寻找耐材原材料的矿物组成及化学成分和性能

2025-03-29 14:16:44

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1. 焦宝石(FLINT CLAY)
1.概述
焦宝石是我国优质硬质粘土的代表。我们所说的焦宝石一般指的是熟焦宝石(CALCINED CLAY)。它是焦宝石原矿经高温煅烧后形成的。煅烧后的焦宝石Al2O 3含量在44%左右，Fe2O3不大于2%。成分稳定，质地均匀，结构致密，断面呈贝壳状。
焦宝石的组成与成分较复杂，无固定结构和组成。焦宝石在水中不易分散，可塑性较低。我国目前已知的焦宝石多为高岭石单矿物型的沉积粘土。间或也有迪开石或水云母类矿物伴生。其Al2O3和SiO2含量的波动范围较小。从化学组成看，它接近于高岭石的理论组成(Al2O3/3SiO2=0.85)，所含杂质除游离石英外，还有少量含铁矿物和碱金属氧化物。
焦宝石经高温煅烧后常见颜色有：纯白、淡灰色、淡黄茶色，还有少量的褐色铁皮料。
2.性质
焦宝石具有耐热性和烧结性。
首先，焦宝石是多种含铝硅酸盐的混合物。主要化学成分是Al2O3和SiO2两种氧化物，杂质主要为碱、碱土和铁、钛等的氧化物，以及一些有机物。各种氧化物均起助熔作用，会降低原料的耐火度。因此，焦宝石中杂质含量，尤其是Na2O+K2O含量越低，其耐火度越高。而Al2O3/3SiO2比值越接近理论值(A/S=0.85)，则表明焦宝石纯度越高。A/S越.大，焦宝石的耐火度越高，烧结熔融范围也就越宽。优质焦宝石耐火度可达1750℃以上。
另外，焦宝石经高温煅烧后具有体积稳定、强度大及吸水率小等特性。衡量焦宝石烧结程度的指标一般有真比重、体积密度、气孔率、吸水率、烧缩率等。烧结程度好的焦宝石吸水率小于5%，体积密度大于2.55g/cm3。
3.产地
主要有山东、河北、山西、河南、安徽等。尤以山东王村一带品质较好，其焦宝石白度和光度好，且有磁性。
4.用途
用于生产高级耐火材料，制造陶瓷，硅酸铝耐火纤维的生产及军工等。
5.包装及出口国别
焦宝石多为散装，也有部分小粒度(主要5mm以下)为吨袋装。主要出口到日本、东南亚、欧洲等。

6.规格及检验指标
焦宝石化学成分比较稳定，出口级别一般为：�
(1)Al2O3：不小于44%；Fe2O3：不大于1.5%；B.D.：不小于2.45g/cm3；
(2)Al2O3：不小于45%；Fe2O3：不大于1.2%；B.D.：不小于2.50g/cm3；
(3)Al2O3：不小于46%；Fe2O3：不大于1.2%；B.D.：不小于2.55～2.58g/cm3；
另：K2O+Na2O+CaO+MgO:0.5～1.0%以下。
粒度：根据合同要求。一般有100mm、50mm、30mm、25mm、5mm、3mm、2mm、1mm及100目、200目等。
水份：0.5～1.0%(超出部分扣重或罚款)。
7.检验标准
同矾土商品。
8.注意事项
焦宝石品质较稳定，在对外签定合同时应留有余地，个别指标不要签定超过焦宝石实际品位的条款，以免造成损失。另外，因焦宝石往往要求白度，故在运输、加工及储存时应防止煤炭及其它杂质污染。

2. 矾土(BAUXITE)

1.概述
矾土矿学名铝土矿、铝矾土。其组成成分异常复杂，是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称。如一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石(Al2O3• 3H2O)；有的是水铝石和高岭石(2SiO2•Al2O3•2H2O)相伴构成；有的以高岭石为主，且随着高岭石含量的增高，构成为一般的铝土岩或高岭石质粘土。铝土矿一般是化学风化或外生作用形成的，很少有纯矿物，总是含有一些杂质矿物，或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等等。

铝土矿的定义名称还不够统一，这与各个国家的资源情况及工业需求有关。各个时期名称也不一致，但基本上大同小异。在我国一般认为：“铝土矿系指矿石之含铝量较高(40%以上) ，铝硅比值大于2.5者(A/S≥2.5)，其小于此数值者则称为粘土矿或铝土页岩或铝质岩”。在我国已探明的铝土矿储量中，一水铝石型铝土矿占全国总储量的98%左右。

目前，已知赋存铝土矿的国家有49个。我国有丰富的铝矾土资源，约37亿吨，居世界前列，与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和我国,其他国家的铝矾土含铁量高，多用于炼铝和研磨材料。

2.产地

我国铝土矿资源比较丰富，在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处，其中大型产地72处(不包括台湾)。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。

3.用途

(1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。

(2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。

(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。

(4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。

(5)以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂，用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。

(6)制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。

4.出口情况

主要销往日本、东南亚、欧洲、美国、非洲等。天津、青岛、湛江为主要出口港。

5.种类、级别

(1)生矾土，即矾土原矿石(天然沉积岩类)。

(2)熟矾土，将生矾土经高温煅烧后(1200～1700℃)称为熟矾土。

矾土煅烧后，其物化性能变化如下：

①外观由原来的灰、深灰、灰黄、灰白、红黄等颜色，转变为白色、米黄色、棕红色、蓝色，而蓝色随着含铝量增高而加深。原来的土状光泽变为刚玉光泽或油脂光泽，有时表面出现轻微的熔化石或裂缝；②氧化铝含量增加11～13%,其他杂质增加量微；③体积缩小23%左右；④烧失量为14.5%左右；⑤由一水型铝石或一水铝—高岭石型，转变为人造刚玉、莫来石及少量玻璃相；⑥硬度由原来的1～3增加到8以上；⑦体积密度由原来的2.5g/cm3左右增加至2.8～3g/cm3以上；⑧结晶水、结构水、附着水全部溢出；⑨结构上由疏、松、软变为致密坚硬；⑩吸水性降低；11.抗渣性、抗碱性增强；12.强度增加；13.渗透性减少；14.气化率减少；15.易挥发成分、易燃烧成分、土气味完全消失；16. 耐火度达到1780℃以上。

(3)熟矾土按煅烧窑炉不同分为：

①竖炉熟矾土(SHAFT KILN BAUXITE)；②转炉熟矾土(ROTARY KILN BAUXITE)；③倒焰窑矾土(ROUND KILN BAUXITE)。

(4)熟矾土按不同用途分为：

①耐火级矾土；②研磨级矾土；③电焊级矾土。

6.检验指标

(1)高铝矾土(含Al2O385%以上)要求检验项目：

Al2O3：耐火级85～87%以上，研磨级86%以上，电焊级87%以上；SiO2：耐火级6～7% 以下，研磨级5～6%以下；Fe2O3：耐火级1.6～2%以下，耐磨级2%以下；TiO2:耐火级3.5～4%以下，研磨级4～4.5%以下；K2O+Na2O+CaO+MgO：耐火级0.5～1%以下，研磨级0.5～1%以下。电焊级矾土有的还要求检验磷、硫、锰等项目。

B.D.(体积密度)：耐火级3.10～3.20g/cm3以上，研磨级、电焊级不要求检验该项目。

L.O.I(烧失量)：均为0.3%以下。

粒度：按买方要求制定，一般有自然块、100mm、50mm、25mm、10mm、5mm、3mm、1mm等。

水份：一般0.5～1.5%之间，超过扣重或其它条款。

(2)一般矾土(含Al2O380%以上)要求检验项目：

耐火级：不小于Al2O3:80%；Fe2O3:不大于2%；B.D:不小于2.8g/cm3；粒度及水份按买方要求制定。

另外，还有将合同中粒度签定为细粉的，一般要求在100～200目之间，通过率85～90%以上。

(3)铁矾土要求检验项目：

Al2O3:不小于80%；Fe2O3:4～10%；TiO2:不大于4%；SiO2:不大于7%，粒度：按买方要求制定。

(4)生矾土要求检验项目：�

Al2O3:70～73%；Fe2O3:1.5%左右；TiO2:不大于4%；SiO2:不大于6%；烧失量 :14～15%；K2O+Na2O+CaO+MgO=0.5～1%。

7.包装运输

大部分为散装海运出口。也有一些小粒度矾土(主要是5mm 以下)包装为尼龙编织吨装袋。

8.检验标准

(1)矾土取样、制样方法：GB/T2009—87。

(2)粘土、高铝质耐火材料化学分析方法：GB/T6900.1～6900.11—86。

(3)出口矾土检验规程：SN/T0481.1～0481.6—95。

9.注意事项

由于矾土产地较多，仅山西省就有许多地方出产,如孝义、原平、忻州、阳泉等。不同产地的矾土无论从外观还是内在品质上都有一定差别，其理化指标，如Al2O3,Fe2O3,B.D等都不一致。而在加工过程中，有些加工厂家或外贸公司为使货物达到合同要求，往往将不同产地的矾土搭配混合后出口。这就要求负责配比的人员提高自身素质，合理搭配，以免造成不应有的损失。同时也要求检验人员增强识别矾土的能力，保证检验结果的准确、可靠。

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