1.2 石英長石其他礦料09.10

1、1一、石英原料的種類和性質(zhì)一、石英原料的種類和性質(zhì) （一）石英原料的種類（一）石英原料的種類 自然界中的二氧化硅結(jié)晶礦物可以統(tǒng)稱為自然界中的二氧化硅結(jié)晶礦物可以統(tǒng)稱為石英石英。其中。其中最純的石英晶體稱為最純的石英晶體稱為水晶水晶。水晶的產(chǎn)量很少，且在工業(yè)上。水晶的產(chǎn)量很少，且在工業(yè)上有更重要的用途，陶瓷工業(yè)一般不予使用。有更重要的用途，陶瓷工業(yè)一般不予使用。由于經(jīng)歷的地由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用及成礦條件不同，石英呈現(xiàn)多種狀態(tài)，并有不同的質(zhì)作用及成礦條件不同，石英呈現(xiàn)多種狀態(tài)，并有不同的純度。純度。第三節(jié)第三節(jié) 石英類原料石英類原料2n在陶瓷工業(yè)中常用的石英類原料有以下幾種：在陶瓷工業(yè)中常用的石英類

2、原料有以下幾種： 脈石英脈石英：是由二氧化硅的熔融巖漿填充巖隙并在地殼的較：是由二氧化硅的熔融巖漿填充巖隙并在地殼的較淺部分經(jīng)急冷凝固形成的致密狀結(jié)晶態(tài)石英（有的可凝固為淺部分經(jīng)急冷凝固形成的致密狀結(jié)晶態(tài)石英（有的可凝固為玻璃態(tài)石英），是玻璃態(tài)石英），是火成巖火成巖。其。其sio2含量可高達(dá)含量可高達(dá)99%，是生產(chǎn)，是生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料。日用細(xì)瓷的良好原料。 砂巖砂巖：石英顆粒被膠結(jié)物結(jié)合而成的一種碎屑：石英顆粒被膠結(jié)物結(jié)合而成的一種碎屑沉積巖沉積巖。根。根據(jù)膠結(jié)物質(zhì)的不同，可分為：石灰質(zhì)砂巖、粘土質(zhì)砂巖、石據(jù)膠結(jié)物質(zhì)的不同，可分為：石灰質(zhì)砂巖、粘土質(zhì)砂巖、石膏質(zhì)砂巖、硅質(zhì)砂巖等。在陶瓷工

3、業(yè)中僅硅質(zhì)砂巖有使用價膏質(zhì)砂巖、硅質(zhì)砂巖等。在陶瓷工業(yè)中僅硅質(zhì)砂巖有使用價值。砂巖中值。砂巖中sio2的含量為的含量為90%95%。 石英巖石英巖：是一種：是一種變質(zhì)巖變質(zhì)巖。是由硅質(zhì)砂巖經(jīng)變質(zhì)作用，石英。是由硅質(zhì)砂巖經(jīng)變質(zhì)作用，石英顆粒再結(jié)晶的巖石。顆粒再結(jié)晶的巖石。 sio2含量一般在含量一般在97%以上，其中品質(zhì)以上，其中品質(zhì)好的石英巖可作細(xì)瓷原料。好的石英巖可作細(xì)瓷原料。3石英砂石英砂：是花崗巖、偉晶巖等風(fēng)化成細(xì)粒后，由水流：是花崗巖、偉晶巖等風(fēng)化成細(xì)粒后，由水流沖擊淘汰后自然聚集而成。含雜質(zhì)較多，成分波動也大，沖擊淘汰后自然聚集而成。含雜質(zhì)較多，成分波動也大，生產(chǎn)使用時，其使用量須進(jìn)

4、行控制。生產(chǎn)使用時，其使用量須進(jìn)行控制。燧石燧石：屬沉積巖。其硬度高，可作研磨材料，球磨機：屬沉積巖。其硬度高，可作研磨材料，球磨機內(nèi)襯等。內(nèi)襯等。硅藻土硅藻土：溶解在水里的一部分二氧化硅被微細(xì)的硅藻：溶解在水里的一部分二氧化硅被微細(xì)的硅藻類水生物吸取沉積演變而成。硅藻土具有很多孔隙，是類水生物吸取沉積演變而成。硅藻土具有很多孔隙，是制造絕熱材料、輕質(zhì)磚、過濾體等多孔陶瓷的重要原料。制造絕熱材料、輕質(zhì)磚、過濾體等多孔陶瓷的重要原料。4石英石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英5（二）石英原料的性質(zhì)（二）石英原料的性質(zhì) 外觀外觀有的呈乳白色，有的呈灰白半透明

5、狀態(tài)，表面具有有的呈乳白色，有的呈灰白半透明狀態(tài)，表面具有玻璃光澤或脂肪光澤，莫氏硬度為玻璃光澤或脂肪光澤，莫氏硬度為7。相對密度相對密度因晶型而不因晶型而不同，變動于同，變動于2.222.65。 石英的主要化學(xué)成分石英的主要化學(xué)成分為為sio2，但是常含有少量的，但是常含有少量的al2o3、fe2o3、cao、mgo、tio2等雜質(zhì)成分。等雜質(zhì)成分。 二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)。它們。它們是是-石英、石英、-石英；石英；-鱗石英、鱗石英、-鱗石英、鱗石英、-鱗石英；鱗石英；-方方石英、石英、-方石英。方石英。 石英具有很強耐酸侵蝕能力（氫

6、氟酸除外），石英具有很強耐酸侵蝕能力（氫氟酸除外），但與堿性但與堿性物質(zhì)接觸時能起反應(yīng)而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下，石英物質(zhì)接觸時能起反應(yīng)而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下，石英易與堿金屬氧化物作用生成硅酸鹽與玻璃態(tài)物質(zhì)。易與堿金屬氧化物作用生成硅酸鹽與玻璃態(tài)物質(zhì)。 石英材料的熔融溫度范圍取決于二氧化硅的形態(tài)和雜質(zhì)的石英材料的熔融溫度范圍取決于二氧化硅的形態(tài)和雜質(zhì)的含量。含量。 6二、石英的晶型轉(zhuǎn)化二、石英的晶型轉(zhuǎn)化 石英是由石英是由sio4 四面體互相以頂點連接而四面體互相以頂點連接而成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)。由于成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)。由于sio4 四面體之四面體之間的連接在不同的條件與溫度下呈現(xiàn)不同

7、的連間的連接在不同的條件與溫度下呈現(xiàn)不同的連接方式，石英可呈現(xiàn)出各種晶型，其晶型與晶接方式，石英可呈現(xiàn)出各種晶型，其晶型與晶型間的轉(zhuǎn)變溫度型間的轉(zhuǎn)變溫度如圖所示如圖所示。7n石英在自然界中大部分為石英在自然界中大部分為-石英石英的形態(tài)穩(wěn)定存在，只有的形態(tài)穩(wěn)定存在，只有很少部分以很少部分以鱗石英或方石英鱗石英或方石英的介穩(wěn)狀態(tài)存在。的介穩(wěn)狀態(tài)存在。石英的晶型轉(zhuǎn)變圖石英的晶型轉(zhuǎn)變圖 8石英晶型轉(zhuǎn)化的特點：石英晶型轉(zhuǎn)化的特點：1）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（橫向轉(zhuǎn)化）：）高溫型的緩慢轉(zhuǎn)化（橫向轉(zhuǎn)化）：轉(zhuǎn)化由表面開始逐轉(zhuǎn)化由表面開始逐步向內(nèi)部進(jìn)行，轉(zhuǎn)化后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，因此轉(zhuǎn)化進(jìn)程緩慢，步向內(nèi)部進(jìn)行，轉(zhuǎn)化后發(fā)生結(jié)

8、構(gòu)變化，因此轉(zhuǎn)化進(jìn)程緩慢，體積變化大，并需要較高的溫度和較長的時間，轉(zhuǎn)化不可體積變化大，并需要較高的溫度和較長的時間，轉(zhuǎn)化不可逆。逆。2）低溫型的快速轉(zhuǎn)化（縱向轉(zhuǎn)化）：）低溫型的快速轉(zhuǎn)化（縱向轉(zhuǎn)化）：轉(zhuǎn)化迅速，達(dá)到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化迅速，達(dá)到轉(zhuǎn)化溫度后，晶體表里瞬間同時發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后結(jié)構(gòu)不發(fā)化溫度后，晶體表里瞬間同時發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后結(jié)構(gòu)不發(fā)生特殊變化，體積變化不大，轉(zhuǎn)化可逆。生特殊變化，體積變化不大，轉(zhuǎn)化可逆。9石英晶型轉(zhuǎn)化的體積變化石英晶型轉(zhuǎn)化的體積變化晶型轉(zhuǎn)化晶型轉(zhuǎn)化溫度溫度()體積膨脹體積膨脹(%)石英石英石英石英5730.82石英石英鱗石英鱗石英87016.0鱗石英鱗石英方石英方石英14704.

9、7方石英方石英熔融石英熔融石英17130.1鱗石英鱗石英鱗石英鱗石英1630.2鱗石英鱗石英鱗石英鱗石英1170.2方石英方石英 方石英方石英1502.810n石英晶型轉(zhuǎn)化結(jié)果引起一系列物理變化，如體積、相對密度石英晶型轉(zhuǎn)化結(jié)果引起一系列物理變化，如體積、相對密度等，其中對陶瓷生產(chǎn)影響較大的是等，其中對陶瓷生產(chǎn)影響較大的是體積變化體積變化。石英晶型轉(zhuǎn)化石英晶型轉(zhuǎn)化過程中的體積變化可由相對密度的變化計算出其轉(zhuǎn)化的過程中的體積變化可由相對密度的變化計算出其轉(zhuǎn)化的體積體積效應(yīng)效應(yīng)。n屬緩慢屬緩慢轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)值大，例如轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)值大，例如在在-石英向石英向 鱗石英的轉(zhuǎn)鱗石英的轉(zhuǎn)化中，體積膨脹達(dá)到

10、化中，體積膨脹達(dá)到16%。而。而屬快速轉(zhuǎn)化的體積變化則很小，屬快速轉(zhuǎn)化的體積變化則很小，如如573 時，時，石英的體積膨脹僅石英的體積膨脹僅0.82%。n單純從數(shù)值上看，緩慢轉(zhuǎn)化似乎會出現(xiàn)嚴(yán)重問題，但實際上單純從數(shù)值上看，緩慢轉(zhuǎn)化似乎會出現(xiàn)嚴(yán)重問題，但實際上由于：由于：1）它們的轉(zhuǎn)化速度非常緩慢，）它們的轉(zhuǎn)化速度非常緩慢，2）轉(zhuǎn)化時轉(zhuǎn)化時間也）轉(zhuǎn)化時轉(zhuǎn)化時間也很長，很長，3）液相的緩沖作用，）液相的緩沖作用，因此使得體積的膨脹進(jìn)行緩慢，因此使得體積的膨脹進(jìn)行緩慢，抵消了固體膨脹應(yīng)力所造成的破壞作用，對生產(chǎn)過程的危害抵消了固體膨脹應(yīng)力所造成的破壞作用，對生產(chǎn)過程的危害反而不大。反而不大。11n在

11、在低溫下的快速轉(zhuǎn)化低溫下的快速轉(zhuǎn)化，雖然體積膨脹很小，但因其轉(zhuǎn)化迅，雖然體積膨脹很小，但因其轉(zhuǎn)化迅速，又是在無液相出現(xiàn)的所謂干條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，因此破速，又是在無液相出現(xiàn)的所謂干條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，因此破壞性強，危害性大，壞性強，危害性大，很容易使陶瓷制品產(chǎn)生變形和開裂的很容易使陶瓷制品產(chǎn)生變形和開裂的后果。后果。三、石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用三、石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用n石英是作為瘠性原料加入到陶瓷坯料中的，它在陶瓷生產(chǎn)石英是作為瘠性原料加入到陶瓷坯料中的，它在陶瓷生產(chǎn)中的作用不僅表現(xiàn)在坯體成形，而且在燒成時都有重要的中的作用不僅表現(xiàn)在坯體成形，而且在燒成時都有重要的影響。影響。 在燒成前在燒成前是瘠性

12、原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用，能是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用，能降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。12 在燒成時在燒成時，石英的加熱膨脹可部分地抵消坯體收縮的影，石英的加熱膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響，當(dāng)玻璃質(zhì)大量出現(xiàn)時，在高溫下石英能部分熔解于響，當(dāng)玻璃質(zhì)大量出現(xiàn)時，在高溫下石英能部分熔解于液相中，增加熔體的粘度，而未熔解的石英顆粒，則構(gòu)液相中，增加熔體的粘度，而未熔解的石英顆粒，則構(gòu)成坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。成坯體的骨架，可防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。 在瓷器中在瓷器中，合理的石英顆粒能提高瓷器

13、坯體的強度。同，合理的石英顆粒能提高瓷器坯體的強度。同時，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。時，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。 在釉料中在釉料中，二氧化硅是生成玻璃質(zhì)的主要組分，增加釉，二氧化硅是生成玻璃質(zhì)的主要組分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融溫度與粘度，并減少釉的料中石英含量能提高釉的熔融溫度與粘度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。同時它是賦予釉以高的力學(xué)強度、硬度、熱膨脹系數(shù)。同時它是賦予釉以高的力學(xué)強度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性的主要因素。耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性的主要因素。13第四節(jié)第四節(jié) 長石類原料長石類原料一、長石的種類和一般性質(zhì)一、長石的種類和一般性質(zhì)長石是陶瓷原料中最常用

14、的熔劑性原料，它呈架狀硅酸鹽結(jié)長石是陶瓷原料中最常用的熔劑性原料，它呈架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，化學(xué)成分為不含水的堿金屬與堿土金屬硅酸鹽。一般用構(gòu)，化學(xué)成分為不含水的堿金屬與堿土金屬硅酸鹽。一般用作坯料、釉料、色料熔劑等的基本成分，用量較大，是傳統(tǒng)作坯料、釉料、色料熔劑等的基本成分，用量較大，是傳統(tǒng)陶瓷的三大原料之一。陶瓷的三大原料之一。n自然界中長石的種類很多，歸納起來都是由以下四種長石組自然界中長石的種類很多，歸納起來都是由以下四種長石組合而成：合而成： 鈉長石鈉長石 na2oal2o36sio2 鉀長石鉀長石 k2oal2o36sio2 鈣長石鈣長石 caoal2o32sio2 鋇長石鋇長石 ba

15、oal2o32sio2 14鈉長石鈉長石鉀長石鉀長石鈣長石鈣長石鋇長石鋇長石15名名 稱稱鉀長石鉀長石鈉長石鈉長石鈣長石鈣長石鋇長石鋇長石化學(xué)通式化學(xué)通式k k2 2o oalal2 2o o3 36sio6sio2 2nana2 2o oalal2 2o o3 36sio6sio2 2caocaoalal2 2o o3 32si2sio o2 2baobaoalal2 2o o3 32si2sio o2 2晶體結(jié)構(gòu)式晶體結(jié)構(gòu)式kalsikalsi3 3o o8 8 naalsinaalsi3 3o o8 8 caalcaal2 2sisi2 2o o8 8 baalbaal2 2sisi2

16、2o o8 8 理論化理論化學(xué)組成學(xué)組成(%)(%)siosio2 2alal2 2o o3 3ro(rro(r2 2o)o)64.7064.7018.4018.40k k2 2o 16.90o 16.9068.7068.7019.5019.50nana2 2o 11.80o 11.8043.2043.2036.7036.70caocao 20.10 20.1032.0032.0027.1227.12baobao 40.88 40.88晶晶 系系單斜單斜三斜三斜三斜三斜單斜單斜密度（密度（g/cmg/cm3 3）2.562.592.602.652.742.763.37莫氏硬度莫氏硬度66.56

17、6.566.566.5顏顏 色色白、肉紅、淺黃白、肉紅、淺黃白、灰白、灰白、灰或無色白、灰或無色白或無色白或無色熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)（1010-8-8/）7.57.4熔點（熔點（）1150（異元熔融）（異元熔融）110015501725長石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì)長石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì) 16由于長石的互熔特性，故地殼中單一的長石少見，多數(shù)是由于長石的互熔特性，故地殼中單一的長石少見，多數(shù)是幾種長石的互熔物，按其化學(xué)成分和結(jié)晶化學(xué)特點，可以幾種長石的互熔物，按其化學(xué)成分和結(jié)晶化學(xué)特點，可以分為兩個亞族：分為兩個亞族：1、鉀鈉長石亞族、鉀鈉長石亞族 自然界的鉀長石都混有鈉長石，常

18、見的鉀鈉長石有：自然界的鉀長石都混有鈉長石，常見的鉀鈉長石有： 透長石透長石。其成分含鈉長石可達(dá)。其成分含鈉長石可達(dá)50%，生成溫度在，生成溫度在 900950 以上，系高溫型，產(chǎn)于噴出巖中。以上，系高溫型，產(chǎn)于噴出巖中。 正長石正長石。其成分中含鈉長石可達(dá)。其成分中含鈉長石可達(dá)30%，生成溫度在，生成溫度在650900 ，系中溫型，產(chǎn)于侵入巖和變質(zhì)巖中。，系中溫型，產(chǎn)于侵入巖和變質(zhì)巖中。 微斜長石微斜長石。其成分中含鈉長石可達(dá)到。其成分中含鈉長石可達(dá)到20%，生成溫度在，生成溫度在650 以下，系低溫型，多產(chǎn)于偉晶巖和變質(zhì)巖中。以下，系低溫型，多產(chǎn)于偉晶巖和變質(zhì)巖中。172、斜長石亞族、斜長

19、石亞族由鈣長石和鈉長石組成的長石中：由鈣長石和鈉長石組成的長石中： 鈉長石鈉長石 含鈉長石在含鈉長石在90%以上以上 鈣長石鈣長石 含鈉長石不足含鈉長石不足10% 斜長石斜長石 在這中間不同比例的混熔物在這中間不同比例的混熔物 斜長石中以鈉長石的熔點最低（約斜長石中以鈉長石的熔點最低（約1120 ），所以常用），所以常用作日用陶瓷的釉用原料。作日用陶瓷的釉用原料。生產(chǎn)中一般所稱的鉀長石，實際上是含鉀為主的鉀鈉長石；生產(chǎn)中一般所稱的鉀長石，實際上是含鉀為主的鉀鈉長石；而所謂的鈉長石，實際上是含鈉為主的鉀鈉長石；一般含而所謂的鈉長石，實際上是含鈉為主的鉀鈉長石；一般含鈣的斜長石在日用陶瓷生產(chǎn)中較少

20、使用。鈣的斜長石在日用陶瓷生產(chǎn)中較少使用。18實際生產(chǎn)中使用的長石都含有少量的雜質(zhì)成分，如石實際生產(chǎn)中使用的長石都含有少量的雜質(zhì)成分，如石英、霞石、云母、角閃石、以及鐵的化合物等。英、霞石、云母、角閃石、以及鐵的化合物等。石英、石英、霞石霞石對制品沒有影響，而對制品沒有影響，而云母云母（尤其是黑云母）、（尤其是黑云母）、角角閃石和鐵的化合物閃石和鐵的化合物，能使制品顯色，影響制品的白度，能使制品顯色，影響制品的白度，特別是黑云母在高溫時能熔化為粘稠的液體，且不與特別是黑云母在高溫時能熔化為粘稠的液體，且不與長石互熔，而獨自以黑斑存在。所以工業(yè)上對長石的長石互熔，而獨自以黑斑存在。所以工業(yè)上對長

21、石的含鐵量要求比粘土的要求更為嚴(yán)格。含鐵量要求比粘土的要求更為嚴(yán)格。fe2o3 含量應(yīng)控含量應(yīng)控制在制在0.5%以下為宜。以下為宜。19二、長石的熔融特性二、長石的熔融特性長石在陶瓷坯料中是作為熔劑使用的，在釉料中也是形成玻長石在陶瓷坯料中是作為熔劑使用的，在釉料中也是形成玻璃相的主要成分。璃相的主要成分。為了使坯料便于燒結(jié)而又防止變形，一般為了使坯料便于燒結(jié)而又防止變形，一般希望長石具有較低的熔化溫度、較寬的熔融范圍、較高的熔希望長石具有較低的熔化溫度、較寬的熔融范圍、較高的熔融液相粘度和良好的熔解其它物質(zhì)的能力。融液相粘度和良好的熔解其它物質(zhì)的能力。從理論上講，各種純的長石的熔融溫度分別為

22、：鉀長石從理論上講，各種純的長石的熔融溫度分別為：鉀長石1150 ，鈉長石，鈉長石1100 ，鈣長石，鈣長石1550 ，鋇長石，鋇長石1715 。但實際上，盡管長石是一種結(jié)晶物質(zhì)，因其經(jīng)常是幾種長石但實際上，盡管長石是一種結(jié)晶物質(zhì)，因其經(jīng)常是幾種長石的混熔物，再加上又含有一些雜質(zhì)，所以的混熔物，再加上又含有一些雜質(zhì)，所以陶瓷生產(chǎn)中使用的陶瓷生產(chǎn)中使用的長石卻沒有固定的熔點，長石卻沒有固定的熔點，只能在一個不太嚴(yán)格的溫度范圍內(nèi)只能在一個不太嚴(yán)格的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化熔融，變?yōu)椴ＡB(tài)物質(zhì)。逐漸軟化熔融，變?yōu)椴ＡB(tài)物質(zhì)。20實際生產(chǎn)中實際生產(chǎn)中，長石的一般熔融溫度范圍為：鉀長石，長石的一般熔融溫度范圍

23、為：鉀長石11301450 ；鈉長石；鈉長石11201250 ；鈣長石；鈣長石12501550。從上述可以看出，鉀長石的熔融溫度不是太高，且其熔融溫從上述可以看出，鉀長石的熔融溫度不是太高，且其熔融溫度范圍寬，度范圍寬，why？這與鉀長石的熔融反應(yīng)有關(guān)。鉀長石從這與鉀長石的熔融反應(yīng)有關(guān)。鉀長石從1130 開始軟化熔融，在開始軟化熔融，在1220 時分解，生成白榴子石與時分解，生成白榴子石與sio2共熔體，成為玻璃態(tài)粘稠物，其反應(yīng)如下：共熔體，成為玻璃態(tài)粘稠物，其反應(yīng)如下：k2oal2o36sio2 k2oal2o34sio2 + 2sio2 （白榴子石）（白榴子石） 溫度再升高，逐漸全部變成液

24、相。溫度再升高，逐漸全部變成液相。由于鉀長石的熔融物中由于鉀長石的熔融物中存在白榴子石和硅氧熔體，故粘度大。存在白榴子石和硅氧熔體，故粘度大。21由于由于鉀長石鉀長石在熔融后能形成粘度較大的熔體，并且隨著溫度在熔融后能形成粘度較大的熔體，并且隨著溫度升高熔體的粘度逐漸降低（非快速降低），所以在陶瓷生產(chǎn)升高熔體的粘度逐漸降低（非快速降低），所以在陶瓷生產(chǎn)中有利于燒成控制和防止變形。在陶瓷坯料中選用正長石或中有利于燒成控制和防止變形。在陶瓷坯料中選用正長石或微斜長石為熔劑原料。微斜長石為熔劑原料。而而鈉長石鈉長石融化時沒有新的晶相產(chǎn)生，形成的液相粘度較低，融化時沒有新的晶相產(chǎn)生，形成的液相粘度較低

25、，故熔融范圍較窄，且其粘度隨溫度的升高而降低的速度較快，故熔融范圍較窄，且其粘度隨溫度的升高而降低的速度較快，所以一般認(rèn)為在坯料中使用鈉長石容易引起產(chǎn)品變形。但是所以一般認(rèn)為在坯料中使用鈉長石容易引起產(chǎn)品變形。但是鈉長石在高溫時對石英、粘土、莫來石的熔解卻最快，熔解鈉長石在高溫時對石英、粘土、莫來石的熔解卻最快，熔解度也最大，因此可以配合釉料使用。度也最大，因此可以配合釉料使用。22三、長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用三、長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用 長石在陶瓷原料中是作為熔劑使用的，因此它在陶瓷生產(chǎn)長石在陶瓷原料中是作為熔劑使用的，因此它在陶瓷生產(chǎn)中的作用主要表現(xiàn)為它的熔融和熔化其它物質(zhì)的性質(zhì)。中的作用主要

26、表現(xiàn)為它的熔融和熔化其它物質(zhì)的性質(zhì)。 長石在高溫下熔融長石在高溫下熔融，形成粘稠的玻璃熔體，能降低陶瓷，形成粘稠的玻璃熔體，能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和降低燒成溫度。坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和降低燒成溫度。 熔融后熔融后的長石熔體能熔解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆的長石熔體能熔解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒。液相中的粒。液相中的al2o3和和sio2相互作用，促進(jìn)莫來石晶體的形成相互作用，促進(jìn)莫來石晶體的形成和長大，賦予了坯體的力學(xué)強度和化學(xué)穩(wěn)定性。和長大，賦予了坯體的力學(xué)強度和化學(xué)穩(wěn)定性。 長石熔體能填充長石熔體能填充于各結(jié)晶顆粒之間，有助于坯體致密和于各結(jié)晶顆粒之間，有助

27、于坯體致密和減少空隙。減少空隙。冷卻后的長石熔體冷卻后的長石熔體，構(gòu)成了瓷的玻璃基質(zhì)，增加了，構(gòu)成了瓷的玻璃基質(zhì)，增加了透明度，且有助于坯體的力學(xué)強度等性能的提高。透明度，且有助于坯體的力學(xué)強度等性能的提高。 在釉料中在釉料中，長石是主要熔劑。長石是主要熔劑。 長石作為瘠性原料長石作為瘠性原料，在生坯中還可以縮短坯體干燥時間，在生坯中還可以縮短坯體干燥時間，減少坯體的干燥收縮和變形等。減少坯體的干燥收縮和變形等。23第五節(jié)第五節(jié) 其它礦物原料其它礦物原料1.碳酸鹽類：方解石、白云石、菱鎂礦碳酸鹽類：方解石、白云石、菱鎂礦2.堿土硅酸鹽類原料：滑石、蛇紋石、硅灰石堿土硅酸鹽類原料：滑石、蛇紋石、

28、硅灰石 、透輝石、透輝石3.含堿硅酸鋁類：霞石正長巖、鋰輝石、鋰云母含堿硅酸鋁類：霞石正長巖、鋰輝石、鋰云母4. 鈣的磷酸鹽類：骨灰和磷灰石鈣的磷酸鹽類：骨灰和磷灰石5. 高鋁質(zhì)礦物原料：高鋁礬土、硅線石高鋁質(zhì)礦物原料：高鋁礬土、硅線石6. 鋯英石鋯英石7.工業(yè)廢渣：磷礦渣、高爐礦渣、螢石礦渣、粉煤灰工業(yè)廢渣：磷礦渣、高爐礦渣、螢石礦渣、粉煤灰24方解石有助熔作用，可降方解石有助熔作用，可降低燒成溫度，縮短燒成時間，低燒成溫度，縮短燒成時間，提高瓷器的透光度，并使坯釉提高瓷器的透光度，并使坯釉結(jié)合牢固。但在釉料中配用不結(jié)合牢固。但在釉料中配用不當(dāng)，則易出現(xiàn)乳濁（析晶）現(xiàn)當(dāng)，則易出現(xiàn)乳濁（析晶）

29、現(xiàn)象，單獨使用還易在煤和油窯象，單獨使用還易在煤和油窯中中“吸煙吸煙” 。1.1.碳酸鹽類碳酸鹽類 1） 方解石方解石 方解石是石灰?guī)r、大理巖的主要礦物方解石是石灰?guī)r、大理巖的主要礦物 。 方解石屬三方晶系，晶體呈菱面體，有時呈粒狀或板狀。方解石屬三方晶系，晶體呈菱面體，有時呈粒狀或板狀。 方解石高溫分解前起瘠化作用，分解后起熔劑作用。方解石高溫分解前起瘠化作用，分解后起熔劑作用。25水晶方解石花水晶方解石花方解石方解石262 2）白云石）白云石 白云石是白云石是caco3和和mgco3的復(fù)鹽，化學(xué)通式為的復(fù)鹽，化學(xué)通式為camg(co3) 。 在陶瓷工業(yè)中，白云石的使用能同時引入在陶瓷工業(yè)中

30、，白云石的使用能同時引入cao及及mgo，它們一般起，它們一般起熔劑作用，能降低燒成溫度，促進(jìn)石英的熔解和莫來石熔劑作用，能降低燒成溫度，促進(jìn)石英的熔解和莫來石的生成。的生成。白云石白云石273）菱鎂礦）菱鎂礦 菱鎂礦的化學(xué)通式是菱鎂礦的化學(xué)通式是mgco3 3，理論化學(xué)組成，理論化學(xué)組成mgo 47.82，co2 2 52.18。菱鎂礦是制造耐火材料的重要原料，也是新型陶瓷工業(yè)中用。菱鎂礦是制造耐火材料的重要原料，也是新型陶瓷工業(yè)中用于合成尖晶石（于合成尖晶石（mgoal2 2o3 3）鐵酸鎂（）鐵酸鎂（mgotio2 2）和鎂橄欖石瓷）和鎂橄欖石瓷（2mgosio2 2）等的主要原料，同時

31、作為輔助原料和添加劑被廣泛應(yīng)）等的主要原料，同時作為輔助原料和添加劑被廣泛應(yīng)用。用。 菱鎂礦在我國菱鎂礦在我國東北海城大石橋東北海城大石橋一帶有大量出產(chǎn)，當(dāng)?shù)鼐陀煤怄V一帶有大量出產(chǎn)，當(dāng)?shù)鼐陀煤怄V礦的鎂質(zhì)粘土來制造鎂質(zhì)精陶和瓷器。礦的鎂質(zhì)粘土來制造鎂質(zhì)精陶和瓷器。菱鎂礦菱鎂礦282.2.堿土硅酸鹽類原料堿土硅酸鹽類原料 1）滑石）滑石 滑石由天然的含水層狀硅酸鎂礦物組滑石由天然的含水層狀硅酸鎂礦物組成，其化學(xué)式為成，其化學(xué)式為 3mgo4sio2 2h2 2o，晶體，晶體結(jié)構(gòu)式是結(jié)構(gòu)式是mg3si4 4o1010(oh)2 2?；瘜??；瘜?：1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)與葉型層狀結(jié)

32、構(gòu)硅酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)與葉蠟石十分相似。蠟石十分相似。 滑石在普通日用陶瓷生產(chǎn)中一般作為滑石在普通日用陶瓷生產(chǎn)中一般作為熔劑使用，在細(xì)陶瓷坯體中加入少量滑石，熔劑使用，在細(xì)陶瓷坯體中加入少量滑石，可降低燒成溫度，可降低燒成溫度，在較低的溫度下，形成在較低的溫度下，形成液相，加速莫來石晶體的生成，同時擴大液相，加速莫來石晶體的生成，同時擴大燒結(jié)溫度范圍，提高白度、透明度、力學(xué)燒結(jié)溫度范圍，提高白度、透明度、力學(xué)強度和熱穩(wěn)定性。強度和熱穩(wěn)定性?；巧a(chǎn)鎂質(zhì)瓷的主滑石是生產(chǎn)鎂質(zhì)瓷的主要原料。要原料。滑石292）蛇紋石）蛇紋石 蛇紋石與滑石同屬鎂的含水蛇紋石與滑石同屬鎂的含水硅酸鹽礦物，化學(xué)式為硅

33、酸鹽礦物，化學(xué)式為3mgo4sio2 22h2 2o ，晶體結(jié)構(gòu)式，晶體結(jié)構(gòu)式為為mg3sio2 2(oh)4 4，理論化學(xué)組，理論化學(xué)組成：成：mgo 43，sio2 2 44.1，h2 2o 12.9，常含鐵、鈦、鎳等，常含鐵、鈦、鎳等雜質(zhì)，鐵含量較高。雜質(zhì)，鐵含量較高。 蛇紋石屬單蛇紋石屬單斜晶系，晶體發(fā)育不完全，一般斜晶系，晶體發(fā)育不完全，一般只用作堿性耐火材料只用作堿性耐火材料 。蛇紋石蛇紋石303）硅灰石）硅灰石 天然硅灰石是典型的高溫變天然硅灰石是典型的高溫變質(zhì)礦物，通常產(chǎn)于石灰?guī)r和酸性質(zhì)礦物，通常產(chǎn)于石灰?guī)r和酸性巖漿的接觸帶，由巖漿的接觸帶，由cao與與sio2 2反反應(yīng)而成。

34、其化學(xué)通式為應(yīng)而成。其化學(xué)通式為cao sio2 2，晶體結(jié)構(gòu)式為晶體結(jié)構(gòu)式為ca sio3 3，理論化，理論化學(xué)組成為學(xué)組成為cao 48.25，sio2 2 51.75。硅灰石在陶瓷工業(yè)中的用途。硅灰石在陶瓷工業(yè)中的用途廣泛，可用于制造釉面磚、日用廣泛，可用于制造釉面磚、日用陶瓷、低損耗無線電陶瓷等，也陶瓷、低損耗無線電陶瓷等，也可用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷、磨具、火可用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷、磨具、火花塞等?；ㄈ取９杌沂杌沂?1 1978年以前，中國是一個硅灰石的貧國，現(xiàn)在已探明儲量年以前，中國是一個硅灰石的貧國，現(xiàn)在已探明儲量達(dá)達(dá)3847.4萬噸，推測遠(yuǎn)景儲量達(dá)萬噸，推測遠(yuǎn)景儲量達(dá)20000萬噸以上

35、，位居世界之首。萬噸以上，位居世界之首。現(xiàn)在年產(chǎn)總量近現(xiàn)在年產(chǎn)總量近30萬噸。主要代表礦山有吉林梨樹礦。萬噸。主要代表礦山有吉林梨樹礦。用于陶瓷，可以大幅度降低陶瓷的燒成溫度和縮短燒成時間，用于陶瓷，可以大幅度降低陶瓷的燒成溫度和縮短燒成時間，而且具有其它許多優(yōu)點，當(dāng)前已引起世界各國的重視。而且具有其它許多優(yōu)點，當(dāng)前已引起世界各國的重視。 硅灰石用于陶瓷的特點：硅灰石用于陶瓷的特點：n用于生產(chǎn)釉面磚、衛(wèi)生瓷等，可快速低溫一次燒成。用于生產(chǎn)釉面磚、衛(wèi)生瓷等，可快速低溫一次燒成。n干燥收縮和燒成收縮??；燒成時膨脹系數(shù)較低，且是線性均勻干燥收縮和燒成收縮??；燒成時膨脹系數(shù)較低，且是線性均勻膨脹。膨脹

36、。n硅灰石有助熔作用，且釉面美觀。硅灰石有助熔作用，且釉面美觀。n針狀硅灰石晶體，可加快干燥速度。針狀硅灰石晶體，可加快干燥速度。n針狀硅灰石晶體，能提高產(chǎn)品機械強度，減小吸濕膨脹性。針狀硅灰石晶體，能提高產(chǎn)品機械強度，減小吸濕膨脹性。n在硅灰石坯體上加入在硅灰石坯體上加入al2o3、zro2、sio2等，可提高坯體液相的等，可提高坯體液相的粘度，擴大燒成范圍。粘度，擴大燒成范圍。 324）透輝石）透輝石 透輝石的化學(xué)式為透輝石的化學(xué)式為caomgo2sio2，晶體，晶體結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式：camgsio3，理論化學(xué)組成為：理論化學(xué)組成為：cao 25.9，mgo 18.5，sio2 55.6。透

37、輝石。透輝石也也用作陶瓷低溫快速燒成的用作陶瓷低溫快速燒成的原料，尤其在釉面磚生產(chǎn)原料，尤其在釉面磚生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。中得到了廣泛應(yīng)用。透輝石透輝石333.3.含堿硅酸鋁類含堿硅酸鋁類 1 1）霞石正長巖）霞石正長巖 主要礦物組成為長石類及主要礦物組成為長石類及霞石霞石alsioalsio4 4的固熔體的固熔體, ,次要礦次要礦物為輝石、角閃石等，外觀呈物為輝石、角閃石等，外觀呈淺灰綠或淺紅褐色，脂肪光澤。淺灰綠或淺紅褐色，脂肪光澤。以霞石正長巖代替長石，可使以霞石正長巖代替長石，可使坯體燒成時不易沉塌，制得的坯體燒成時不易沉塌，制得的產(chǎn)品不易變形，熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)品不易變形，熱穩(wěn)定性好，力

38、學(xué)強度有所提高。力學(xué)強度有所提高。霞石正長巖霞石正長巖342 2）鋰輝石）鋰輝石 鋰輝石的化學(xué)式鋰輝石的化學(xué)式為為li2oal2o34sio2，晶體結(jié)構(gòu)式為，晶體結(jié)構(gòu)式為lial(sio3)2，理論化學(xué)組成為：，理論化學(xué)組成為：li2o 8.02，sio2 64.58，al2o3 27.40，含有鉀、鈉、，含有鉀、鈉、鎂、錳、鐵等雜質(zhì)。鋰輝石有三種同鎂、錳、鐵等雜質(zhì)。鋰輝石有三種同質(zhì)多相變體，即質(zhì)多相變體，即-鋰輝石、鋰輝石、-鋰輝石及鋰輝石及-鋰輝石。鋰輝石。 鋰輝石鋰輝石鋰輝石晶體鋰輝石晶體353 3）鋰云母）鋰云母 鋰云母又稱鱗云母，是一種富含揮鋰云母又稱鱗云母，是一種富含揮發(fā)成分的三層

39、型結(jié)構(gòu)狀硅酸鹽，發(fā)成分的三層型結(jié)構(gòu)狀硅酸鹽，其化學(xué)式為其化學(xué)式為lifkfal2o33sio2，晶體結(jié)構(gòu)式為，晶體結(jié)構(gòu)式為k(li, al)3(al, si) si3o10（f, oh）2，化學(xué)組成不定。在金屬元素，化學(xué)組成不定。在金屬元素中，鋰的相對原子質(zhì)中，鋰的相對原子質(zhì)量最小，化學(xué)活性比鉀、鈉強，且量最小，化學(xué)活性比鉀、鈉強，且lili+ +具有很高的靜電場，因此有非具有很高的靜電場，因此有非常強的熔劑化作用，能顯著降低材料的燒結(jié)和熔融溫度。常強的熔劑化作用，能顯著降低材料的燒結(jié)和熔融溫度。鋰云母鋰云母364.鈣的磷酸鹽類鈣的磷酸鹽類1）骨灰）骨灰骨灰是脊椎動物骨骼經(jīng)一定溫度煅燒后的產(chǎn)物

40、。其中絕大部骨灰是脊椎動物骨骼經(jīng)一定溫度煅燒后的產(chǎn)物。其中絕大部分有機物被燒掉，而剩下無機鹽類，其主要成分是羥基磷灰分有機物被燒掉，而剩下無機鹽類，其主要成分是羥基磷灰石，石，其結(jié)構(gòu)式為其結(jié)構(gòu)式為ca10(po4)6(oh)2。生產(chǎn)中使用的骨灰生產(chǎn)中使用的骨灰是牛、羊、豬等骨骼先在是牛、羊、豬等骨骼先在9001000 溫溫度下用蒸汽煮脫脂，然后在度下用蒸汽煮脫脂，然后在9001300 下煅燒，煅燒后經(jīng)下煅燒，煅燒后經(jīng)球磨機細(xì)磨，磨后經(jīng)水洗、除鐵、陳化、烘干備用。球磨機細(xì)磨，磨后經(jīng)水洗、除鐵、陳化、烘干備用。骨灰在骨灰瓷中為主要原料，用量可達(dá)整個坯料的一半左右，骨灰在骨灰瓷中為主要原料，用量可達(dá)

41、整個坯料的一半左右，是骨灰瓷中主晶相是骨灰瓷中主晶相-ca3(po4)2的主要來源。骨灰在細(xì)磨后的主要來源。骨灰在細(xì)磨后呈微弱可塑性，為了保證骨灰瓷坯料的成形塑性，呈微弱可塑性，為了保證骨灰瓷坯料的成形塑性，需要加入需要加入一定量的增塑粘土。一定量的增塑粘土。骨灰的用量對骨灰瓷制品的色調(diào)、透明度以及燒成溫度和強骨灰的用量對骨灰瓷制品的色調(diào)、透明度以及燒成溫度和強度等也都有較大的影響。度等也都有較大的影響。372）磷灰石）磷灰石磷灰石是天然磷酸鈣礦物，化學(xué)式為磷灰石是天然磷酸鈣礦物，化學(xué)式為ca5po43(f,cl,oh) ，按成分中附加陰離子的不同，常見的有按成分中附加陰離子的不同，常見的有氟

42、磷灰石和氯磷灰石，氟磷灰石和氯磷灰石，此外尚有羥基磷灰石此外尚有羥基磷灰石等。等。由于磷灰石與骨灰的化學(xué)成分相似，故可部分代替骨灰作骨由于磷灰石與骨灰的化學(xué)成分相似，故可部分代替骨灰作骨灰瓷。將磷灰石少量引入長石釉中，能提高釉面光澤度，使灰瓷。將磷灰石少量引入長石釉中，能提高釉面光澤度，使釉具有柔和感，但用量不宜過多，如釉具有柔和感，但用量不宜過多，如p2o5含量超過含量超過2%時，時，易使釉面發(fā)生針孔、氣泡，還會使釉難熔。易使釉面發(fā)生針孔、氣泡，還會使釉難熔。38 5.高鋁質(zhì)礦物原料高鋁質(zhì)礦物原料 1）高鋁礬土）高鋁礬土我國高鋁礬土原料主要礦物組成是水鋁石（我國高鋁礬土原料主要礦物組成是水鋁

43、石（-al2o3h2o ）和高嶺石和高嶺石（al2o32sio22h2o ），此外，還存在一些其它次要礦物，如金紅石，），此外，還存在一些其它次要礦物，如金紅石，含鐵礦物，滑石，長石等。一般含鐵礦物，滑石，長石等。一般al2o3含量在含量在45%80%，sio2含量在含量在1%40%。原料中雜質(zhì)總量在。原料中雜質(zhì)總量在2.5%6.0%，隨著，隨著al2o3含量的增加雜質(zhì)含量的增加雜質(zhì)含量有增多的趨勢。含量有增多的趨勢。 高鋁礬土常用于制造電瓷和匣缽。高鋁礬土除用于生產(chǎn)高鋁陶瓷外，高鋁礬土常用于制造電瓷和匣缽。高鋁礬土除用于生產(chǎn)高鋁陶瓷外，還用于生產(chǎn)窯具和砌筑窯爐的耐火材。還用于生產(chǎn)窯具和砌筑窯

44、爐的耐火材。高鋁礬土高鋁礬土392）硅線石）硅線石硅線石礦物屬于無水鋁硅酸鹽礦，其化學(xué)通式為硅線石礦物屬于無水鋁硅酸鹽礦，其化學(xué)通式為al2o3sio2 。硅線石在加熱過程中產(chǎn)生體積膨脹，體積增加硅線石在加熱過程中產(chǎn)生體積膨脹，體積增加7%8%，一般采取煅燒的方法來消除體積膨脹的影響。一般采取煅燒的方法來消除體積膨脹的影響。硅線石硅線石406.鋯英石鋯英石化學(xué)通式為化學(xué)通式為zrsio4 ，由于含有微量由于含有微量u(鈾鈾)、th(釷釷)等放射等放射性元素，因此帶有微量放射性。性元素，因此帶有微量放射性。鋯英石在建筑衛(wèi)生瓷釉中一般加入量為鋯英石在建筑衛(wèi)生瓷釉中一般加入量為10%-16%。它在。

45、它在釉中不僅起乳濁作用，還可提高釉的白度和耐磨性，并能釉中不僅起乳濁作用，還可提高釉的白度和耐磨性，并能增大抗釉面龜裂性和釉面硬度。增大抗釉面龜裂性和釉面硬度。41礦石采選、工業(yè)生產(chǎn)、加工、燃料燃燒、交通運礦石采選、工業(yè)生產(chǎn)、加工、燃料燃燒、交通運輸?shù)刃袠I(yè)以及環(huán)境治理過程中所丟棄的固體、半固體物輸?shù)刃袠I(yè)以及環(huán)境治理過程中所丟棄的固體、半固體物質(zhì)的總稱。質(zhì)的總稱。它品種繁多，數(shù)量巨大。其中屬于無機非金它品種繁多，數(shù)量巨大。其中屬于無機非金屬類的有各類尾礦屬類的有各類尾礦(如煤矸石等如煤矸石等)、選礦尾砂、粉煤灰、選礦尾砂、粉煤灰、鋼渣、爐渣等量大面廣的工業(yè)廢渣。鋼渣、爐渣等量大面廣的工業(yè)廢渣。7.工業(yè)廢渣工業(yè)廢渣42據(jù)不完全統(tǒng)計，我國僅煤炭、冶金