3)3原料-天然原料

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1、无机材料工程（天然矿物原料）主讲人：封鉴秋3.无机材料工业常用原料3.1天然矿物原料3.1.4钙质原料钙质原料是制造硅酸盐水泥、石灰、耐火材料的主要原料，也是陶瓷、玻璃等引入CaO成分的矿物质。常见钙质原料的种类、基本性质和典型用途见表2.1。表2.1常见钙质原料的种类、基本性质和典型用途石灰石石灰石是石灰岩的俗称，它是由方解石组成的一种碳酸盐的沉积岩.大理石是经过变质作用再结晶、外观呈现颗粒状的石灰岩。石灰岩按矿床类型可分为纯石灰岩和含白云质石灰岩。石灰石主要用于作为水泥工业中的石灰质原料。石灰石一般在700℃左右开始分解，800℃分解剧烈，930~950℃分解完毕。反应

2、式为CaCO3——→CaO+CO2↑生石灰经加水消化即成为消石灰，在耐火材料工业中，消石灰用做生产硅砖的矿化剂和提取海水氢氧化镁的沉淀剂。汉白玉　　　　　　　　　　　蓝田玉阿富汗玉-白菜阿富汗玉白云石（MgCO3.CaCO3）中国白云石矿产资源遍布各省，其中尤以辽宁大石桥、海城一带出产最多。与白云石共生的矿物主要是方解石、菱镁矿，因而经常按白云石的CaO/MgO比值进行分类。在中国辽宁大石桥有大型镁质白云石矿，已探明的储量达1.4亿吨。白云石、方解石、菱镁矿。用冷稀盐酸检验：菱镁矿不溶解不发泡，白云石缓慢发泡和溶解，方解石发泡并溶解。表2.3白云石原料的化学成分白云石的加热

3、分解分两个阶段进行，790℃左右白云石中的MgCO3先行分解；940℃左右CaCO3和残存的MgCO3分解。3.2粘土类原料(铝硅酸盐类原料)粘土是一种含水铝硅酸盐矿物，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质作用而生成的.传统陶瓷坯料中粘土类原料总量可达40～70%。粘土也是水泥生产的主要原料之一，1吨水泥熟料需要0.2-0.3吨粘土类原料。质纯的高岭土可生产粘土质耐火材料。粘土是多种微细的矿物的混合体。有白色、灰色、黄色、黑色、红色等多种；有的粘土柔软，有的则成石块状；一般来说，粘土应具有以下四个基本特征：①组成粘土的矿物颗粒很细小，主要由直径<2μm的粘粒组成。②一切

4、粘土均含大量的粘土矿物。③具有独特的物理化学和工艺性质，如可塑性、粘结性、稀释性、烧结性、耐火性及吸水膨胀性等.④粘土固结以后，可形成泥岩、页岩、泥板岩等半硬质岩石。3.1.1粘土的成因与分类粘土主要是由铝硅酸盐类岩石（火成的、变质的、沉积的）如长石、云母等经过长期风化而成。钾长石的风化主反应为:K2O·Al2O3·6SiO2+2H2O+CO2→Al2O3·2SiO2·2H2O+4SiO2+K2CO3K2CO3是可溶盐会被雨水冲走，余下的主要是高岭石和石英。一次粘土---母岩（生成粘土的原始矿物）风化后残留在原地所形成的粘土称为一次粘土(也称为原生粘土)。杂质较少，颗粒较粗

5、，可塑性相对较差，烧结温度较高.二次粘土--母岩风化后，受水力，风力的作用，被搬运到其它地方沉积下来，由此而形成的粘土称为二次粘土（或次生粘土、沉积粘土）。3.1.1.1粘土的组成(1)粘土的化学组成主要是SiO2、Al2O3，主要来源于粘土矿物。分析项目为SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O及烧失量九项；粘土的化学组成在一定程度上反映其工艺性能。SiO2含量多，游离石英多时，可塑性低，但收缩小。若含有一定量的K2O、Na2O，则烧结温度较低。Al2O3含量高说明难以烧结，若同时K2O、Na2O等碱性氧化物含量又低，则说明该粘土为耐火

6、粘土。Fe2O3和TiO2影响陶瓷产品烧后的颜色，呈浅黄或浅灰；钙和镁的化合物会降低粘土的耐火度,缩小烧结范围。有机物质多,吸水性强的粘土其可塑性高,干燥强度大,但收缩也较大。(2)粘土的矿物组成粘土矿物组成包括粘土矿物和杂质矿物两部分。①粘土矿物●高岭石类(Al2O3·2SiO2·2H2O）这一类有高岭石、珍珠陶土、迪开石与多水高岭石。主要由高岭石构成的粘土称为高岭土。●蒙脱石（微晶高岭石）类(Al2O3·4SiO2·2H2O·nH2O)主要由蒙脱石构成的粘土称为膨润土。●水云母（伊利石）类（白云母K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O）有水白云母、水云母，绢云母等。

7、由它们构成的粘土称为水云母质粘土或绢云母质粘土，如我国江西、安徽等省所产瓷石即属此类。●叶蜡石类（Al2O3·4SiO2·H2O）叶蜡石因某些性质近于粘土而划归粘土之列。叶蜡石脱水平缓，脱水温度范围宽，而且脱水时略微膨胀，适合于配制快速烧成坯体。我国著名的叶蜡石矿有福建的寿山石，浙江的青田、昌化、温州等叶蜡石等。②杂质矿物●石英：（SiO2）常呈游离的砂粒状存在，颗粒较大。●铁质矿物有褐铁矿(Fe2O3·nH2O),赤铁矿(Fe2O3),黄铁矿(FeS2),菱铁矿(FeCO3)，磁铁矿（Fe3O4）等。铁质矿物影响