Глина

Глина

ГЛИНА, в широком смысле слова, весьма распространенные землистые, мягкие породы, которые в смеси с водой почти всегда образуют легко формующуюся пластическую массу. Последняя после высыхания сохраняет приобретенную форму и обладает достаточной степенью прочности. После обжига формы глина получает окончательное закрепление, а ее материал приобретает характерные признаки каменной породы. По происхождению различаются глины первичные и вторичные, или отложные. Первая разновидность представляет собою местные накопления продуктов разложения различных горных пород, преимущественно - богатых полевым шпатом. Отложные, или вторичные, глины являются конечным результатом весьма сложных и разнообразных химических и механических взаимодействий продуктов выветривания тех же горных пород, продуктов, подвергавшихся на протяжении ряда геологических эпох действию перемещавшихся масс воды; они являются типичными осадочными образованиями. Легкость изготовления из глиняной массы различных изделий, отличные технические свойства последних, приобретаемые после обжига, и повсеместное распространение глин обеспечивают им обширнейшее применение в керамической промышленности. В петрографическом смысле глина представляет собой слоистые, неоднородные по составу накопления механически перемешанных между собой частиц, преимущественно минерального происхождения. Главная масса их имеет тонкокристаллическое сложение и представляет собой водные алюмосиликаты типа каолинита и слюд в смеси с частицами кварца и полевого шпата. Кристаллическое сложение имеют также обычные легкоплавкие примеси в глинах: черные минералы - роговые обманки, авгиты, рутил, ильменит и т. д., карбонаты и сульфаты кальция и магния, пириты. В тонкодисперсном и коллоидальном состояниях встречаются в пластической глине частицы руд Fe и Ti, их гидроокиси и гидратные соединения глинозема и кремнезема. Огнестойкий скелет глины образуется SiО2 (в виде кварца) и водными алюмосиликатами.

Все другие примеси являются по отношению к скелету плавнями. Минералогический состав глин всегда находится в зависимости от происхождения их. В наиболее ценных, первичных сортах глин, каолинах, содержится наряду с кварцем, полевым шпатом и слюдой минерал каолинит состава Аl2O3·2SiO2·2Н2О, являющийся конечным продуктом выветривания полевого шпата, а иногда и некоторые родственные ему минералы, как то: галлоизит, пирофиллит, аллофан. Глины вторичного происхождения отличаются большей тонкостью частиц и повышенным содержанием коллоидальных компонентов. Они обладают всегда значительной пластичностью. В состав их, кроме тех же скелетных минералов - кварца и каолинита, входят в заметном количестве образовавшиеся в процессе естественного отмучивания разнообразнейшие примеси, дающие в совокупности легкоплавкую смесь. Таковы указанные выше плавни. Соотношение компонентов огнестойкого скелета, содержание и разнообразие плавней, степень измельчения всех компонентов, присутствие коллоидальных частиц, органические примеси все это определяет в совокупности важнейшие свойства глины до обжига и после него: химические и механические составы, пластичность, связующую способность, влагоемкость, усадку при сушке и обжиге, окраску черепа, пористость, спекаемость, склонность к размягчению при высокой температуре и огнеупорность. Большое влияние на свойства обожженной глины оказывают, кроме того: степень предварительного увлажнения ее, величина механического воздействия (давления) при формовании, темп нарастания температуры при обжиге и окончательная температура последнего. Принято различать три основные группы глин: каолины, огнеупорные и легкоплавкие сорта.

Каолины. Каолиновые породы как первичного, так и вторичного образования состоят преимущественно из тончайших кристаллических частиц каолинита и родственных ему минералов в смеси с более крупными частицами кварца, полевого шпата и слюды - остатками первичной породы. Каолины отличаются высокой огнеупорностью (плавятся около 1750°) и, вследствие незначительного содержания красящих окислов Fe и Ti (0,4—0,6%), приобретают после обжига белый цвет (или слабо окрашены). Пластичность каолинов, обычно не содержащих коллоидальных компонентов, незначительна. Это - их существенное отличие от прочих глин и, одновременно, недостаток. Чистота состава каолинов делает их незаменимой сырьевой основой для тонкой керамики (фарфор и фаянс). Первичные каолины, наиболее распространенные в природе, содержат до 60—75% кварца, полевого шпата и слюды в виде песчинок и частиц различной степени измельчения. В сыром виде первичные каолины находят лишь ограниченное применение в производстве огнеупорного кирпича. Очистка сырого каолина от примесей осуществляется при помощи отмучивания водой. В последнее время с успехом применяют электроосмотическую очистку (электрофорез) по способу Бото-Шверина и вакуум-фильтров Оливера, Вольфа и т. д. Отмученные каолины широко применяются при выработке тонкой керамики и, как наполняющие вещества, в бумажном производстве, в химической промышленности (для ультрамарина, обойных и других красок, препаратов глинозема), а также и в резиновом производстве. Реже встречаются чистые каолины вторичного происхождения, т. е. природно отмученные. Количество очень тонких примесей в них падает до 10%. Такие каолины отличаются несколько большей пластичностью, чем первичные. В пределах СССР каолиновые месторождения, имеющие промышленное значение, находятся преимущественно на территории УССР. Из них наибольшее значение имеет Глуховское месторождение Глуховского округа, дающее до 50% всего производства отмученного каолина, и Мало-Михайловское при станции Просяная Днепропетровского округа. Просяновский каолин особенно широко применяется в бумажной промышленности. Кроме Украины, каолины встречаются на Урале (Чебаркульский) и в Сибири, в Иркутском округе.

Огнеупорные глины в общем отличаются от каолина повышенным содержанием плавней, в том числе и красящих окислов Fe и Ti, и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Эти отличия обеспечивают высокоразвитую пластичность огнеупорной глины. Вследствие вторичности происхождения и, как результат этого, засоренности посторонними частицами, увлеченными водным потоком, огнеупорные глины нередко содержат более грубые частицы кварцевого песка и других минералов, уменьшающих их пластические свойства. К числу огнеупорных глин относятся все сорта, плавящиеся при температуре выше 1580°. Наиболее ценные огнеупорные глины имеют степень огнеупорности одинаковую с каолинами. Вредными примесями являются соединения железа и титана, в том числе пириты, а также продукты разложения последних - сульфаты Fe, Са и Mg и высокое содержание углистых и смолистых частиц. Огнеупорные глины широко распространены в природе и имеют весьма разнообразное применение. Их отличные пластические свойства и сопротивляемость высоким температурам обусловливают их громадную практическую ценность. Типичным образцом в СССР является известный Боровичский «сухарь», относящийся к огнеупорным шамотным сортам. Все огнеупорные глины могут быть разделены на три категории: 1) типичные огнеупорные сорта, 2) пластические беложгущиеся, или фаянсовые, глины и 3) низкоспекающиеся сорта. Первая категория представляет наиболее чистые разновидности, с минимальным содержанием плавней и высоким содержанием глинозема. После обжига они приобретают вследствие значительного присутствия (от 1,5 до 4—4,5%) окислов Fe и Ti более или менее темную окраску. Применяются при изготовлении разнообразнейших шамотных и кварце-глинистых огнеупорных материалов. В других отраслях керамики их применяют в качестве пластической добавки, когда белизна черепа изделий не играет существенной роли. Существуют многочисленные сорта или марки глин этой категории: шамотная глина, горшечная (стеклоплавильные горшки и припас), капсельная, ретортная, тигельная и т. д. В основе этого разделения лежит особая стойкость в условиях работы тех или иных изделий при высоких температурах, присущая отдельным сортам глин. Ко второй категории огнеупорных глин - к высокопластичным беложгущимся разновидностям - относятся такие пластические сорта первой группы, которые содержат окислов Fe и Ti в общем не больше 0,5—0,8% и вследствие этого дают после обжига белый или очень слабо окрашенный череп. Такие огнеупорные глины применяются в тонкой керамике - в фарфоровом и фаянсовом производствах. Они имеют специфическое значение добавки (8—12%), повышающей пластичность керамической массы, составленной преимущественно из тощих материалов (кварца, полевого шпата, доломита, каолина); глины эти встречаются в природе сравнительно редко и потому высоко ценятся. Замечательным образцом такой глины была знаменитая, теперь почти не добываемая за исчерпанием запаса, глуховская глина I сорта («ускалка»). Ее частичной заменой в настоящее время является один из сортов часов-ярской глины с содержанием 0,4—0,5% Fe2О3. Третья разновидность огнеупорной глины - низкоспекающиеся сорта - характеризуется средней огнеупорностью, значительным содержанием тончайше распределенного кремнезема (кварца) и наличием повышенного количества плавней, что, в общем, способствует спеканию глины при температуре обжига в 1150—1250°. Низкоспекающиеся огнеупорные глины являются ценнейшим сырьем для обширного класса каменных керамических изделий, именно: кислотоупорных изделий, половых плиток, хозяйственной посуды, канализационных труб и т. д. Подобные глины применяются также в качестве керамической связки при изготовлении абразивных изделий. Огнеупорные глины весьма распространены на территории СССР. Значительная добыча их производится в трех месторождениях: Боровичско-Любытинском Новгородского округа Ленинградской обл., в Латнинском Воронежского округа Центрально-Черноземной области и Часов-Ярском Артемовского округа УССР. В 1925/26 году из этих месторождений добыто около 70% общего потребления Союза, составившего около 730000 т сырой глины. Ряд месторождений в др. районах - уральском, в Центрально-Черноземной области, в Сибири, дающих в общем также значительное количество сырья, не имеет пока организованной и планомерной добычи его.

Легкоплавкие глины. К этой разновидности принадлежат по старой терминологии все глины, которые имеют точку плавления ниже 1580°. Они очень распространены в природе и образовались в позднейшие геологические эпохи. Обыкновенно легкоплавкие глины залегают вблизи поверхности земли, почему добыча их не представляет затруднений. В особенности часто встречаются легкоплавкие глины низшей плавкости в 1200—1300° и значительно реже - более стойкие в огне сорта. Эти осадочного происхождения образования содержат в своем составе преобладающее количество кварцевого песка, иногда в чрезвычайно измельченном состоянии, обычно в смеси с еще более тонко измельченными минералами, а также их продуктами выветривания. В составе легкоплавких глин содержатся: SiО2, Аl2О3, Fe2О3, FeO, TiO2, CaO, MgO, SО3, щелочи, и вода. Наряду с частицами кристаллического сложения имеются часто в значительном количестве и коллоиды. В некоторых сортах легкоплавких глин существенной составной частью, как и в случае огнеупорных глин, является каолинит. Последний вместе с кварцем образует тогда основной огнестойкий скелет глин. Остальные примеси, присутствующие обычно в значительном количестве, относятся к легкоплавким составным частям, которые при обжиге до 900—1000° размягчаются, плавятся и уплотняют глиняную массу. Легкоплавкие глины широко применяются в производствах грубой керамики. Из них изготовляют разнообразные строительные материалы и хозяйственные изделия. Эти изделия по степени их пористости и механической прочности следует разделять на три группы: изделия с грубопористым черепом, то же - с малопористым и изделия с плотным каменным черепом. К первым относится обыкновенный строительный кирпич; ко вторым - гончарная черепица, облицовочные плитки и кафели, гончарные изделия, архитектурная терракота, дренажные трубы; к третьим следует отнести мостовой и фасадный клинкер, некоторые сорта облицовочных половых плиток, хозяйственную посуду специального назначения, кислотоупорный кирпич и простейшую кислотоупорную заводскую аппаратуру. В соответствии с этими особенностями свойств готовых грубокерамических изделий легкоплавкие глины разделяют на три группы: кирпичные глины - менее однородные и грубо отмученные, черепичные глины - более тонкие и однородные по составу и более пластические и, наконец, более огнестойкие – клинкерные глины, богатые тончайшим SiО, и плавнями. Последняя, клинкерная, разновидность д. б. обособлена и под названием «тугоплавких» глина должна составить промежуточное звено между легкоплавкими и огнеупорными глинами. Вредными для применения примесями легкоплавкой глины являются: грубые включения известковых пород (дутики), сульфаты Са и Mg, пириты, крупные обломки валунного происхождения и большое количество органических примесей. Легкоплавкие глины широко применяются при изготовлении портландцемента. Отдельные сорта их пригодны в качестве глазурей для каменного товара и как керамическая связка для абразивных изделий. Некоторые сорта легкоплавких и огнеупорных глин обнаруживают значительную способность адсорбции в отношении смолистых и красящих веществ и масел (сукновальные глины), другие служат наполнителями при изготовлении мыла, бумаги, картона и т. д. Точный учет добычи легкоплавких глин в СССР не производится. Приблизительная годовая потребность в этих глинах лишь для кирпичного и цементного производства будет в 1930 году около 16 млн. т.

Применение глин для строительного дела в необожженном виде обусловлено пластичностью, водонепроницаемостью и огнестойкостью глин. Определение пластичности глины производится различными лабораторными способами, - грубое же определение ее при строительных работах достигается сплющиванием образца глины в тонкую пластинку на твердой и гладкой постели (стекло) или скатыванием из глины тонкого шнура с перегибанием его вдвое: тощие глины дают трещины на краях пластинки или на месте перегиба шнура. Усадка обыкновенной строительной жирной глины достигает 6—10%. В наиболее жирных глинах усадка сопровождается появлением трещин, почему в тех частях сооружений и зданий, где можно ожидать высыхания глины, употребляются глины тощие или отощенные примесью песка.

В гидротехнических работах глины применяются главным образом: 1) при устройстве ядра плотин, когда откосы плотин возводятся из других грунтов; 2) при устройстве перемычек для ограждения места производства работ в водотоках и водоемах; 3) для заполнения пространства под флютбетами деревянных плотин и полами шлюзов; 4) при каптаже ключей.

В гражданском строительстве, кроме возведения глинобитных построек и глиносоломенных кровель, глина применяется: 1) для изоляции подполий зданий от проникновения грунтовой воды, 2) для смазки междуэтажных и чердачных перекрытий, 3) для изоляции стен и дна деревянных выгребов при заложении их в водопроницаемых грунтах, 4) для устройства огнестойкой изоляции деревянных частей путем покрытия их войлоком, напитанным жидким раствором жирной глины.

Глины сукновальные составляют группу осветляющих земель; название свое они получили от того, что были впервые применены в Англии для обезжиривания тканей (fuller’s earth - фуллерова земля; fuller - сукновал, валяльщик сукон). Обесцвечивающее их действие было установлено на отбелке жиров и масел, а затем на продуктах переработки нефти. До 1880 года единственным известным видом этих глин была добывавшаяся в Англии фуллерова земля. Она применялась не только в Англии, но вывозилась также на континент Европы и в Америку. В 1893 г. в США, во Флориде, была обнаружена глина, близкая по своему химическому составу и действию к фуллеровой земле. Эта глина получила торговое название флоридина. До 1900 г. в Европе пользовались исключительно американскими и английскими сукновальными глинами. В 1906 г. в Баварии были найдены глины, оказавшиеся пригодными для отбелки. В России до 1914 г. пользовались исключительно привозными глинами. После первых опытов применения глуховской глины и каолина был исследован с положительным результатом целый ряд сукновальных глин. Из месторождений сукновальных глин в СССР известны: Козловского округа, Раненбургского района, с. Свинушки; Елецкого округа, Задонского района, село Нижне-Казачье; Ленинградского округа, Тихвинского района (в 30 км от с. Рудной Горки), с. Паншино и д. Верховья; Глуховского округа, с. Полошка; Полтавского округа, Зеньковского района, с. Камыши; на Кавказе - Чорохского уезда Аджарской АССР, с. Чаква; в Сибири - Минусинского округа, Гризеровское месторождение; есть указания на обнаружение профессором Н. Блюдухо месторождения глины флоридинового типа в БССР в бассейне реки Сожа.

Сукновальные глины представляют собой по внешнему виду землистые минералы аморфного строения; по химическому составу они являются алюминиево-магниевыми силикатами. В табл. 1 даны анализы некоторых заграничных и наших глин, отличающихся друг от друга как физическими и химическими свойствами, так и происхождением.

Анализы некоторых заграничных и наших глин, отличающихся друг от друга как физическими и химическими свойствами, так и происхождением

Наиболее пригодными для целей обесцвечивания являются те глины, состав которых соответствует формуле Al(ОH)3·nH2О·mSiО2 (каолин и фуллерова земля). Глины другого состава обладают меньшими осветляющими свойствами; их активность можно увеличить путем обработки их кислотой, в результате чего, вероятно, образуется гель кремневой кислоты. Процесс обесцвечивания основан на адсорбционных свойствах сукновальных глин, поэтому эти глины действуют таким образом, что в химическом составе смол и красок, удерживаемых ими, не происходит изменений, в противоположность отбелке светом или химическими агентами. В соответствии с этим наиболее активными сукновальными глинами являются те, у которых наиболее сильно выражены коллоидные свойства (сильно развитая поверхность). Адсорбционный характер отбелки сукновальных глин подтверждается и тем, что эти глины сильно поглощают все коллоидальные соединения - клеи, слизеобразные белковые вещества, краски (только сложного состава), из растворов карбонатов - СО3’’, из раствора бикарбоната – HCО3’, а также поглощают В4O7’’ и др.

Сукновальные глины обычно не обладают пластическими свойствами и негодны для керамических целей. В водных суспензиях они обладают кислой реакцией и поглощают смолы и краски основного характера. Суспензии в воде связывают некоторое количество едкого натра, и для того, чтобы окрасить раствор фенолфталеина в присутствии сукновальных глин, к раствору необходимо прибавить более или менее значительное количество щелочи. Свободной кислоты в глине нет; кислотность связана с адсорбцией глины и косвенно указывает на интенсивность способности удаления красителей из масел и жиров. В водных растворах обесцвечивание основных красок идет параллельно с увеличением кислотности. Указанием на это и служит связывание таких основных красок, как малахитовая зелень, фуксин, метиленовая синька; кислые краски - эозин, магента и другие - из раствора не удаляются. Однако это поглощение нельзя рассматривать как химическое соединение. Так, некоторые сорта флоридина легко и полно поглощают нафтеновые кислоты. Эти кислоты не м. б. извлечены бензолом, но эфир полностью вымывает их из глины. Сами глины обладают каталитическими свойствами и в некоторых случаях могут способствовать реакциям окисления. После обработки растительных масел глинами кислотность этих масел всегда повышается . В литературе встречается указание на то, что при взбалтывании с глиной водного, лишенного кислорода раствора соли Мора имеет место заметное, измеримое окисление. Количественное изучение приводит, однако, к выводу, что если при явлении осветления и приходится признать окисление красок и смол, то дальнейшее удаление этих частично окисленных соединений происходит чисто адсорбционным путем.

Кроме индивидуальных свойств сукновальных глин, на обесцвечивание влияют еще два фактора - крупность помола и температура. Поэтому осветляющая характеристика этих глин дается относительно определенных температур и величины зерна. Часть содержащейся в сукновальных глинах воды находится в связанном состоянии; определить влияние действия воды в этих глинах на их обесцвечивающие свойства пока не удалось. Одни сорта глины теряют свои обесцвечивающие свойства при удалении воды, другие сорта хорошо обесцвечивают и в водном и в высушенном состояниях. Адсорбция сукновальных глин избирательная; поэтому каждый новый сорт этих глин должен быть опробован для того материала, с которым надлежит провести обесцвечивание. Как правило, красящие вещества из растительных жиров удаляются легче, чем из минеральных. Вероятно, это связано с наличием в жирах белковых защитных коллоидов, которые, как выше было сказано, легко удаляются глиной. Проба на осветляющие свойства глины производится в лаборатории; для опытов применяются различные краски. В качестве растворителя берутся масла: сои, сезамовое, подсолнечное, хлопковое, нефтяное смазочное, парафиновое и др. Наиболее употребительными красками являются: n-аминофенол, кристалвиолет, аурамин О, жирная желтая - индантрен G. Удаление красящих и смолистых веществ из раствора глины производится либо фильтрованием через глину, либо отфильтровыванием осветленного масла от смеси его с глиной.

Для сукновальных глин в лабораториях, прежде всего, определяют оптимальные условия степени помола, ибо большая тонкость помола может мешать раствору проходить через фильтровальную ткань и сделать совершенно невозможным отфильтровывание. Помол производится следующим образом: глину измельчают на лабораторной кофейной мельнице, пока на сите с 100 отверстиями на см2 не будет оставаться 50% глины. Остаток на сите подвергают вторично такому же измельчению, и это повторяется до тех пор, пока вся глина не пройдет через сито. Часть размолотой глины пропускают через сито с 200 отверстиями на см2.

Активность глины определяется отдельно для обоих помолов глины. Для этого берут раствор желтой анилиновой краски и определяют количество ее, удерживаемое 1 г глины. Определение производится или колориметрическим сравнением в аппарате Дюбоска или сравнением с окрашенными стеклами шкалы Левибонда (желтые и красные стекла). Температура смеси глины и окрашенного раствора поддерживается на высоте 95°, при взбалтывании в продолжение 3 минут; более высокого нагревания растительные масла не выдерживают. Минеральные масла нагревают обычно выше, а для некоторых случаев (церезин) оптимальные условия адсорбции - около 180°.

Впитывающая способность глины определяется следующим путем: в сухую колбу отвешивают 10 г глины определенной тонкости помола и при определенной температуре прибавляют масло до тех пор, пока образовавшиеся комки не станут прилипать к стенкам колбы. Другой способ определения таков: в масло, нагретое до 90—92°, прибавляют 10% глины и после 30-минутного перемешивания отфильтровывают через простой фильтр до тех пор, пока не перестанет капать масло. Глину экстрагируют в аппарате Сокслета и определяют количество оставшегося масла. Впитываемость зависит от температуры, давления, при котором происходит фильтрование, от сорта глины и очень мало - от природы масла, как это видно из табл. 2.

Адсорбирующая способность сукновальных глин, по отношению к маслам

Фильтрующая способность сукновальных глин определяется пропусканием масла через определенный, слой глины на бюхнеровской воронке. Скорость прохождения зависит от температуры, крупности помола и природы глины (табл. 3).

Скорость прохождения масла через бюхнеровскую воронку

Остающееся в глине масло после фильтрации, по продувке паром, удаляют прокаливанием, если желают регенерировать глину. Не все глины сохраняют свою активность после прокаливания, и поэтому для решения вопроса о регенерировании необходимо установить максимальную температуру, при которой глина сохраняет свою активность; такая температура для глины  - около 600°. Некоторые сорта глин допускают многократную обработку до 15 раз. Следующие данные иллюстрируют влияние температуры на относительное осветляющее действие глин.

Влияние температуры на относительное осветляющее действие глин

Для сообщения глинам большей активности их подвергают действию кислот, промывке и сушке Такое активирование широко развито, и имеется ряд установок, выпускающих такой активированный товар в количестве сотен тысяч тонн. Способы активирования разнообразны. Их принципы приведены в соответствующих патентах. Химический состав глины от обработки кислотами меняется:

Химический состав глины от обработки кислотами

Увеличение активности происходит благодаря активизации кремневой кислоты и удаления щелочей.

При отбелке масел и жиров применимы, как указано выше, два способа обработки: отфильтровывание их из смеси с глинами или фильтрование через слой глины. В первом случае температура смеси определяется оптимальными условиями отбелки, во втором случае влияние температуры сложнее, т. к. при повышении ее уменьшается вязкость масла, увеличивается скорость прохождения масла и требуется большая высота слоя глины. Впитываемый товар и в первом и во втором случаях извлекается паром или соответственными растворителями; остающуюся глину регенерируют прокаливанием.

Прокаливание производится или во вращательных печах типа цементных или в шахтных. Сорта глины, не выдерживающие высокой температуры, после удаления из них жиров и масел прокаливаются до обугливания органического красящего вещества; такое прокаливание сообщает глине черный цвет, после чего она идет в дело как краска. Некоторые сорта глин, в виду их адсорбционных свойств, употребляются как дополнители для синих и зеленых анилиновых красок.

Глины цветные, красильные глины, или землистые краски, представляют собой глины или землистые массы, окрашенные окислами тяжелых металлов, гл. обр. окислами железа и марганца. В воде цветные глины не растворяются и не теряют своей окраски, в кислотах и щелочах в зависимости от состава частично растворяются. Твердость их 1,5—2 и удельный вес 2,0—3,5.

Цветные глины с незапамятных времен добывались на Востоке - в Персии и Армении, и до сих пор лучшие торговые образцы носят название восточных. Однако широкое распространение в настоящее время получили товары, добываемые в центральной Европе, особенно французские глины.

Испытания, производимые над цветными глинами, сводятся к определению влажности, чистоты и яркости цвета, однородности, кроющей способности, стойкости к окисляющему действию воздуха и действия высокой температуры в окислительной и восстановительной средах; требуется полное отсутствие таких органических примесей, которые при окислении на воздухе могут дать кислоты.

Прежде чем приступить к разработке месторождения, отбирают с особенной тщательностью среднюю пробу в различных местах залегания. Глину после добычи обычно отмучивают, отфильтровывают, сушат, измельчают и просеивают.

Применение цветных глин обусловлено стойкостью краски к атмосферному влиянию и солнечному свету, невыцветаемостью и хорошими кроющей и красящей способностями. Цветные глины применяются не только в виде клеевых и масляных красок, но также для окраски стекол, фарфора, фаянса, в некоторых видах позитивного фотографического процесса (гуммиарабиковое печатание), для окраски обоев, изготовления цветных карандашей, линолеума и т. д.

Химический состав, как основной массы глин, так и незначительных окрашивающих прибавок непостоянен, мало изучен и при использовании глин  не имеет большого значения. Для характеристики здесь приведены несколько анализов русских охр и цветных глин. Красная глина: 20,40% Fe2O3; 10,80% Al2O3+SiO2; 15,00% СаО; следы MgO; потеря при прокаливании - 18,0%. Красно-бурая охра: 3,21% SiO2; 63,29% Fe2O3; 1,72% Mn3O4; следы P2О5; 31,21% H2O и органических веществ. Ярко желтая охра: 15,7% SiO2; 4,8% Аl2O3; 50,3% Fe2O3; 4,5% СаО; следы МnО; следы Мn2O3; 23,00% летучих. Приведенные анализы указывают на присутствие во всех образцах значительного количества соединений Fe.

Указанная неопределенность химического состава обусловливает классификацию глин по их цвету. К белым глинам относятся: белый болюс, каолин, фарфоровые глины; эти глины повсюду широко распространены. Желтые глины (собственно охры) являются продуктом выветривания железосодержащих полевых шпатов; цвет их зависит от присутствия окиси и закиси железа, гидратов окиси железа и примеси соединений марганца; последние придают охрам несколько грязноватый цвет. К этой группе относят глины, дающие краски: желтую охру, шамуа, желтую китайскую, желто-золотую и т. п. Все охры этого класса меняют свой цвет от кальцинирования. Особенно сильно меняется при прокаливании цвет тех глин, которые имеют в своем составе гидраты окиси железа и марганца. После прокаливания они получают красную окраску, оттенки которой зависят от температуры кальцинирования и продолжительности обжига. Сюда же относятся глины, дающие краски: сиенну, итальянскую землю, terra ombra. Красные глины дают материал для красного болюса, армянской земли, нюрнбергской, атласной и других красок. Чистые сорта красных глин идут для приготовления красных карандашей и мелков. К зеленым глинам относятся магниевые алюмосиликаты (авгиты) самого разнообразного состава. Все они не имеют ярко выраженного зеленого цвета и скорее серо-зеленоваты. Из глин особо ярких зеленых цветов можно отметить глины, добываемые близ Вероны, в Богемии, и в Тироле. По этим местам добычи и называются краски. Эти зеленые глины находятся в виде включений в основной породе. Цвет их обусловлен соединениями железа. Веронская земля окрашена в цвет ярь-медянки; кипрская глина - яблочно-зеленого цвета, богемская - травянисто-зеленого. В живописи применяются только особо чистые сорта глины. К коричневым глинам относятся наиболее тонкие и нежные цветные глины. Их окраска обусловлена, вероятно, присутствием соединений марганца, окисленных воздухом, который был растворен в воде, проникшей в глину. К этому виду цветных глин относятся: умбра, кипрская, турецкая и сицилианская умбра; бурый кармин, Ван-Дейка коричневая и некоторые другие.

К землистым краскам следует отнести аспид (см. Аспидные сланцы) и так называемую минеральную сажу, представляющую собою сланец, окрашенный аморфным углем. Эта краска обладает прекрасным сине-черным цветом и хорошей кроющей способностью.

В России до 1916 г. добычей землистых красок и охр занимались б. ч. мелкие кустарные заводы. Только в центральной России были крупные заводы, перерабатывавшие цветные глины. До 1914 г. количество добытых в России и проданных цветных глин доходило в год до 10000 т; средняя продажная цена пуда глины была около 85—95 коп. Более высокие сорта ввозились из-за границы в количестве около 10000 т, по цене около 1 р. 50 к. за пуд.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.

Еще по теме: