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1原料粘土汇总


四个基本特征: 1、直径<0.002mm的粘粒 2、含大量的粘土矿物 3、具有独特的物理化学—工艺性质 4、团结以后,可形成泥岩、页岩、泥板岩等半硬质岩石
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作用: 陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥工业的主要原料之一。 为陶瓷生产提供必需的可塑性、悬浮性和烧结性,其用量常 达40%以上。 高岭土:无碱玻璃、仪器玻璃和粘土质耐火材料。 水泥生产提供氧化硅和氧化铝,成球性能。生产1t水泥熟料 需要0.3~0.4t粘土质原料。
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二、粘土的成因及分类
各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化,水解,热液蚀变等作 用可变为粘土。
粘土的成因是什么? 风化残积型 热液蚀变型 沉积型
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风化残积型—— 一次粘土
成因:深层的岩浆岩(花岗岩、伟晶岩、长石岩)在原产 地风化(物理、化学、有机风化)后即残留在原地,多成为优 质高岭土的矿床,一般称为一次粘土(也称为残留粘土或原生 粘土);粘土的产地不同,其成分也有较大波动。
易熔粘土(耐火度 < 1350 C )(砖瓦等)
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三、粘土的组成
粘土的性能取决于粘土的组成,包括粘土的矿物组成、 化学组成和颗粒组成。
1、粘土的化学组成 主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水(H2O)。
含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O,碱土金属氧化物 CaO、MgO,以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。
代表:我国南方的高岭土大多属于此类,如:江西星子 高岭、景德镇大州高岭、龙岩高岭、广东飞天燕等粘土矿。
特点:质地较纯,颗粒稍粗,可塑性较差,耐火度较高
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热液蚀变型
成因:热液作用于母岩所形成的。 高温岩浆冷凝结晶后,残余岩浆含大量挥发分和水分,当温 度进一步降低时,水分以液态存在,但其中溶有大量其它化合物, 当这种热液(水)作用于母岩时,会形成粘土矿床,这就称为热 液蚀变型粘土矿。
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三:膨润土可塑性大,触变厚化性强,严重影响泥浆性能。 煅烧时脱水过程长,收缩大,Al2O3含量低,又吸附了其它阳 离子,杂质较多。因此烧结温度低,烧后色泽差,会使坯体软 化变形,用量不宜太多,一般在5%左右。
四:随外界环境的温度和湿度而变化,引起C轴膨胀与收 缩,因此蒙脱石吸水性强,吸水后体积膨胀,容易破裂。颗粒 极细,可塑性强,干燥后强度大,干燥收缩也大,烧结温度低。
特点:
一:蒙脱石显著的特点是能吸收大量的水,体积膨胀,如 以蒙脱石为主的膨润土其吸水后体积可膨胀20~30倍,这就是 膨润土的名称的由来。
二:离子交换能力强,晶格中的四面体层Si4+部分被A l3+、P5+置换。八面体层中Al3+被Mg2+、Fe3+、Zn2+、Li+ 等置换,使晶格中电价不平衡。晶层之间吸附阳离子如 Ca2+、 Na+等,又增加了蒙脱石的离子交换能力。根据吸附离子不同 分为Na蒙脱石,Ca蒙脱石。
风化残积型粘土矿床一般SiO2含量高,而A12O3含量低。
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化学组成在一定程度上反映其工艺性质:
(1)SiO2 :若以石英状态存在的SiO2多时,粘土可塑性降低, 但是干 燥后烧成收缩小。
(2)Al2O3 :含量多,耐火度增高,难烧结,高岭石类。 (3)Fe2O3<1% ,TiO2 <0.5% :瓷制品呈白色,含量过 高,颜色变深,还影响电绝缘性。 (4)K2O、Na2O:降低烧结温度,缩小烧结范围,伊利石类。 (5) CaO、MgO:降低粘土的耐火度,缩小烧结范围,过量 可使坯体起泡。 (6) H2O、有机质:可提高可塑性,但收缩大。
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c .伊利石类
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化学组成的意义
1)矿物鉴定 2)估计耐火度 3)制品的颜色 4)成型性能 5)制品在烧结中膨胀或气泡的可能性 6)示性分析
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2、粘土的矿物组成
粘土矿物主要为高岭石类(包括高岭石、多水高岭石等)、
蒙脱石类(包括蒙脱石、叶蜡石等)和伊利石类(也称水云母)
等等。
高岭石
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b.蒙脱石类 Al2O3·4SiO2·nH2O(蒙脱石n>2,叶蜡石n=1)
2:1型层状结构,两端[SiO4]四面体,中间 夹一个Al-(O,OH)八面体,构成单元层。单 元层间靠O键相连,结合力较小,水分子及其它 极性分子易进入晶层中间形成层间水,层间水的 数量是可变的。
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代表:苏州阳山、衡阳界碑 等地粘土矿多为热液蚀变型。
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沉积型——二次粘土
成因:风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬 离母岩后,在低洼地方沉积而成的矿床,成为二次粘土 (也称为沉积粘土或次生粘土),干 燥强度大,收缩大,耐火度差。
叶腊石
伊利石
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a.高岭石类 晶体结构式:Al4[Si4O10](OH)8,1:1型层状结构硅酸盐,
Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成 双层结构,构成结构单元层。层间以氢键相连,结合力较小,所 以晶体解理完全并缺乏膨胀性。
特点:吸附能力小,可塑性和结合性较 差,杂质少、白度高、耐火度高。
第一章 原料及预处理
原料是材料生产的基础 作用:主要是为产品结构、组成及性能提供合适的化学成 分和加工处理过程所需的各种工艺性能。 包括:天然原料、化工原料
特点:天然原料化学组成不纯,便宜;化工原料高纯度。
节约资源,物尽其用。
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一、粘土
第一节 粘土类原料
定义:粘土是一种颜色多样,细分散的一种或者多种含 水铝硅酸盐矿物的混合体。
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粘土的分类
按成因分: 原生粘土(一次粘土)
次生粘土(二次粘土)
两者区别:
化学组成 耐火度 成型性能
一次粘土 较纯
较高
塑性低
二次粘土 杂质含量高 较低
塑性高
按可塑性分: 高可塑性粘土 — 膨润土、球土、木节土
中等可塑性粘土
低可塑性粘土—焦宝石、瓷石、叶蜡石
按耐火度分: 耐火粘土(耐火度 > 1580 C) (细瓷等) 难熔粘土(耐火度1350~1580 C )(瓷砖等)
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