硅酸铝质矿物原料

硅酸铝质矿物原料1、定义：硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。2、品种：半硅质制品、粘土质制品和高铝质制品硅酸铝质耐火材料的基本特性主要取决于它们的化学矿物组成，制品中的矿物组成，因其Al2O3／SiO2比值不同而异。3、应用：硅酸铝质耐火材料目前广泛应用于冶金、机械制造、石油化工、动力、以及轻工等工业生产领域所用的热工没备的内衬结构材料。硅酸铝质耐火材料3Al2O3-SiO2系耐火材料的分类和主要矿物组成制品名称Al2O3含量，%主要矿相化学性质硅质≥93（SiO2）鳞石英、方石英、残余石英、玻璃相酸性半硅质15~30石英变体、莫来石、玻璃体半酸性粘土30~46莫来石（~50%）、石英变体、玻璃体弱酸性Ⅲ等高铝砖46~60莫来石（60~70%）、石英变体、玻璃体弱酸性Ⅱ等高铝砖60~75莫来石、少量刚玉、玻璃体弱酸性Ⅰ等高铝砖＞75莫来石、刚玉、少量玻璃体似中性刚玉砖90~99刚玉、少量玻璃体中性1、定义：是指含Al2O330%、SiO265%的半酸性制品或半酸性耐火材料。2、品种：蜡石砖、蜡石-碳化硅砖3、应用：铁水包、盛钢桶衬砖、焦炉凉焦台等4、主要特点：1）具有不太大的膨胀性，这种微量膨胀有利于提高砌体的整体性，减弱熔渣沿砖缝对砌体的侵蚀；2）当高温熔渣与砖面接触后发生反应，在砖面形成一层粘度很大的釉状物质，阻止了熔渣向砖内的渗透，提高了抗渣侵蚀能力且不挂渣。半硅质耐火材料5、原料：天然蜡石含有天然石英杂质、Al2O3含量低的粘土或高岭土耐火粘土、高岭土等选矿时所得的尾矿煤矸石6、分布：我国的蜡石资源丰富，福建、浙江、内蒙、广东、四川河北等地均有产出，但是比较集中分布在福建和浙江，其中福建蜡石储量占全国的一半以上。1、由来：叶蜡石（Pyrophyllite）是一种含水的铝硅酸盐，是一种致密状或片状呈黄、灰绿、褐红等色的低温热液蚀变矿物，属于粘土矿物的一种。又有青田石、寿山石、冻石、蜡石之称。蜡石2、矿物组成：工业所用的蜡石并非纯叶蜡石，一般蜡石系指有滑感以叶蜡石为主的矿石，实际生产工业所用的蜡石都是叶蜡石为主，与高岭石、水铝石、石英、玉髓和云母等类矿物共生的致密块状矿石。蜡石矿物组成中，除叶蜡石外，尚有铝质矿物如：水铝石、高岭石、蒙脱石、迪开石、蓝晶石、红柱石、云母类矿物。硅质矿物如：石英、玉髓等。3、种类：根据矿物组成，将蜡石分为铝质蜡石（包括高岭石质蜡石和水铝石质蜡石）、叶蜡石质蜡石和硅质蜡石。有些分成五大类：叶蜡石、水铝石叶蜡石、高岭石叶蜡石、凝灰质叶蜡石、含铁叶蜡石。叶蜡石矿石自然类型自然类型矿物组成化学成分/%主要矿物次要矿物微量矿物Al2O3SiO2Fe2O3TiO2灼减叶蜡石叶蜡石90-95%石英、玉髓和高岭石5-10%褐铁矿、黄铁矿板钛矿28.1264.840.420.425.74水铝石叶蜡石叶蜡石60-90%水铝石5-40%石英和玉髓5%褐铁矿,金红石蓝晶石,石英,氧化铁35.5152.990.450.437.11高岭石叶蜡石高岭石70%叶蜡石20%水云母和石英5-10%氧化铁,褐铁矿33.8256.690.290.147.20凝灰质叶蜡石叶蜡石70-80%玉髓、石英、火山灰20-25%氧化铁,水铝石,蓝晶石褐铁矿,碳酸盐23.9570.280.840.314.80含铁叶蜡石叶蜡石80-90%黄铁矿、褐铁矿5-10%25.792.885.091、化学组成与结构：叶蜡石化学式为Al2[Si4O10](OH)2或Al2O3.4SiO2.H2O，其中Al2O3占28.3%，SiO2占66.7%，H2O占5.0%。叶蜡石为单斜晶系，是2:1型层状硅酸盐矿物，与滑石相似，但叶蜡石中[Si2O5]2-组成的六方网层之间由“氢氧铝层”来连接，而后者为“氢氧镁层”，即前者为二八面体型，后者为三八面体型。叶蜡石化学组成、结构与性质2、物理性质叶蜡石颜色为浅黄的白色、淡绿色、紫褐色等。比重小（2.65-2.9或2.84），解理平行{001}完全，具滑感，硬度小为1-2。叶蜡石受热膨胀，在加热至700C以上时体积稍有膨胀，膨胀率低，在1.2-2.1%之间。叶蜡石含结构水少（5%），故在加热过程中因脱水产生的体积收缩小，灼减小，其脱水过程比较缓慢，过程也较长。从550C延续到1100C左右。比高岭石（620-690C）、水铝石（450-700C）等缓慢得多。从热膨胀变化曲线看，体积稳定。基于以上的性质，可以用其生料制成不烧砖直接使用。3、蜡石加热变化1、以叶蜡石为主要矿物组成的蜡石，其在加热过程相变化为：1)600C仍为叶蜡石，但颜色变浅。2)1000C处理后，叶蜡石结构大部分被破坏，叶蜡石分解。3)1100C处理后，开始出现微弱的莫来石、-方石英。4)1200C莫来石及-方石英含量增加。5)1350CX射线谱线与1200C时相比，没有明显的区别。显微镜下，观察叶蜡石仍保持原来的假象，只有个别的颗粒边界不清，轮廓模糊叶蜡石的加热变化表明，以叶蜡石为主要矿物组成的制品，在1200C以下使用时稳定。在1200C使用时，由于存在石英向方石英的相变，呈现膨胀性。2）蜡石在加热过程中的气孔率变化从试验中发现，各种蜡石的气孔率在900C以后，均有明显下降，其中以高岭石质蜡石更为突出，这是因为此蜡石还含有较多的云母类矿物，在900C以后有较多的低共熔物出现的缘故。3）蜡石的差热分析曲线铝质蜡石（包括高铝质和水铝石质）的差热曲线上有狭窄尖锐的吸热谷和放热峰。而叶蜡石质和硅质蜡石吸热谷平缓，这是由于高岭石和水铝石急剧脱水造成的。1、定义：氧化铝含量在30%～48%的硅酸铝质耐火材料。2、性能：耐热震性较好。荷重软化开始温度1250～1450℃。高温性能较好，由制品中氧化铝含量和杂质（三氧化二铁、氧化钾、氧化钠）含量决定。粘土制品按氧化铝含量分为一等（不小于40%）、二等（不小于35%）和三等（不小于30%），其相应耐火度分别为1730℃、1670℃和1610℃。3、应用：用作高炉、热风炉、加热炉、锅炉、石灰窑、玻璃窑、陶瓷烧成窑中的耐火材料。粘土质耐火材料定义：粘土是可塑性的包括高岭土、多水高岭土、颗粒非常小的（28microm）硅酸铝盐。它一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。种类：（1）硬质粘土沉积矿床（时间长）、致密→水中不分散，可塑性差→熟料（2）软质粘土（半软质粘土、可塑粘土）沉积矿床（时间短）、松散→水中分散，可塑性好→结合剂山东淄博地区的硬质粘土含有较低的杂质成分——焦宝石粘土原料分布：河南、山西、山东、辽宁、内蒙等地的粘土资源贮量很大，并且品种齐全；在江西、湖南、广西、江苏、浙江等地也有优质的高岭土矿物。粘土可能有的矿物组成岩石类型主要成分（高岭石族）少量成分（主要为杂质矿物成分）常见的少见的常见的一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）高岭土高岭石多水高岭石迪开石变水高岭石珍珠陶土富硅高岭石石英、长石、黑（白）云母、水云母褐铁矿、针铁矿、赤铁矿、磁铁矿、电气石、榍石、金红石、钛铁矿、锐钛矿、黄铁矿、柘榴石、蓝晶石、闪石、辉石、绿廉石、磷灰石、明矾土、叶腊石、水铝石、勃姆石、三水铝石、绿泥石、堇青石、黝帘石、菱铁矿、方解石及其它粘土矿物与有机物等。高岭石粘土（软质粘土）高岭石多水高岭石变水高岭石迪开石石英水云母三水铝石针铁矿、褐铁矿、赤铁矿、金红石、锆英石、电气石、长石、云母、菱铁矿、黄铁矿（白铁矿）、锐钛矿、板钛矿、钛铁矿、榍石、磁铁矿、辉石、角闪石、绿廉石、黝廉石、符山石、蓝晶石、磷灰石、柘榴石、锡石、方解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海绿石、石膏、绿泥石、三水铝石、勃姆石、水铝石、明矾石及其它粘土矿物与有机物等。高岭石粘土岩（半软质及硬质粘土）高岭石变水高岭石石英水云母水铝石勃姆石高岭石（kaolinite）：Al4[Si4O10](OH)8三斜晶系，对称型1。典型的层状硅酸盐鉴定特征：晶体呈菱形片状或假六方片状，但极细小，仅电子显微镜下才能见到。多为隐晶质致密块状或土状集合体。白色，因杂质而带黄、浅褐、浅红、浅绿、浅蓝等色调。致密块体土状光泽，H2～3；土状块体H=1，疏松，易为手捏碎成粉末，具粗糙感，干燥时吸水性强，粘舌，加水具强可塑性但不膨胀。高岭石是分布最广的粘土矿物，具有强可塑性和烧结性、较高的耐火度(一般可＞1750℃)、良好的电绝缘性，以及较强的化学稳定性。高岭石的加热变化Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2O（450~550℃）Al2O3·2SiO2→Al2O3（无定形）+2SiO2（无定形）Al2O3（无定形）→γ-Al2O3（结晶型）（930~960℃）3γ-Al2O3+6SiO2（无定形）→A3S2+4SiO2（无定形）SiO2（无定形）→SiO2（方石英）（1250~1300℃）（一次莫来石）＞1200℃主要为莫来石长大，至1500~1600℃结束，方石英成玻璃相。用途：作为耐火材料的最主要矿物原料，广泛应用于陶瓷、电瓷、冶金、玻璃、水泥、化工等工业。作为配料(填充剂、吸附剂、涂料)、漂白剂用于造纸、橡胶、油漆、颜料、纺织、化工、建筑等工业；作为合成4A型沸石的主要矿物原料；可作为提取Al的来源。1、定义：是指氧化铝含量大于48%的硅酸铝耐火材料。2、种类：1）根据Al2O3含量通常分为三类：I等高铝大于75%Al2O3；II等高铝65-75%Al2O3；III等高铝48-65%Al2O32）根据矿物组成分：红柱石质、硅线石质、莫来石质、莫来石刚玉质、刚玉莫来石、刚玉质3、应用：钢包衬砖、热风炉用低蠕变砖、刚玉莫来石窑具、电炉顶用红柱石砖高铝质耐火材料4、高铝原料种类：1）铝矾土2）蓝晶石族矿物3）合成莫来石4）氧化铝例如：工业氧化铝、活性氧化铝、烧结刚玉、电熔刚玉铝矾土1、定义铝矾土(又称铝土矿)是以三种铝的氢氧化物为主和其它少量伴生矿物所组成的混合物。这三种铝的氢氧化物为一水硬铝石(-Al2O3.H2O)、一水软铝石(-Al2O3.H2O)、三水铝石(-Al2O3.3H2O)2、分类1）根据铝土矿矿石的外观结构分：粗糙状（土状）铝土矿；致密状铝土矿；豆鲕状铝土矿；气孔状、杏仁状铝土矿；2）根据含铝矿物成分：一水型铝土矿（包括一水硬铝石型和一水软铝石型）三水型铝土矿（三水铝石型）3）根据所含主要矿物成分一水硬铝石diaspore-高岭石kaolinite（D-K型）一水硬铝石diaspore-叶蜡石pyrophillite（D-P型）勃姆石Boehmite-高岭石kaolinite（B-K型）一水硬铝石diaspore-伊利石Illite（D-I型）一水硬铝石diaspore-高岭石kaolinite-金红石Rutile（D-K-R型）我国铝土矿的分类基本类型亚类型主要分布一水型铝土矿D-K山西、山东、河北、河南、贵州D-P河南B-K山东、山西D-I河南D-K-R四川三水型铝土矿三水铝石型福建、广东4）根据成因分：风化型和沉积型包括滨海沉积型、浅海沉积型、陆相沉积型基本类型矿体特征产地风化型三水铝石福建漳浦、金门岛沉积型滨海沉积型层状、似层状、厚度稳定、品位变化不大，以一水硬铝土矿为主贵州、河南、山东、山西、陕西以及湖南、四川等地浅海沉积型层状、似层状，规模为中小型矿床，以一水硬铝石、高岭石为主，少量勃姆石广西、云南、四川陆相沉积型似层状，矿层厚度薄，规模小，品位变化也大，主要水铝石，次为勃姆石、高岭石山东王村、湖北、云南矾土等级Al2O3,%Al2O3／SiO2外观特征特等＞76＞20灰色、重而硬，结构致密均匀一等68～765.5～20浅灰色、重而硬，结构致密均匀二等（甲）60～682.8～5.5灰白色、结构尚致密，具有少量鲕状体二等（乙）50～601.8～2.8灰色、结构疏松，具有较多的鲕状体三等42～521.0～21.8灰色、质轻又软，易碎，结构均匀水铝石—高岭石类(D-K型)铝矾土的分类及特征3、矿物组成铝土矿中除铝的氢氧化物外，高岭石、多水高岭石、绿泥石等粘土矿物、