耐火原材料——耐火黏土的矿物组成

       耐火黏土中的矿物种类颇多，可分为黏土矿物和杂质矿物两类。

       1、黏土矿物黏土矿物为含水的硅铝酸盐一类的矿物。

      （1）高岭石族。本族矿物包括高岭石、迪开石、珍珠陶土和富硅高岭石等。高岭石的化学式为AI₂O₃ • 2SiO₂ •  2H₂O或Al₄(Si₄O10)(OH)₈。这是由酸性、中性岩石经水热变质或风化而成。单斜晶系，多呈致密细粒状、疏松鳞片状和土状集合。晶质碎片块常呈蚯蚓弯曲柱形。电显微镜下呈假六方鳞片状。外观为白、灰白色，含杂质时呈浅褐、黄、浅红、浅绿色。光泽暗淡，硬度近于1，密度2.58〜2. 60g/cm³。用手捏成粉，具亲水性;掺水后易崩散，可性强。高岭土具有高的耐火度、良好的成型性能、烧结性能和化学稳定性。

       高岭石在受热过程中，约于550〜650℃失去结晶水，而成偏高岭石。关于偏高岭石的进一步分解有多种见解。

       其一为：它在980℃左右分解而转变成尖晶石相，1200℃左右开始转化为莫来石。

       其二为：偏高岭石在温度继续升高时(约900〜960℃)，分解成为无定形的Al₂O₃和无定形SiO₂;当温度升高到1100〜1200℃及更高时，莫来石和方石英相继形成。

      （2）蒙脱石族。蒙脱石族矿物包括贝得石和皂石等。蒙脱石的化学式为Al₂O₃ •  4SiO₂•nH₂O蒙脱石属单斜晶系，常呈土状隐晶质块体。电子显微镜下呈微晶棉絮状、云雾状或微粒状。外观为白色、玫瑰红色，有时呈浅色，无光泽。硬度1，密度约2g/cm³，加水后体积膨胀并成胶状物。

     （3）其他。水云母、水铝石等。

       2、杂质矿物。耐火黏土中杂质矿物主要有石英、铁的化合物;钙和镁的碳酸盐、硫酸盐;金红石、云母残屑以及有机物质等。

     （1）石英是耐火黏土中的主要杂质。它是瘠性物料，以颗粒或以大颗粒状态存在于黏土中。石英颗粒大量存在时，对耐火黏土的可塑性和结合性均带来不利影响，但它能降低砖坯的干燥与烧成收缩。此外，当它在高温下与其他杂质发生作用时，会降低耐火黏土的耐火度。

    （2）铁的化合物是黏土中普遍存在的有害物质之一。不论它以哪种矿物形式存在，对耐火制品都会带来不良影响。它是造成制品黑斑、溶洞、膨凸等缺陷的根源。由于它在高温下起着熔剂的作用，从而降低制品的耐火性能，因此，对耐火黏土中铁的含量应严格控制。对工艺过程中铁的带入应尽量减少或采取措施除去。

    （3）钙和镁的碳酸盐和硫酸盐，主要是方解石、白云石、菱镁矿和石膏等矿物。它们多以细分散或结核体存在，其含量一般不多，但却是强熔剂物质。当黏土熟料或制品中含有游离的氧化钙，在其吸收水分而粉化时，会导致制品产生纹裂或造成空洞。

    （4）金红石使耐火黏土中引入钛的矿物，除金红石外，还有锐钛矿、板钛矿等。 此类矿物多以细分散状态存在。它是一种强熔剂。对制品高温性能-耐火度和荷重软化温度有显而易见的不良影响。

    （5）耐火黏土中的有机物质，使其外观呈深色灰、灰黑或黑色。它在黏土受热的中温阶段燃烧逸出，使其气孔率增高，烧成收缩加大。含有较多有机物质的耐火黏土，外观色深，但煅烧完全后可能呈灰白或白色。此种黏土的可塑性与结合性一般均好。

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