我國北方主要煤系中的共伴生礦產(chǎn)資源

第一節(jié)、概述5煤系伴生礦產(chǎn)的特點：一、伴生礦產(chǎn)種類繁多含煤巖系中賦存有多達數(shù)十種伴生礦產(chǎn)。除含有諸如煤層甲烷、煤成氣和油頁巖及石油等燃料礦產(chǎn)外,還含有眾多的金屬、特別是非金屬礦產(chǎn)。例如,作為鋼鐵等冶金原料的黑色金屬礦產(chǎn),鐵礦、錳礦、釩礦,有色金屬礦產(chǎn)的鋁土礦和貴金屬礦產(chǎn)的金礦等。用于電子工業(yè)的稀有元素礦產(chǎn)有鍺、稼和可供核工業(yè)用的放射性礦產(chǎn)鈾礦等。隨著我非金屬礦工業(yè)的興起和發(fā)展,煤系伴生的非金屬礦產(chǎn)越來越多地被發(fā)現(xiàn)和利用,成為最引人注意的伴生礦產(chǎn)資源。第一節(jié)、概述6例如,各種耐火粘土、高嶺土、硅藻土、膨潤土、累托石、海泡石等多種粘土類礦產(chǎn),還有硫鐵礦、磷礦、石膏、沸石、珍珠巖、重晶石、石墨和石灰?guī)r、大理巖以及種類繁多的硅質(zhì)原料、建筑材料等等用于化工、建材、輕工等工業(yè)領域的礦產(chǎn)。眾多的煤系伴生礦產(chǎn)資源,有的已較早認識和利用,也有的屬于近年來的發(fā)現(xiàn),隨著經(jīng)濟環(huán)境改善、地質(zhì)認識的提高和加工技術的進步,可供利用的煤系伴生礦產(chǎn)的種類還將增加。第一節(jié)、概述7二、伴生資源潛力巨大我國煤系伴生礦產(chǎn)不僅種類繁多,而且資源量雄厚,并不乏許多大型礦床。在伴生燃料礦產(chǎn)方面,撫順、茂名煤盆地油頁巖是儲量豐富的著名大型礦床;我國煤成氣資源潛力巨大也已被國家“六五”以來的煤成氣研究成果所證明據(jù)有關資料,我國僅賦存于煤層中的煤層甲烷(瓦斯),在埋深Z000m以上的煤層中便可回收28.5萬億m3,相當于全國探明天然氣儲量(1979年)的38.7倍。第一節(jié)、概述8近年來已發(fā)明多個淺層、低壓內(nèi)儲式煤層氣藏。伴生的非燃料礦產(chǎn)資源更為豐富,有些礦種幾乎全部共生或伴生在含煤建造中。例如,煤系中的鋁土礦占總儲量90%以上,我國石煤巖系中的釩資源量為世界現(xiàn)有儲量的5倍。作為煤系伴生的非金屬礦產(chǎn),顯示了更為明顯的資源優(yōu)勢,如,眾所周知的煤系耐火粘土,其資源超過全國總儲量的97%。其中愈加受到各國重視的高鋁耐火粘土,我國探明的儲量居世界首位。再如,需求量逐年增長的高嶺土,根據(jù)不完全資料統(tǒng)計,煤系高嶺土探明遠景及推算儲量為180.54億萬t,超過世界其它國家高嶺土查明儲量的總和。第一節(jié)、概述9并且,我國大型、超大型優(yōu)質(zhì)高嶺土礦床全部賦存于含煤巖系中,有的已成為我國造紙涂料高嶺土的重要基地。另外,煤系硅藻土資源亦十分可觀,僅作為全國三大硅藻土基地之一的云南省,其硅藻土幾乎全部產(chǎn)于第三紀煤盆地,儲量占全國的77%。其尋旬先鋒煤盆地礦層平均厚度達260余m,儲量超過一億噸,實屬世界罕見。第一節(jié)、概述10被稱為稀有非金屬礦產(chǎn)的累托石,目前在世界上僅發(fā)現(xiàn)40多處礦點,而真正形成礦床的則是發(fā)育于我國湖北鐘祥、南障等地的二疊紀煤系中的累托石礦,其可采儲量達800余萬t。除此之外,還有很多的煤系伴生礦產(chǎn)如水泥原料、建筑材料、化工原料以及可回收利用的各種元素礦產(chǎn)等資源均相當雄厚。多年區(qū)域地質(zhì)和資源調(diào)查、煤田地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)研究成果表明我國含煤巖系伴生礦產(chǎn)資源十分豐富,在國民經(jīng)濟中占有重要地位。第一節(jié)、概述11三、伴生礦產(chǎn)分布廣泛我國不僅在地史上聚煤時間早、煤系時代齊全,而且煤系地層分布廣泛,大小不等的煤田、煤盆地至少有4000余處分布于全國各省區(qū),總面積遠超過100萬km,這無疑決定了煤系資源的分布特點。即在時間分布上表現(xiàn)為含礦層位多,如從早古生代石煤巖系到第四紀泥炭地層均有各種不同類型的伴生礦產(chǎn)分布。在空間分布上則表現(xiàn)為廣泛的區(qū)域性特點。盡管因不同時代、不同地區(qū)的含煤地層在沉積期和沉積期后經(jīng)歷的地質(zhì)背景不同和后生疊加成礦成因類型差別極大,伴生礦產(chǎn)的種類及分布相當復雜,但是,從宏觀背景上煤系伴生礦產(chǎn)的分布也存在著一定的規(guī)律性。第一節(jié)、概述12例如,早古生代石煤巖系富含某些金屬元素及稀有元素礦產(chǎn),晚古生代煤系伴生礦產(chǎn)以鋁土礦、耐火粘土、高嶺巖為明顯特征;中新生代煤盆地及煤一火山巖盆地趨于種類多樣化和復雜化。另外,如陸相煤系與近海煤系、構造變動強烈與微弱地區(qū)、有與無巖漿侵入的煤系、區(qū)域熱力變質(zhì)程度高與低的煤田等不同宏觀背景中的伴生礦產(chǎn)的種類和分布各具一定特點。從更高級別構造背景上看,在不同的大地構造位置,伴生礦產(chǎn)分布具一定規(guī)律或構成不同的礦產(chǎn)系列,如我國東部中生代煤一火山巖盆構造帶為大量沸石、珍珠巖、膨潤土、凹凸棒石等伴生礦產(chǎn)的重要成礦帶。煤系伴生礦產(chǎn)的分布特點對各地區(qū)廣泛而有選擇地利用資源是個有利條件。加強煤系伴生資源分布規(guī)律的研究有助于提高找礦的預測性。第一節(jié)、概述13四、礦產(chǎn)賦存方式多樣按照伴生礦層及礦體在含煤巖系中存在的宏觀特征,將賦存方式分為:(1)巖層型式指礦層以巖層型式賦存于含煤建造中。礦層或含礦層作為與含煤巖系同生的地質(zhì)體構成建造的組成部分。按其巖石類別可進一步劃分為碎屑巖層型式和火山巖層型式兩種,前者指伴生礦產(chǎn)賦存于正常沉積巖層中,如耐火粘土礦,后者指賦存于與含煤建造同期形成的火山巖、火山凝灰?guī)r及其夾層中或與這些異常巖層有關,如煤一火山巖盆地中的沸石、珍珠巖、膨潤土礦等。第一節(jié)、概述14

(2)煤層型式指伴生礦產(chǎn)賦存于煤層中,如煤中的伴生元素礦產(chǎn)、煤層高嶺石夾研以及煤層甲烷等。(3)界面型式指賦存于煤盆地充填序列中構造層序界面之上及附近,或與不整合面有關。其常見的伴生礦產(chǎn)有界面粘土礦、鐵礦、鋁土礦等。(4)侵入型式指賦存于煤系的巖墻、巖床、巖脈等后期侵入體及其有關的礦產(chǎn),如石墨、輝綠巖等礦。含煤巖系伴生礦產(chǎn)的宏觀賦存型式是重要的地質(zhì)特征之一,反映了伴生資源形成的階段性、地質(zhì)條件和成礦作用。其研究有利于指導找礦。第一節(jié)、概述15五、礦床類型復雜礦床的形成是各種地質(zhì)因素綜合作用的結果。煤系眾多的伴生礦產(chǎn)形成于不同期次和不同地質(zhì)條件,每一礦種均具各自的成因過程和地質(zhì)特征,但同一礦種可形成于不同演化階段和不同地質(zhì)背景。相同的演化階段和地質(zhì)背景亦可形成不同種類的伴生礦產(chǎn)。因此,從煤系伴生礦產(chǎn)的資源地質(zhì)而言,其類型的復雜性是不言而喻的。但是,從伴生礦產(chǎn)的成礦階段及成礦基本地質(zhì)條件等方面考查,可以劃分為幾種宏觀成因類型:第一節(jié)、概述16(1)同沉積型,即與含煤巖系同期沉積和充填的礦床,或稱原生型礦床。巖層型式賦存的礦產(chǎn)大部分屬于此類,特別是具重要地位的煤系典型沉積礦產(chǎn)。同沉積型伴生礦產(chǎn)的成礦聚積主要受控于原始聚煤盆地的物源物質(zhì)、沉積古地理及沉積環(huán)境、古氣侯和介質(zhì)地球化學條件等。(2)古風化型,以界面型式賦存的礦產(chǎn)多屬于這種風化成因類型。古風化型礦床類型主要的成礦因素為古構造運動面的存在及其特征、先期沉積的礦源巖性質(zhì)和古氣候特征等。第一節(jié)、概述17(3)巖漿型,屬于后生型伴生礦床。包括侵入型式賦存的礦產(chǎn)以及區(qū)域巖漿熱引起的煤系中、低溫熱液有關的礦床。此種類型決定于煤系后期構造變動和巖漿活動等因素。(4)復合型,即由原生到后生多次疊加成礦作用形成的伴生礦床,即復合成因型礦床。鑒于煤系伴生礦床類型的復雜性,在研究某種伴生礦產(chǎn)的地質(zhì)特征和成因類型時,注意綜合研究各種伴生礦產(chǎn)的共生組合規(guī)律和成因聯(lián)具重要意義。第一節(jié)、概述18六、礦產(chǎn)便于開發(fā)利用在資源利用方面,煤系伴生礦產(chǎn)多數(shù)具易采、易用和經(jīng)濟上見效快等特點。含煤巖系一般埋藏較淺,其礦產(chǎn)不少適于露天開采,在現(xiàn)有煤礦山,不用增加很多設備可實現(xiàn)煤與其它礦產(chǎn)的綜合開采。煤系有些伴生礦產(chǎn)采出后不用加工便可直接利用,煤層型式賦存的有關礦產(chǎn)在煤的洗選、加工和利用過程中可合理回收,一些大型煤礦對伴生資源的開發(fā)可充分利用已有礦山和物質(zhì)條件。在資源利用的組織形式上,除了有些需要國家投入、建設大型礦山和選礦加工廠外,更多的煤系伴生資源適合于機動靈活的小型開發(fā),便于各地區(qū)根據(jù)其資源狀況和市場需要作合理選擇。這些都反映出煤系伴生資源具開發(fā)便利,投資少、投產(chǎn)快和易產(chǎn)生經(jīng)濟效益等特點。第一節(jié)、概述19第二節(jié)、高嶺土礦高嶺土是一種非金屬礦產(chǎn)，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖。因江西省景德鎮(zhèn)高嶺村而得名。質(zhì)純的高嶺土呈潔白細膩、松軟土狀，具有良好的可塑性和耐火性等理化性質(zhì)。其礦物成分主要由高嶺石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脫石以及石英、長石等礦物組成。高嶺土用途十分廣泛，主要用于造紙、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、顏料、砂輪、鉛筆、日用化妝品、肥皂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、紡織、石油、化工、建材、國防等工業(yè)部門。

20一、高嶺土物化性質(zhì)物化性質(zhì)：多無光澤，質(zhì)純時顏白細膩，如含雜質(zhì)時可帶有灰、黃、褐等色。外觀依成因不同可呈松散的土塊狀及致密狀態(tài)巖塊狀。密度2．54-2．60g/cm3。熔點約1785℃。具有可塑性，濕土能塑成各種形狀而不致破碎，并能長期保持不變。第二節(jié)、高嶺土礦21二、高嶺土礦床成因類型以高嶺土礦床成因為基礎，根據(jù)不同成礦作用所體現(xiàn)的成礦地質(zhì)、地理條件、礦床規(guī)模、礦體形態(tài)和賦存特征、礦石物質(zhì)組分等方面的差異，《高嶺土礦地質(zhì)勘探規(guī)范》將中國高嶺土礦床劃分為三種類型、六種亞類型。1、風化型：又分為風化殘積亞型和風化淋積亞型；2、熱液蝕變型：又分為熱液蝕變亞型和現(xiàn)代熱泉蝕變亞型；3、沉積型：又分為沉積和沉積-風化亞型及含煤地層中高嶺石粘土巖亞型。第二節(jié)、高嶺土礦22三、高嶺土礦石工業(yè)類型根據(jù)其質(zhì)地、可塑性和砂質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分為三種類型：1、硬質(zhì)高嶺土：質(zhì)硬，無可塑性，粉碎細磨后具可塑性。2、軟質(zhì)高嶺土：質(zhì)軟，可塑性較強，砂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)<50%；3、砂質(zhì)高嶺土：質(zhì)松軟，可塑性較弱，砂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)>50%。第二節(jié)、高嶺土礦23四、高嶺土分布目前我國高嶺土礦點有700多處，對200處礦點探明儲量為30億噸，礦點較為分散。其中煤系高嶺土16.7億噸，主要分布在中國北方的東北、西北的石炭一二疊紀煤系中，以煤層中夾矸、頂?shù)装寤騿为毜V層形式存在。中國是產(chǎn)煤大國，基本上大型煤礦都伴生有煤系高嶺土，因而煤系高嶺土儲量十分豐富。非煤系高嶺土1996年探明工業(yè)儲量14.32億噸。第二節(jié)、高嶺土礦24與其它非金屬資源相比，高嶺土不屬于中國的優(yōu)勢資源，如按人均算則更為短缺。而且中國高嶺土資源的分布比較分散，品位不高，大多數(shù)為煤系高嶺土（國外很少），需要經(jīng)過煅燒或改性，用于造紙涂布有天然的局限性。而且煤系高嶺土由于屬于煤的伴生礦，難以大規(guī)模開采利用。在中國，非煤系高嶺土與煤系高嶺土儲量相當，但絕大多數(shù)為管狀高嶺土，粘度大，不能用于造紙涂布。據(jù)所了解資料，只有廣東、廣西、安徽、河北沙河的高嶺土資源可以開發(fā)用于造紙涂料，因此資源十分寶貴。河北沙河在90年代中后期曾在國內(nèi)造紙涂料市場與茂名高嶺土有過激烈競爭，但已經(jīng)由于資源不足，逐漸萎縮。

第二節(jié)、高嶺土礦25五、高嶺土工藝特性（1）白度亮度白度是高嶺土工藝性能的主要參數(shù)之一，純度高的高嶺土為白色。高嶺土白度分自然白度和煅燒后的白度。對陶瓷原料來說，煅燒后的白度更為重要，煅燒白度越高則質(zhì)量越好。陶瓷工藝規(guī)定烘干105℃為自然白度的分級標準，煅燒1300℃為煅燒白度的分級標準。白度可用白度計測定。高嶺土的顏色主要與其所含的金屬氧化物或有機質(zhì)有關。一般含F(xiàn)e2O3呈玫瑰紅、褐黃色；含F(xiàn)e2+呈淡藍、淡綠色；含MnO2呈淡褐色；含有機質(zhì)則呈淡黃、灰、青、黑等色。這些雜質(zhì)存在，降低了高嶺土的自然白度，其中鐵、鈦礦物還會影響煅燒白度，使瓷器出現(xiàn)色斑或熔疤。第二節(jié)、高嶺土礦26五、高嶺土工藝特性（2）粒度分布粒度分布是指天然高嶺土中的顆粒，在給定的連續(xù)的不同粒級（以毫米或微米篩孔的網(wǎng)目表示）范圍內(nèi)所占的比例（以百分含量表示）。高嶺土的粒度分布特征對礦石的可選性及工藝應用具有重要意義，其顆粒大小，對其可塑性、泥漿粘度、離子交換量、成型性能、干燥性能、燒成性能均有很大影響。高嶺土礦都需要進行技術加工處理，是否易于加工到工藝所要求的細度，已成為評價礦石質(zhì)量的標準之一。各工業(yè)部門對不同用途的高嶺土都有具體的粒度和細度要求。如美國對用作涂料的高嶺土要求小于2μm的含量占90—95%，造紙?zhí)盍闲∮?μm的占78—80%。第二節(jié)、高嶺土礦27五、高嶺土工藝特性（3）可塑性高嶺土與水結合形成的泥料，在外力作用下能夠變形，外力除去后，仍能保持這種形變的性質(zhì)即為可塑性。可塑性是高嶺土在陶瓷坯體中成型工藝的基礎，也是主要的工藝技術指標。通常用可塑性指數(shù)和可塑性指標來表示可塑性的大小?？伤苄灾笖?shù)是指高嶺土泥料的液限含水率減去塑限含水率，以百分數(shù)表示，即W塑性指數(shù)=100(W液性限度-W塑性限度）?？伤苄灾笜舜砀邘X土泥料的成型性能。高嶺土的可塑性可分為四級。強可塑性中可塑性弱可塑性非可塑性第二節(jié)、高嶺土礦28五、高嶺土工藝特性（4）化學式

Al2O3-2SiO2-2H2O第二節(jié)、高嶺土礦29五、高嶺土工藝特性（5）結合性結合性指高嶺土與非塑性原料相結合形成可塑性泥團并具有一定干燥強度的性能。結合能力的測定，是在高嶺土中加入標準石英砂（其質(zhì)量組成0.25—0.15粒級占70%，0.15—0.09mm粒級占30%）。以其仍能保持可塑泥團時的最高含砂量及干燥后的抗折強度來判斷其高低，摻入的砂越多，則說明這種高嶺土結合能力就越強。通常凡可塑性強的高嶺土結合能力也強。第二節(jié)、高嶺土礦30五、高嶺土工藝特性（6）粘性和觸變性粘性是指流體內(nèi)部由于內(nèi)摩擦作用而阻礙其相對流動的一種特征，以粘度來表示其大小（作用于1單位面積的內(nèi)摩擦力），單位是Pa·s。粘度的測定，一般采用旋轉粘度計，以在含70%固含量的高嶺土泥漿中的轉速來衡量。在生產(chǎn)工藝中，粘度具有重要意義，它不僅是陶瓷工業(yè)的重要參數(shù)，對造紙工業(yè)影響也很大。據(jù)資料表明，國外用高嶺土作涂料，在低速涂布時要求粘度約0.5Pa·s，高速涂布時要求小于1.5Pa·s。觸變性指已經(jīng)稠化成凝膠狀不再流動的泥漿受力后變?yōu)榱黧w，靜止后又逐漸稠化成原狀的特性。以厚化系數(shù)表示其大小，采用流出粘度計和毛細管粘度計測定。粘性和觸變性與泥漿中礦物成分，粒度及陽離子類型有關，一般，蒙脫石含量多的，顆粒細的，交換性陽離子以鈉為主的，其粘度和厚化系數(shù)高。因此工藝上常用添加可塑性強的粘土、提高細度等方法提高其粘性和觸變性，用增加稀釋電解質(zhì)和水分等方法降低之。第二節(jié)、高嶺土礦31五、高嶺土工藝特性（7）燒結性燒結性是指將成型的固體粉狀高嶺土坯體加熱至接近其熔點（一般超過1000℃）時，物質(zhì)自發(fā)地充填粒間隙而致密化的性能。氣孔率下降到最低值，密度達到最大值的狀態(tài)，稱為燒結狀態(tài)，相應的溫度稱為燒結溫度。繼續(xù)加熱時，試樣中的液相不斷增加，試樣開始變形，此時溫度即稱轉化溫度。燒結溫度與轉化溫度的間隔稱燒結范圍。燒結溫度和燒結范圍在陶瓷工業(yè)中是決定坯料配方、選擇窯爐類型的重要參數(shù)。試料以燒結溫度低、燒結范圍寬（100—150℃）為宜，工藝上可以用摻配助熔原料及將不同類型的高嶺土按比例摻配的方法控制燒結溫度及燒結范圍。第二節(jié)、高嶺土礦32五、高嶺土工藝特性（8）燒成收縮燒成收縮性是指已干燥的高嶺土坯料在燒成過程中，發(fā)生一系列物理化學變化（脫水作用、分解作用、生成莫來石，易熔雜質(zhì)熔化生成玻璃相充填于質(zhì)點間的空隙等），而導致制品收縮的性能，也分為線收縮和體收縮兩種。同干燥收縮一樣，燒成收縮太大，容易導致坯體開裂。另外，焙燒時，坯料中若混有大量的石英，它將發(fā)生晶型轉化(三方→六方），使其體積膨脹，也會產(chǎn)生反收縮。第二節(jié)、高嶺土礦33五、高嶺土工藝特性（9）耐火性耐火性是指高嶺土抵抗高溫不致熔化的能力。在高溫作業(yè)下發(fā)生軟化并開始熔融時溫度稱耐火度。其可采用標準測溫錐或高溫顯微直接測定，也可用M．A．別茲別洛道夫經(jīng)驗公式進行計算。耐火度t（℃）=[360+Al2O3-R2O]/0.228式中：Al2O3為SiO2和Al2O3分析結果之和為100時其中Al2O3所占的質(zhì)量百分比；R2O為SiO2和Al2O3分析結果之和為100時其它氧化物所占的質(zhì)量百分比。通過此公式計算耐火度的誤差在50℃以內(nèi)。耐火度與高嶺土的化學組成有關，純的高嶺土的耐火度一般在1700℃左右，當水云母、長石含量多，鉀、鈉、鐵含量高時，耐火度降低，高嶺土的耐火度最低不小于1500℃。工業(yè)部門規(guī)定耐火材料的R2O含量小于1.5—2%，F(xiàn)e2O3小于3%。第二節(jié)、高嶺土礦34五、高嶺土工藝特性（10）懸浮性懸浮性和分散性指高嶺土分散于水中難于沉淀的性能。又稱反絮凝性。一般粒度越細小，懸浮性就越好。用于搪瓷工業(yè)的高嶺土要求有良好的懸浮性。一般據(jù)分散于水中的樣品經(jīng)一定時間的沉降速度來確定其懸浮性能的好壞。第二節(jié)、高嶺土礦35五、高嶺土工藝特性（11）可選性可選性是指高嶺土礦石經(jīng)手工挑選，機械加工和化學處理，以除去有害雜質(zhì)，使質(zhì)量達到工業(yè)要求的性能。高嶺土的可選性取決于有害雜質(zhì)的礦物成分、賦存狀態(tài)、顆粒大小等。石英、長石、云母、鐵、鈦礦物等均屬有害雜質(zhì)。高嶺土選礦主要包括除砂、除鐵、除硫等項目。第二節(jié)、高嶺土礦36五、高嶺土工藝特性（12）吸附性高嶺土具有從周圍介質(zhì)中吸附各種離子及雜質(zhì)的性能，并且在溶液中具較弱的離子交換性質(zhì)。這些性能的優(yōu)劣主要取決于高嶺土的主要礦物成分。第二節(jié)、高嶺土礦37五、高嶺土工藝特性（13）化學穩(wěn)定高嶺土具有強的耐酸性能，但其耐堿性能差。利用這一性質(zhì)可用它合成分子篩。（14）電絕緣性優(yōu)質(zhì)高嶺土具有良好的電絕緣性，利用這一性質(zhì)可用之制作高頻瓷、無線電瓷。電絕緣性能的高低可以用它的抗電擊穿能力來衡量。第二節(jié)、高嶺土礦38六、煤系伴生高嶺土的賦存方式煤系伴生資源中，高嶺土大量存在，它們賦存的方式有：（一）作為夾矸存在，這些資源質(zhì)優(yōu)，易開采，雖然厚度不大，但因夾在煤層中間不需專門開采，揀選就可獲得效益。這些層位的高嶺土資源可以深加工提高附加值。（二）煤層底板或兩層中間的煤系夾層，是存在最普通的一種賦存形式。這些高嶺土資源一般厚度大，分布穩(wěn)定，雖然其質(zhì)量比高嶺石泥巖夾矸稍差，但也往往出現(xiàn)質(zhì)量高的層段，如與底板同時開采，可能提高工作面高度，從而改善井下勞動條件。(三）在煤系地層中距煤層較遠，均是優(yōu)質(zhì)高嶺土資源。由于距煤層遠，不適于采煤過程中開發(fā)。第二節(jié)、高嶺土礦39七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

高嶺石族的礦物成員包括高嶺石、多水高嶺石、變水高嶺石、迪開石、珍珠陶土等，其化學通式為Al2·Si2O5（OH）4·nH2O。高嶺石、迪開石及珍珠陶土以不含結晶水為特征，即n=0。多水高嶺石含兩個結晶水。變水高嶺石介于二者之間。理論上，高嶺石族的化學成分差異僅僅是含水量的不同。在高嶺石族礦物的分子式中，理論上克分子比應符合Al2O3：SiO2=1：2。如果不符合這個比例，則說明高嶺土中含有其它雜質(zhì)。一般高嶺土中除了SiO2、Al2O3、H2O三種主要成分外常含有少量的Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O等氧化物，還可能發(fā)現(xiàn)硫酐（SO3）、CO2、MnO2、P2O5及其它氧化物。常規(guī)的高嶺土化學分析，就包括上述氧化物。根據(jù)上述氧化物及燒失量（I、L)的分析結果，足以判斷高嶺土的質(zhì)量。第二節(jié)、高嶺土礦40七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

燒失量（Lossonignition，縮寫為LOI），即將在105—110℃烘干的原料在1000—1100℃灼燒后失去的重量百分比。原料燒失量的分析有其特殊意義。它表征原料加熱分解的氣態(tài)產(chǎn)物（如H2O，CO2等）和有機質(zhì)含量的多少，從而可以判斷原料在使用時是否需要預先對其進行煅燒，使原料體積穩(wěn)定。按照化學分析所得到的成分，可以判斷原料的純度，大致計算出其耐火性能，借助有關相圖也可大致計算出其礦物組成。

高嶺土中往往還含有一些吸咐元素，這些元素多是在地殼中高度分散、含量甚微的微量組分，一般情況下對高嶺土質(zhì)量影響不大，用常規(guī)分析方法難以發(fā)現(xiàn)它們的存在，特殊情況下它們可以富集，甚至具有工業(yè)意義。

第二節(jié)、高嶺土礦41七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

燒失量（IL)主要指高嶺石礦物加熱時，參加礦物相的結構水脫失，即參與晶格配位的羥基以水的形式脫失；其次指有機質(zhì)混入物以植物纖維、瀝青、固體碳及腐植酸形式存在時，加熱過程中以水的形式的脫失。通常純高嶺土的燒失量在12-15%(理論上高嶺石燒失量為13.96%）。如含大量石英或長石雜質(zhì)時，其燒失量明顯降低。伊利石和絹云母類粘土礦物的存在，也相應降低燒失量。如果高嶺土的燒失量增高，說明含有多水高嶺石、富鋁礦物。當燒失量超過理論值很大時，可以推測高嶺土中含碳酸鹽或硫酸鹽礦物。如果原礦外貌呈灰、黑或褐色，則可能含有機質(zhì)。對于不含有機質(zhì)及硫酐之類的高嶺土，根據(jù)Al2O3的含量可以初步判斷其燒失量的大小。一般是高嶺土越純，含量越高，燒失量也越大。它們之間的對應關系如下：

第二節(jié)、高嶺土礦42七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

第二節(jié)、高嶺土礦43七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

SiO2是高嶺土中含量最高的組分，通常純高嶺土中SiO2含量介于45%-55%之間（高嶺石的SiO2理論值為46.54%,)，如果在分析結果中，SiO2含量明顯偏高，則說明高嶺土中有游離石英存在，這在殘積或沉積型高嶺土礦床中是常見的。游離石英的存在，使高嶺土品位下降。同時，游離石英的分布往往不均勻，粒徑大小也不一致，這就影響到利用高嶺土的生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。石英顆?；烊胩沾膳髁现?，可降低可塑性，使陶瓷制品出現(xiàn)釉裂、炸裂、剝釉等；混入耐火材料，在石英與Al2O3含量成一定比例時，形成低共熔物，降低耐火度；用于造紙工業(yè)時，降低紙張表面的光滑度，出現(xiàn)砂眼，甚至磨損刮刀和造紙機等。因此對高嶺土中SiO2的含量均有一定要求，通常純的或精選過的高嶺土，SiO2的含量控制在48-51%.

第二節(jié)、高嶺土礦44七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

Al2O3是高嶺土中僅次于SiO2的氧化物，高嶺石礦物的Al2O3理論值是39.5%，在高嶺土中Al2O3的含量與SiO2是互為消長的。如果高嶺土中含游離石英，則Al2O3的含量將會降低。如果高嶺土中Al2O3的含量超過理論值，說明原礦中含有富鋁礦物，通常為一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石、剛玉等。Al2O3在高嶺土中是有益成分，一般高嶺土的精制加工，常是雜質(zhì)成分（主要是SiO2）降低，Al2O3富集提高的過程。高嶺土中Al2O3的含量高，可以提高高嶺土的耐火度、燒結溫度、粘結性與細度等。在優(yōu)質(zhì)高嶺土中，Al2O3/SiO2含量比值一理論般在之間。高嶺石礦物Al2O3/SiO2理論值為0.85。該比值＞0.85，說明有富鋁礦物存在，會提高耐火度。而＜0.70時，說明有游離石英存在，耐火度會降低。第二節(jié)、高嶺土礦45七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

Fe2O3和TiO2是高嶺土的主要染色物質(zhì)。微量的鐵和鈦雜質(zhì)的混入，即能影響高嶺土的白度。鐵鈦雜質(zhì)的混入，還會使高嶺土的耐火度明顯降低。若用于電瓷生產(chǎn)，能降低電瓷制品的絕緣性能；用于填料，可使橡膠、塑料制品發(fā)泡過早老化。因此，各工業(yè)部門對高嶺土中的鐵、鈦含量均有具體規(guī)定。第二節(jié)、高嶺土礦46七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

在高嶺石礦物的層狀結晶格架中，Si4+可被少量Fe3+或Al3+或Mn2+所置換，這是Fe3+參加高嶺土結晶格架的一種存在形式，對高嶺石礦物來說微不足道。在高嶺土中，大量的鐵雜質(zhì)是以含水氧化鐵[Fe(OH)3·nH2O]或細分散黃鐵礦（FeS2）的形式混入。在煤系中，后者比前者更重要。煤系高嶺土鐵是影響質(zhì)量的重要有害組分。鈦的地球化學性質(zhì)與鐵很相近，兩者經(jīng)常共生在一起。特別在沉積型的次生高嶺土中，更是普遍存在。通常TiO2含量為0.5%-1.2%，高者可達2%以上。鈦在高嶺土中的含量與分布相對比較穩(wěn)定。一般在評價高嶺土的質(zhì)量時Fe2O3+TiO2<1%，為上品。第二節(jié)、高嶺土礦47七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

K2O、Na2O、CaO、MgO都是低熔點成分，它們的存在會影響高嶺土的燒結溫度，降低耐火度。這些組分的存在也會影響高嶺土的質(zhì)量評價。在高嶺土的原始母質(zhì)中，鈣、鎂多來自長石和其它暗色礦物，例如黑云母、角閃石等。純高嶺土的鈣和鎂含量很少，一般都以雜質(zhì)狀態(tài)出現(xiàn)。如果高嶺土中鈣、鎂含量明顯偏多，說明原巖高嶺土的轉化不徹底，高嶺土的質(zhì)量很差。K2O和Na2O大量存在于長石中。此外，一些粘土礦物。如伊利石、絹云母中也含一定的K2O和Na2O。溶液中的K+、Na+很易被粘土礦吸咐。長石未徹底分解，其鉀、鈉多存在于粗粒組分中。細粒粘土物質(zhì)中的鉀、鈉，可能是高嶺土中混有伊利石、絹云母之類的粘土礦物或呈吸咐狀態(tài)之故。有時在陶瓷工業(yè)中故意摻入一些鉀、鈉。陶瓷釉料配方中含有鉀和鈉，可以降低熔點，但含量應嚴格控制在一定范圍內(nèi)，以保持制品在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定。第二節(jié)、高嶺土礦48七、高嶺土的質(zhì)量評價方法

硫酐（SO3）也是高嶺土中常見的雜質(zhì)組分。風化殘積或沉積型的高嶺土中可能混有明礬石、石膏。在煤系的高嶺土中，硫化鐵（FeS2）更是常見組分，其含量甚至可達1%-10%。當SO3以硫化物分解后的產(chǎn)物混入高嶺土中時，分解產(chǎn)物的可熔性鹽類主要是硫酸鹽。在陶瓷工業(yè)中，硫是極為有害的成分。硫與鐵在一起，焙燒時鐵以低價氧化物形式留在坯體內(nèi)，生成含鐵硅酸鹽，不僅使坯體顏色變黑，還可能造成坯體內(nèi)部或表面的黑色熔洞。在陶瓷生產(chǎn)中，對硫酐的控制是很嚴格的，一般要求SO3含量<1%。第二節(jié)、高嶺土礦49八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦自然界產(chǎn)出的高嶺土，不論屬何種成因，大多數(shù)不是由純粹的高嶺石礦物組成，原礦中常含石英、長石、云母及巖屑等粗粒物質(zhì)和硫、鐵、鈦等多種雜質(zhì)。為了使礦石質(zhì)量提高，以適用于多種工業(yè)用途，目前很多部門在悉心研究高嶺土的提純精制技術。隨著對高嶺土需求量的增加，優(yōu)質(zhì)高嶺土礦山的資源量已日漸枯竭。自70年代以來，國內(nèi)外在提純高嶺土技術方面取得了很大進展。由于高嶺土原礦的成因、形成時代和經(jīng)歷的地質(zhì)歷史的差別，原礦物理性質(zhì)、分布特征及混入物成分的千差萬別，使用部門對高嶺土質(zhì)量要求的不盡一致，目前還難有一種標準的精選設備適用于所有場合?，F(xiàn)在，精選高嶺土大致采用的方法不外下面幾種：①手選法，②重力法，③浮選法，④磁選法，⑤化學法。

50八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦除上述幾種精選方法外，還有電滲電解精選法及其它不常用的方法。選擇精制高嶺土的方法，主要考慮礦床的地質(zhì)產(chǎn)狀、原礦的物理化學性質(zhì)、所含混入物的性質(zhì)、提純效果及不同部門對純度的要求而定，可采用一種或多種精選方法。目前我國大部分礦山以手選與重力法為主，其它方法僅限于少量大型礦山及有關科研單位試驗性生產(chǎn)，尚未廣泛應用于所有礦山。51八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦一、手選法這是一種最原始的古老選礦方法，迄今仍被許多中小礦山廣泛采用。此法是把開采出來的礦石運至堆場，由工人憑原礦外觀質(zhì)量分級揀出，分別堆放。這種選礦方式能除去外觀可見雜質(zhì)，如非礦石的巖石成分、較大的黃鐵礦等。揀選后的礦石成分可穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。但此法效率低，對看不見的雜質(zhì)成分難以除去，更無法進一步純化原料。新汶礦區(qū)在運輸皮帶及矸石山上揀選11煤夾矸即采用此法。此法不需設備，技術含量低，較原始。52八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

二、重力法借助高嶺土與其所含雜質(zhì)的相對密度不同、粒度不等、粘度不一致等物理性質(zhì)差別，以及二者在液體中懸浮性能及沉降速率不同的特性，選用一些比較簡單的設備，使有用礦物和混入的雜質(zhì)分離，即重力法。該法在軟質(zhì)和半軟質(zhì)粘土的選礦中效果較好。硬質(zhì)粘土選礦時，先將硬質(zhì)粘土破碎為一定大?。ㄈ缙浦?20目），通常需要淘洗池、耙式水選機、浮槽水選機、搖床、離心沉淀機、水力旋流器等設備。53八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦（一）淘洗法：也稱水簸法。此法根據(jù)細粒高嶺土與粗粒雜質(zhì)懸浮水中時，具有不同的沉降速度來實現(xiàn)選礦的。若在空氣中進行簸選，稱為風篩法。淘洗系統(tǒng)一般由粉碎機、攪拌機、除砂機沉淀池與壓濾機等組成，淘洗按下列步驟進行。1淘洗操作前，對在水中不能自行崩解的泥塊或礦石進行粉碎。若原礦混有塊狀雜質(zhì)，宜進行一次粗篩。54八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦2將粉碎的原礦或軟質(zhì)、半軟質(zhì)粘土與水混合，以獲得懸浮體。這道工序可在帶有攪拌器的搗漿池中進行。3沉淀粗粒雜質(zhì)時，可使上述懸浮泥漿由搗漿池中流入除砂槽。經(jīng)過一定距離的流動，懸浮泥漿中的粗粒雜質(zhì)在除砂槽中沉淀，有用的泥漿流至沉淀池。泥漿流至沉淀池前通過篩網(wǎng)，以除去殘留粗粒雜質(zhì)及樹皮、木屑、雜草等混入物。4懸浮泥漿在沉淀池中靜置一定時間后泥漿發(fā)生沉淀，排去上部的清水，即剩下較稠的粘土與水的混合物。5濃縮后的泥漿用泵送至壓濾機脫水后成為泥餅，再干燥成塊狀，即可得到精選礦。淘洗法操作方便，設備簡單，使用較廣泛。膨潤土的精選也可采用此法。其缺點是占地面積較大，勞動強度高，而且生產(chǎn)效率低。此法又能分離出50um以上的機械混合物，幾個微米的雜質(zhì)無法使用此法分離。55八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦水力旋流器：水力旋流器結構簡單，投資小，無轉動部件，維修方便，分離精度高，產(chǎn)量波動范圍也大，在國內(nèi)外高嶺土精制加工中一直被廣泛采用。不同的原礦與旋流分離器的型號應搭配得當，這點至關重要。56八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦水力旋流器的結構與旋風分離器相似；但尺寸小得多。工作時，將原礦料漿配好，沿切線方向在一定壓力下注入旋流器上方（粗端）。在離心力作用下，粗和重的物料被拋向旋流器內(nèi)壁，沿著內(nèi)壁邊緣向下滑行至圓錐體底部。圓錐體最底端有排砂口，粗粒雜質(zhì)排出，細粒料漿通過圓錐體頂端（上部）的溢流管流出。57八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦58八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦衡量水力旋流器精選質(zhì)量的主要指標之一是邊界粒度（即分離粒度），即由上端溢流管中溢流出的料漿最大粒度。大于這個粒度的物料由排砂口排出。邊界粒度δ、水力旋流器的結構參數(shù)和工藝參數(shù)可由下式表示：

59八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦精選高嶺土時，邊界粒度宜選在30um左右，并以此來選擇水力旋流器的尺寸與工藝控制。水力旋流器最大圓筒直徑的選擇，主要決定于對生產(chǎn)能力與邊界粒度的要求。當生產(chǎn)能力要求高，邊界粒度大時，宜選用直徑較大的水力旋流器。當生產(chǎn)能力要求大而邊界粒度小時，宜選用小直徑的水力旋流器并聯(lián)組合使用。在陶瓷工業(yè)部門精選高嶺土時，通常選用最大圓筒直徑為75-200mm的水力旋流器。從上式可知，為了取得更細的邊界粒度（20um以下），提高進口壓力的效果比減少旋流器直徑要差得多。所以，通常采用維持恒定的進口壓力。如用泵供漿，當進口壓力較低、壓力波動很大時，可將料漿打入高位穩(wěn)壓池中，由穩(wěn)壓池自流供漿。水力旋流器的進口壓力一般為49-96kpa。要獲得較細的邊界粒度時，進口壓力需要維持在147-196kpa。

60八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦當進口壓力一定時，增大溢流管直徑可以提高生產(chǎn)能力，但要獲得良好的分級作用，宜使溢流管直徑為0.2-0.4m。增加溢流管在水力旋流器中的沉沒深度，也會造成邊界粒度的增大。給漿管直徑減少，則水力旋流器的生產(chǎn)能力降低，溢流管的邊界粒度變小，排砂管中的細粒物料相應減少。增大旋流器的錐體角度，會降低設備高度，增大邊界粒度。一般用于精選高嶺土的水力旋流器的錐角α約為10-20oC。61八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦在其他條件不變時，供給料漿的顆粒愈粗，濃度愈大，其邊界粒度也愈粗。料漿過濃會使排砂管超負荷，部分沉砂將進入溢流管。在精制高嶺土中，要獲得細的邊界粒度，其料漿濃度一般控制在10%左右。通常，水力旋流器給漿管中供分離的料漿細度要求小于1mm。當需處理粗粒料漿而又要獲得細的溢流粒度時，可以將多級水力旋流于器串聯(lián)使用。一般隨著處理后的高嶺土產(chǎn)品粒度變細，高嶺土含量增加，化學品位中SiO2含量降低，Al2O3含量相應升高，F(xiàn)e2O3、SO3等雜質(zhì)的含量相應也降低，高嶺土質(zhì)量提高，這是因為高嶺土主要賦存于細顆粒之中。水力旋流器除了分離高嶺土中長石、石英等砂粒外，還能除去一部分粗黃鐵礦、菱鐵礦及其它巖屑顆粒，因而水力旋流器在高嶺土精制提純工藝中廣為采用。62八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦三、浮選法不同礦物表面被水浸潤的性質(zhì)有差別，親水礦物可在水中沉淀，疏水礦物易于浮起。根據(jù)這一原理設計的精選方法就是浮選法。63八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦（一）浮選劑法：為了提高浮選效果，一般要采用與被選礦物相適應的浮選劑（或稱捕集劑）。在這些浮選劑中被選礦物易于浮起，從而達到雜質(zhì)清除的目的。捕集劑在料漿中呈離子狀態(tài)存在，因而它能有選擇地被疏水礦物吸附，并靠液氣、氣固各界面的吸附作用使疏水礦物附著在捕集劑形成的泡沫上，并隨泡沫浮起。

64八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦浮選劑法適用于精選含鐵含鈦礦物、明礬石及有機質(zhì)、碳屑等，且一般只適用于粒度在20-70um左右的顆粒。對于平均粒徑小于1um的高嶺土顆粒，往往達不到提純的目的。據(jù)國內(nèi)外先進經(jīng)驗介紹，對此可采用超細度浮選、雙液層浮選及氨浸法浮選等方法來選擇性地除去各種雜質(zhì)礦物，達到高嶺土提純的效果。河北邯鄲陶瓷研究所及陶瓷公司，利用浮選劑法處理煤矸石中的硬質(zhì)高嶺土，除鐵效果甚好，礦石鐵含量經(jīng)浮選，處理后由1.43%降至0.35%除鐵率高達82.54%。65八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦TSO3為黃鐵礦與明礬石的總硫酐。同時，基本上除盡了夾雜的煤屑等有機質(zhì)，使一次性浮選處理的硬質(zhì)高嶺土達到了優(yōu)質(zhì)土的質(zhì)量要求。江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局實驗室與江蘇省陶瓷研究所等單位，對含高礬硫的蘇州土采用優(yōu)先浮選流程，在常溫或加溫下處理，也收到了明顯效果。66八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

（二）超細度浮選法：此法能處理小于3um（其中小于0.5um占50%）的礦物。如高嶺土中含銳鈦礦比較普遍，其粒徑大多小于1um因此必須采用此法清除。67八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦超細度浮選是用礦物載體（中間載體）來捕集要分離的微細礦物雜質(zhì)，常用的礦物載體有石灰石、方解石、螢石、硅石、重晶石及硫等，一般需磨至320目（小于50um）。在浮選高嶺土時，先使載體礦物吸附捕收銳鈦礦的捕集劑，再利用這種藥劑化的載體礦物吸附極細的鈦礦物雜質(zhì)。由于載體礦物較粗且被吸附在氣泡上，由載體攜帶的雜質(zhì)礦物也上升到泡沫層，排除泡沫雜質(zhì)后即達到提純高嶺土的目的。此法的浮選藥劑可用油酸作捕集劑，松油作起泡劑，還用一種可溶性堿土金屬當作浮選輔助劑加入礦漿，用氫氧化鈉把pH值調(diào)節(jié)到9，這樣能有效地提高浮選效果。

68八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦超細度浮選法是50年代末由美國英格爾哈特公司首創(chuàng)年，并于1959年建成第一座高嶺土超細度浮選廠，除掉了原礦中70%以上的鈦雜質(zhì)。超細度浮選法應用通常的浮選藥劑和設備，除了用來分離鈦雜質(zhì)外，還能分選高嶺土中極細的石英砂、電氣石及與銳鈦礦混在一起的氧化鐵等。此法的缺點是大量礦物載體的加用及其回收是一問題，且工藝較為煩瑣。

69八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦一般常用的浮選劑有油酸鈉、松樹油、伍德雜酚、煤油和雜酚的混合液等。

70八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

（三）雙液層浮選法：此法是針對超細度浮選法的缺點，采用一種不用載體礦物來除去鈦雜質(zhì)等礦物的浮選法。雙液層浮選法可以適用2um以下的顆粒大于80%的更細高嶺土的提純。71八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦雙液層浮選法與一般泡沫浮選法相似，不同的是用一種有機液體代替氣泡，用機械剪切攪拌動作在油相與水相間造成大量交界面，希望油滴很小且不出現(xiàn)穩(wěn)定的乳濁液。為使油層形成分散相液系，油與水的體積比不應大于1:2。目前國外使用的有兩種方法：

72八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

1、用硅酸鈉和一種堿將高嶺土懸浮液的pH值調(diào)節(jié)到8.5以上，用工業(yè)用煤油作為調(diào)和液，用脂肪酸作為捕集劑。將脂肪酸以及苯、四氯化碳等加入料漿中并攪拌，停留一段時間后就可形成雙層液體：一是高嶺土懸浮液，另一種是含雜質(zhì)的有機液，從而使雜質(zhì)和高嶺土分離開。分選前必須調(diào)正料漿的固體含量和加入適當?shù)姆稚狗诌x效果更理想。此法可在水力旋流器或重力沉淀池中進行，用于分離高嶺土中銳鈦礦、電氣石等著色雜質(zhì)。英國瓷土公司應用這個方法修建了一個處理量為50kg/h的實驗裝置，處理后電氣石雜質(zhì)選除量為85-90%，銳鈦礦雜質(zhì)選除量為75%左右，處理后的白度提高6-9%。73八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

2、另一方法是先在高嶺土料漿中加入分散劑，使PH為5-11，加入能選擇性地捕集其中一種礦物的陽離子捕集劑和四氯化碳，再用有機液調(diào)和。ph值在8-12時料漿乳化，形成高嶺土水層和含雜質(zhì)的有機液層，最后將兩者分離開，再過濾獲得精選高嶺土。這種方法在美國已得到應用，效果良好。74八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦影響雙液層浮選法提純高嶺土效果的因素有油水體積比、捕集劑加入量、攪拌速率、攪拌時間及油水兩相的分離時間。一般油水體積比控制在；捕集劑加入量按液體體積比約為0.1%左右；料漿中固體顆粒重量占左右；攪拌時間1-4分鐘；分離時間視高嶺土粒度而定，越細需時越長，一般為數(shù)分鐘到數(shù)小時；攪拌速度在400-2000往返/分鐘，通常為400-800往返/分鐘。

75八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

（四）氨浸浮選法：此法適用于分選高嶺土中的明礬石。高嶺土中的粗粒明礬石可借助于水力旋流器清除，但原礦中的細粒明礬石由于其相對密度與粒度均和高嶺土相似，不僅用重力法不能除去，而且一般的浮選法也無法清除。明礬石不溶于水、難溶于酸而溶于堿，應用明礬石的這些特性，江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局實驗室、武漢建材學院等單位開展了含明礬石高嶺土的氨浸除硫實驗。76八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦他們采用加溫氨浸工藝，即把磨成一定粒度的礦石與氨水混合，加熱到260-280℃，產(chǎn)生6864-7846kpa壓力，使明礬石中的R2SO4溶出。Al2(SO4)3與氨水反與溶出，應生成（NH4)2SO4與Al(OH)3，高嶺土中殘余的SO3降至0.5%以下，達到精制高嶺土的要求。經(jīng)過物相測定，高嶺土性能未破壞，同時得到制造鉀氨復合肥的副產(chǎn)品。上述加溫氨浸浮選法尚未得到工業(yè)性推廣應用，停留在試驗階段。77八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦（五）優(yōu)先浮選流程法：采用一定量的碳酸鈉、水玻璃、六偏磷酸鈉抑制高嶺土，用丁基黃藥、二號油葵脂分別浮選黃鐵礦、明礬石，即為此法。此法流程簡單，藥劑便宜，江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局實驗室試驗表明，是行之有效的除礬、硫方法。78八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦79八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦80八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦其工藝簡述如下：

1原礦漿破碎至2mm，加水玻璃4.6kg/t，碳酸鈉5kg/t，磨礦。

2加丁基黃藥166g/t，二號油葵脂33g/t，以分離黃鐵礦。

3加氧化石蠟皂0.75kg/t，分離明礬石。

4除去懸浮物，得到精選高嶺土。81八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦四、磁選法磁選分離的原理是將高嶺土中的磁性礦物在磁場中進行磁化、分離，從而達到清除磁性雜質(zhì)的目的。含鐵礦物大部分具有磁性，高嶺土中的鐵雜質(zhì)除一些含鐵礦物外，還有在原料加工粉碎過程中部分機械磨損的鐵屑混入物。82八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

含鐵礦物較常見的有黑云母、角閃石、磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦及黃鐵礦等，母巖風化過程中鐵礦物分解，以含水氧化鐵的形式混入沉積物中，通常稱為褐鐵礦。不同的礦物其磁化率有差別，根據(jù)磁化率的不同可將含鐵礦物分為強磁性、中磁性、弱磁性和非磁性四大類。強磁性物質(zhì)除金屬鐵外還有磁鐵礦；中磁性礦物有鈦鐵礦、赤鐵礦等；褐鐵礦、菱鐵礦等具有弱磁性；非磁性礦物有黃鐵礦。應用磁選機只能除去強磁性物質(zhì)。煤系高嶺土中的鐵礦物最常見的是褐鐵礦、黃鐵礦和菱鐵礦，多屬弱磁性和非磁性物質(zhì)，這給應用磁選法提純高嶺土帶來困難。83八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦磁選有干法、濕法二種，干法多用于分離粉末中的鐵屑，而濕法多用于分離料漿中的鐵屑。干法磁選機按裝置的結構分為電輪式磁選機、滾筒式磁選機和傳送帶式磁選機等。84八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦在濕法除鐵中一般采用過濾式濕法磁選機，其工作方法是先在線圈中通入直流電，使帶有篩板的鐵芯磁化，泥漿由漏斗加入，因靜水壓的作用料漿由下往上經(jīng)過篩板，含鐵雜質(zhì)被吸住，凈化的料漿由溢流槽流出。由于料漿通過篩板時呈薄層細流狀，故濕法磁選機的除鐵效果較好。

85八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

磁選機的除鐵效率同料漿相對密度及流量有關，料漿相對密度一般控制在1.7以下。為提高除鐵效率，也可將濕法磁選機多級串聯(lián)使用。另外，將振動篩和磁選機配合使用，其除鐵效果也好。不論是干法還是濕法，對分離高嶺土表面呈被膜狀的氧化鐵及呈細粒狀態(tài)的銳鈦礦、針鐵礦、黑云母、黃鐵礦等效果不佳?，F(xiàn)在國內(nèi)外都在試制和應用高梯度強力磁選機。實驗證明，這種磁選機不僅可以用來降低高嶺土中的鐵，還能降低鈦、硫、鉀等雜質(zhì)。86八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

1937年美國陶瓷工業(yè)正式提出高梯度強磁選機的專利，當時采用flanlg型高梯度磁選機。該機用鋼絲網(wǎng)作載磁體，由于磁場強度只有0.15T，效果并不理想，后被淘汰。第二次世界大戰(zhàn)后，將用于原子能工業(yè)的強磁系統(tǒng)引入磁選機，高嶺土的磁選技術得到了真正的發(fā)展。1955年英國人瓊斯設計了第一臺2T的濕式強磁選機，這種磁選機一直在西歐及捷克和斯洛伐克等國用來提純高嶺土。這種磁選機雖然磁場強度大，但梯度低，載磁體體積與工作體積之比相差很大（即單位磁化空間的載磁體吸附磁性物質(zhì)面積?。贿m用于分選高嶺土中粒度極細的弱磁性含鐵礦物。60年代出現(xiàn)了高梯度強磁選機（簡稱HgMS)，直到這時，磁選對高嶺土的提純可以說具有了劃時代的意義。87八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

近年來我國許多單位，也在試制高梯度強磁選機。這些單位有：蘇州瓷土公司與江西省有色金屬研究所合作設計的JSQC-2型濕式電瓷平環(huán)強磁選機，該機真磁強可達1.96T，經(jīng)試驗可使含鐵量可從1.25%下降至0.72%，但對黃鐵礦、菱鐵礦、氧化亞鐵等弱或無磁性鐵礦物的清除效果仍不理想；1980年湖南岳陽輕工機械廠也設計了1.5T的磁選機，效果尚好，已用于工業(yè)生產(chǎn)；此外，湖南長沙礦山冶金研究所研制的φ200周期〔ZK(a)HgMS-200-4402T型〕高梯度磁選分離機，處理蘇州青山高嶺土，使含F(xiàn)e2O3為2.6%左右的原泥，一次分離可以得到產(chǎn)率80-90%、含F(xiàn)e2O30.2-0.65%的精泥，達到了優(yōu)質(zhì)高嶺土的標準。該機分選室單位截面處理能力為0.4-0.7Kg/cm.h88八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦磁選法工序簡單，自動化程度高，占地面積小，經(jīng)濟效果好，基本不用任何化學藥劑，不存在排污問題，高嶺土的內(nèi)在質(zhì)量不受影響，同時也具有處理量大、運動部件少的優(yōu)點。如果采用高梯度強磁選機，不僅可以除去弱磁性物質(zhì)，而且可以除去許多金屬氧化物的順磁物質(zhì)，甚至還會把不帶磁性的有機物也分離出來，這些有機物與鐵磁性或順磁性物質(zhì)往往形成蜇合物。因此，可以預言，磁選法將在高嶺土提純工藝中占有重要位置。89八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦值得注意的是，目前國際市場上有型號眾多的磁選機或高梯度強磁選機，但并不都適用于提純高嶺土。由于原礦本身特點及所含雜質(zhì)的差別，在國外效果好的磁選機，也不一定適宜我國的選礦，故引進設備要充分論證。磁選機一次性設備投資大，功率消耗也高，這也是影響它普遍使用的重要原因之一。90八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦據(jù)試驗分析結果，磁力選礦法的效果主要與磁感應強度、選礦次數(shù)、原礦粒度大小有關。一次選礦的效果，除與被選對象的磁性有關外，理論上應是粒徑大、磁矩大、選礦效果好，但實際情況并非如此。投料粒度以小于65目篩為佳，高嶺土鐵質(zhì)大部聚集在細小顆粒之中，磁選對細顆粒部分的除鐵效果良好。

91八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦國外廣泛利用化學方法提純高嶺土的專利與文獻介紹很多。化學提純針對性強，試劑和設備簡單，收效也明顯，但生產(chǎn)成本高，操作煩瑣，自動化程度低，同時廢水、廢液處理困難，使用有一定局限。從技術和經(jīng)濟方面考慮，常把化學提純與其它方法配合使用，這樣會收效更大。如美國許多公司，常用超細度浮選法除鈦，再用化學還原法除鐵，用這兩種方法配合提純含鐵、鈦較高的高嶺土，我國蘇州瓷土公司研究所采用濕法漂白工藝，除去高嶺土表面鐵質(zhì)污染的氧化物等。

92八、高嶺土的精選和加工工藝第二節(jié)、高嶺土礦

化學法提純高嶺土由于使用的藥劑常對提純后的高嶺土的粒度組成、粘結性及某些化學性質(zhì)產(chǎn)生一定影響，因而不是所有用途的高嶺土原料均可采用化學提純。此外，采用化學法，也可人為地改變高嶺土的某些特性，如塑性、粘性、流動性或粒度組成等，以適合某些特定用途。因此化學法在某些情況下又是必需采用的提純方法，這些方法在國外均有很多專利。93九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

現(xiàn)今，據(jù)統(tǒng)計，世界上有50多個國家生產(chǎn)高嶺土，但質(zhì)量好、儲量大、產(chǎn)地集中、生產(chǎn)技術先進和產(chǎn)量高的國家并不多。截至70年代末，美、英、前蘇聯(lián)、前西德等國家的總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%以上，其中美國產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的35%左右，英國占世界總產(chǎn)量的21%左右。這個數(shù)字表明，高嶺土的生產(chǎn)在世界范圍內(nèi)發(fā)展很不平衡。94九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

我國是世界上最早利用高嶺土資源的國家，但至70年代末我國高嶺土資源的平均年產(chǎn)量僅有46.4萬t，占世界高嶺土總產(chǎn)量的3.17%，這與我國作為高嶺土資源大國的地位極不相稱。美國的佐治亞高嶺土公司年產(chǎn)量達100萬t以上。德國、捷克和斯洛伐克都有歐洲著名的高嶺土公司，年產(chǎn)量分別達50萬t以上。因此，高嶺土的生產(chǎn)和消耗量，可以在一定程度上衡量一個國家的科學技術和工業(yè)水平。95九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

高嶺土是一種用途廣、消耗量大、加工和利用技術含量高的非金屬礦產(chǎn)資源，近一二十年，國內(nèi)外需求劇增，自70年代以來，世界高嶺土工業(yè)已逐漸發(fā)展成為必不可少的獨立工業(yè)體系。96九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦高嶺土的使用范圍，目前可以分為下列方面：1日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、工業(yè)陶瓷、電瓷的基本原料。2填料，主用于造紙、橡膠、塑料及肥皂工業(yè)。3耐火材料與白水泥的原料。4化肥、農(nóng)藥、殺蟲劑的載體。5醫(yī)藥、石油化工、玻璃纖維、紡織品的吸水劑、漂白劑、去垢劑等。6特種陶瓷的原料，例如可代替金屬的耐磨零件、切削工具、鉆頭、超導元件等。7國防工業(yè)中如原子反應堆、噴氣式飛機和火箭燃料室中的陶瓷高溫涂料。8改制天然分子篩，這是石油化工、環(huán)保、硬水軟化等行業(yè)不可缺少的化工產(chǎn)品。

97九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

此外，高嶺土在電子元件、化妝品、鉛筆、油漆、涂料、搪瓷、光學玻璃等工業(yè)部門都有重要用途，而且用途正越來越廣泛。雖然高嶺土有如此廣泛的用途，但世界高嶺土總消費量的半數(shù)以上卻用于制瓷生產(chǎn)方面。98九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦一、高嶺土在陶瓷工業(yè)中的應用歷史上，高嶺土首先用于陶瓷生產(chǎn)中，年前，堪稱世我國的陶瓷生產(chǎn)，始于6000年前，堪稱世界之最。直到目前，我國陶瓷工業(yè)消耗的高嶺土，仍在各工業(yè)部門中居首位。史前時期的制陶業(yè)多采用天然原料，即利用一種天然產(chǎn)出的陶土，加水成型后燒制而成。99九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

隨著陶瓷工業(yè)的發(fā)展，陶瓷制品的用途愈益廣泛，按大類可分為日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、電瓷、電子陶瓷、特殊工業(yè)陶瓷等。隨著科學技術的發(fā)展，工藝的改進，陶瓷行業(yè)使用不同的配方以滿足不同技術要求的陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)。100九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦一般在陶瓷配方中，高嶺土的用量為20-30%。在燒成中高嶺土分解生成莫來石，這是一種高強度人造巖石，它是坯體強度的骨架組分。高嶺土的可塑性、粘結性與懸浮性，使陶瓷泥坯有利于車坯及注漿的性能，便于成型；燒結性及燒成性可防止制品變形，燒成溫度范圍寬，還使坯體具一定白度。由于高嶺土耐高溫及陶瓷產(chǎn)品有絕緣性，所以又是電瓷及耐火材料的主要原料。

101九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

（一）制瓷配料：一般瓷坯的配方由酸性氧化物SiO2，中性氧化物Al2O3，堿金屬氧化物K2O、Na2O及堿土金屬氧化物CaO、MgO等組成，同時也夾帶了少量鐵、鈦等雜質(zhì)氧化物。為了滿足制瓷生產(chǎn)工藝和陶瓷使用性能各方面的要求，通常日用瓷坯的化學組成控制范圍是：

SiO265%-75%；Al2O318%-25%；CaO+MgO0.5%-2.0%;K2O+Na2O3.0%-6.0%；Fe2O3+TiO2<1%;燒失量<8%102九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦103九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

（二）利用新汶11煤夾矸制瓷配方：60年代以前，我國北方各瓷廠利用大同煤田高嶺石泥巖夾矸（俗稱大同砂石）當作優(yōu)質(zhì)高嶺土使用。因交通運輸?shù)葪l件的限制，60年代初山東省首先在新汶煤田發(fā)現(xiàn)與大同砂石相似的夾矸，當?shù)胤Q其為瓷石或新汶灰矸、紅矸、汶南土，逐漸在山東及蘇北一帶代替了大同砂石，成為遠近聞名的陶瓷原料。104九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

山東臨沂，江蘇贛榆、新沂，山東鄒縣等瓷廠利用汶南土生產(chǎn)日用細瓷均獲良好效果。目前，新汶11煤高嶺石泥巖夾矸主要用于長石質(zhì)瓷坯體和釉料中。新汶11煤高嶺石泥巖夾矸成分純，礦物組成中90%以上為高嶺石，用作生產(chǎn)日用細瓷的主要原料，可近似地按照典型硬質(zhì)瓷的理論組成進行配方，成品瓷胎主要由莫來石相、石英相和玻璃相組成，具有良好的理化性能和較高的機械強度、較好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等。105九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

煤系中的高嶺石泥巖夾矸含一定量有機質(zhì)，成形性能良好，用于日用陶瓷配料勿需加入木節(jié)土或膨潤土等高塑性原料，加之其鐵、鈦等著色氧化物含量低，所以成品無論是白度還是透明度均高。雖其燒失量較高，致使燒成收縮大，產(chǎn)品易發(fā)生變形，但通過對部分高嶺石泥巖預先鍛燒，或在配料中加入部分瓷粉或熟焦寶石，即可降低收縮性。煤系中的高嶺石泥巖中常含一定量黃鐵礦，需揀選干凈，否則制品會起泡或產(chǎn)生黑斑。106九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦上述配方在臨沂及江蘇贛榆等瓷廠證實，均是效果良好的配料組合。

107九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

（三）利用章丘、王村產(chǎn)a層硬質(zhì)高嶺土生產(chǎn)炻器：炻器是燒結至玻化階段、不透明、具任意顏色的陶瓷器，也有人稱為精陶，在陶瓷分類中處于中間地位。其配方為：粘土30-70%，長石5-25%，石英30-60%，炻器坯體組成的特點主要是，粘土用量可達70%，且其K2O、Na2O、Fe2O3含量可較高，從而使燒成溫度降低。通常炻器燒成后白度較低。炻器燒成溫度較瓷器低，可以降低能耗，并可綜合利用資源，使質(zhì)量較差的高嶺土也可得到開發(fā)利用。108九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

炻[shí]器坯體渾厚，有利于機械化生產(chǎn)，機械強度高，耐磨性好，具有良好的耐冷熱急變性，在冰箱、微波爐等家用電器中作盛器使用，且有利于機械化清洗，因此國外比較暢銷。淄博很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)瓷廠利用附近產(chǎn)的層硬質(zhì)高嶺土生產(chǎn)炻器等日用器皿，出口日本及美國等地，效益甚好。此外，利用煤系的高嶺土生產(chǎn)建筑陶瓷，包括釉面磚、衛(wèi)生潔具、地磚、墻面裝飾磚等均可，各自采用不同配方要求，只要合理搭配原料，均能獲得合格產(chǎn)品。109九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦二、高嶺土在耐火材料中的應用耐火粘土是指耐火度大于1580℃的粘土。根據(jù)其物理、化學性質(zhì)，礦石特征及工業(yè)用途，可分為軟質(zhì)粘土、半軟質(zhì)粘土、硬質(zhì)粘土和高鋁粘土。高嶺土的耐火度與其化學組成有著密切關系。利用M.A.別茲別洛道夫經(jīng)驗公式進行耐火度的計算，一般與實際測試結果相差不大于±50℃。因此在化學組成穩(wěn)定時，利用該公式計算即可。110九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦M.A.別茲別洛道夫經(jīng)驗公式：式中T為耐火度（式中℃）；為以粘土中二氧化硅和三氧化二鋁總量換算為時，其中三氧化二鋁所占百分含量；

Ro以粘土中二氧化硅和三氧化二鋁總量換算為100%時，其它金屬氧化物分析結果之和所占百分含量。111九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦下表為利用該經(jīng)驗公式和化學分析成果對山東省內(nèi)主要煤礦所產(chǎn)高嶺石粘土巖耐火度計算結果。

我國供作耐火材料用高嶺土，對其耐火度要求為1650-1770℃。山東主要煤礦伴生的以高嶺石礦物為主的巖石耐火度大多在1720℃以上，因此大部符合耐火材料用高嶺土的質(zhì)量要求。

112九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦三、高嶺土作為新型礦物填料的應用隨著科學技術的不斷發(fā)展，新材料不斷進入人們的生活及生產(chǎn)活動中。工業(yè)用礦物填料研究已成為經(jīng)濟地質(zhì)學領域中一個獨立的分支。工業(yè)用礦物填料系指直接應用于工業(yè)生產(chǎn)中的固相礦物或巖石添加劑。根據(jù)其用途大致可分為兩大類，一類是功能性填充劑，另一類是增容性填充劑。

113九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

功能性填充劑主要用來改善材料的機械物理性能，如光澤、強度、白度、韌性、熱穩(wěn)定性、耐磨性、絕緣性等。增容性填充劑的主要作用是增加合成材料的容積，以節(jié)約價格昂貴的原料，從而降低生產(chǎn)成本。工業(yè)生產(chǎn)中常用的無機填料有碳酸鈣、高嶺土、白炭黑、滑石粉、硅藻土、鈦白粉、玻璃微珠和玻璃纖維等。以高嶺土作為填料的用量僅次于碳酸鈣。據(jù)1986年統(tǒng)計，世界上用于工業(yè)填料的高嶺土已超萬過，主要用于造紙、塑料、橡膠、油漆、涂料及粘結劑等行業(yè)。114九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

（一）煤系高嶺土作為填料的處理工藝：煤系中的高嶺石泥巖夾矸成分純，含有害雜質(zhì)少，經(jīng)深加工處理后，作為工業(yè)用礦物填料有著廣闊的開發(fā)利用價值。由于煤系高嶺土往往含有機質(zhì)而使其顏色較暗，用化學法處理成本高且效果不佳，常用經(jīng)濟簡便的煅燒法除去有機質(zhì)。山東某些煤礦的高嶺石泥巖夾矸經(jīng)煅燒后白度可達度。所以煤系高嶺土用作礦物填料時，在處理工藝上增加了一道煅燒工藝。其工藝流程為：原礦→粗碎（60目）→細碎（325目）→煅燒→超細粉碎→表面改性處理工業(yè)用高嶺土填料。在這個流程中，煅燒、超細和改性處理是三個關鍵環(huán)節(jié)。115九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

1.煅燒：煅燒的目的主要是除去其中的有機質(zhì)并破壞高嶺石礦物的晶體結構。根據(jù)新汶、肥城一些煤礦的高嶺石泥巖夾矸的熱譜曲線在600℃左右有一個吸熱谷，標志著高嶺石開始脫失結構水，晶體結構被破壞，炭的燃點在400-600℃。116九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

差熱分析（DifferentialThermalAnalysis），是一種重要的熱分析方法，是指在程序控溫下，測量物質(zhì)和參比物的溫度差與溫度或者時間的關系的一種測試技術。該法廣泛應用于測定物質(zhì)在熱反應時的特征溫度及吸收或放出的熱量，包括物質(zhì)相變、分解、化合、凝固、脫水、蒸發(fā)等物理或化學反應。廣泛應用于無機、硅酸鹽、陶瓷、礦物金屬、航天耐溫材料等領域，是無機、有機、特別是高分子聚合物、玻璃鋼等方面熱分析的重要儀器。117九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

熱重分析是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質(zhì)量與溫度變化關系的一種熱分析技術，用來研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。TGA在研發(fā)和質(zhì)量控制方面都是比較常用的檢測手段。熱重分析在實際的材料分析中經(jīng)常與其他分析方法連用，進行綜合熱分析，全面準確分析材料。118九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦對新汶、肥城一些煤礦的高嶺石泥巖夾矸自500℃至1200℃，間隔100℃煅燒試驗，發(fā)現(xiàn)隨溫度增高，樣品白度提高。119九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

從煅燒后樣品X射線衍射圖譜及熱譜分析表明，在900℃左右可能有硅鋁尖晶石相和莫來石雛晶的形成，在1000℃左右出現(xiàn)新礦物-莫來石。120九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

X射線衍射1912年勞埃等人根據(jù)理論預見，并用實驗證實了X射線與晶體相遇時能發(fā)生衍射現(xiàn)象，證明了X射線具有電磁波的性質(zhì)，成為X射線衍射學的第一個里程碑。當一束單色X射線入射到晶體時，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有X射線衍射分析相同數(shù)量級，故由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強度，與晶體結構密切相關。這就是X射線衍射的基本原理。121九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

X射線及其衍射X射線是一種波長很短(約為20～0.06埃)的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用高能電子束轟擊金屬“靶”材產(chǎn)生X射線，它具有與靶中元素相對應的特定波長，稱為特征（或標識）X射線。如通常使用的靶材對應的X射線的波長大約

為1.5406埃。考慮到X射線的波長和晶體內(nèi)部原子面間的距離相近，1912年德國物理學家勞厄(M.vonLaue)提出一個重要的科學預見：晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即當一束X射線通過晶體時將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上加強，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射花樣，便可確定晶體結構。這一預見隨即為實驗所驗證。122九、硬質(zhì)高嶺土及高嶺土在工業(yè)生產(chǎn)中的應用第二節(jié)、高嶺土礦

當X射線以掠角θ(入射角的余角)入射到某一點陣晶格間距為d的晶面上時,在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強的衍射線。布拉格方程簡潔直觀地表達了衍射所必須滿足的條件。當X射線波長λ已知時(選用固定波長的特征X射線)，采用細粉末或細粒多晶體的線狀樣品,可從一堆任意取向的晶體中，從