические приемы для исключения 
влияния вредных примесей на процессы обжига и свойства готового продукта.