我國(guó)鋁礬土資源豐富,約為25億噸,與幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西同屬于世界礬土資源四大國(guó)。我國(guó)的高鋁礬土資源主要分布在山西、山東、河南、貴州等地。高鋁礬土是生產(chǎn)高鋁質(zhì)耐火材料的主要原料。那么我國(guó)各地的鋁礬土礦物組成又有什么不同呢?不同的礦物組成對(duì)鋁礬土有什么影響呢?今天瑞森小編給您分享:
高鋁礬土的主要化學(xué)成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2占總成分的95%,次要成分有CaO、MgO、K2O、Na2O、S、MnO2以及有機(jī)質(zhì)等。Al2O3是鋁礬土的主要化學(xué)成分,我國(guó)礬土中的Al2O3含量一般在45%~88%之間。與SiO2的含量呈反比,F(xiàn)e2O3的含量大多數(shù)在1.0%~1.5%之間,CaO和MgO的含量均較低,TiO2的含量一般為2%~4%。
高鋁礬土主要由一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石等三種鋁的氫氧化物組成。我國(guó)高鋁礬土主要礦物為水鋁石(一水硬鋁石)、勃姆石(一水軟鋁石)、高嶺土和葉蠟石??煞譃樗X石—高嶺石類型(DK)、勃姆石—高嶺石類型(BK)和水鋁石一葉蠟石類型(DP)等,以DK型居多。一水硬鋁石又稱水鋁石、硬水鋁礦,化學(xué)式為α-Al2O3·H2O或者α-AlO(OH),其中Al2O3為85%,H2O為15%;是斜方晶系,晶面上有縱條紋,沿(010)面發(fā)育成薄片狀或沿C軸伸長(zhǎng)的柱狀、針狀;顏色為白色、灰綠、灰白、淡紫或者黃褐色。一水硬鋁石形成于酸性介質(zhì),水化后可變成三水鋁石,加熱時(shí)在530-600℃失水。鋁土礦一般是化學(xué)風(fēng)化或外生作用形成的,很少有純礦物,總是含有一些雜質(zhì)礦物,或多或少含有粘土礦物、鐵礦物、鈦礦物及碎屑重礦物等等。
我國(guó)鋁礬土的礦物組成主要是一水硬鋁石(硬水鋁石),高嶺土、伊利石、蒙脫石,雜質(zhì)礦物是鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、電氣石、方解石、石英等這些。我國(guó)一般認(rèn)為:"鋁土礦系指礦石之含鋁量較高(40%以上),鋁硅比值大于2.5者(A/S≥2.5),其小于此數(shù)值者則稱為粘土礦或鋁土頁(yè)巖或鋁質(zhì)巖"。鋁礬土的化學(xué)成分中主要的氧化鋁,氧化硅和水,并有少量的氧化鈦、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀以及有機(jī)物雜質(zhì)。那這些不同的化學(xué)成分對(duì)于鋁礬土的影響是什么呢?
1. 氧化鋁(AL2O3):一般含量在45%~80%之間,它是鋁礬土的主要化學(xué)成分,氧化鋁含量越高,耐火度就越高,材料的強(qiáng)度越高。
2. 氧化硅(SiO2):與AL2O3的含量呈反比,在粘土中基本以鋁硅酸鹽的形式存在,少量呈游離氧化硅存在。游離氧化硅能減弱粘土的可塑性和粘結(jié)力。
3. 氧化鐵(Fe2O3):一般含量1.0%~1.5%之間,鐵質(zhì)礦物是耐火粘土中最常見的有害雜質(zhì),它會(huì)降低制成品的耐火度和抗渣性,并且會(huì)讓耐火制品產(chǎn)生熔疤。Fe203含量>10%的礦石為高鐵礦石。
4. 鈣鎂碳酸鹽和硫酸鹽礦物(CaO、MgO、S、MnO2):含量較低,含量多的時(shí)候會(huì)降低粘土的耐火度,增大制品燒成收縮率,降低荷重軟化溫度并且會(huì)使制品產(chǎn)生裂紋。
5. 二氧化鈦(TiO2):一般含量2%~4%之間,在耐火粘土中隨含量的高低會(huì)有不同的影響。適量的氧化鈦在燒結(jié)時(shí)能夠起到助熔劑的作用,能夠促進(jìn)燒結(jié),但過(guò)量的TiO2卻會(huì)降低耐火度并且產(chǎn)品網(wǎng)狀裂紋。我國(guó)四川西南部及印度等地的鋁礬土礦TiO2含量達(dá)到6%?12%。
6. 氧化鉀和氧化鈉(K2O、Na2O)在粘土中含量高時(shí),會(huì)降低制品的荷重軟化溫度。K2O、Na2O在我國(guó)鋁礬土中含量一般也很少,因?yàn)镵2O、Na2O也是易溶成分。但在某些鋁礬土中,K2O可達(dá)到5%,甚至更高,如河南方山,屬于D-I型鋁礬土。K2O—般賦存于伊利石或白云母中;而Na2O含量一般比K2O明顯降低,一般0.1%?0.3%,往往不會(huì)超過(guò)1%,賦存于蒙脫石或伊利石-蒙脫石間層礦物。堿含量高對(duì)提取氧化鋁的鋁礬土來(lái)說(shuō)是無(wú)害的,但對(duì)耐火材料用鋁釩土,K2O含量不應(yīng)超過(guò)0.5%。
7. 有機(jī)質(zhì)是粘土中普遍存在的雜質(zhì)之一,含量過(guò)高時(shí)會(huì)降低制品的抗渣性和增大燒失量。
8. LOi(燒失量)絕大部分為鋁的氫氧化物、粘土礦物和鐵礦物的結(jié)構(gòu)水,而其它水、有機(jī)質(zhì)、CO2、碳質(zhì)、氧、硫等含量在多數(shù)情況下不超過(guò)1%。我國(guó)硬水鋁石(有時(shí)伴生少量軟水鋁石)型鋁礬土的LOI常在12%?14.5%之間;三水型鋁礬土一般為20%?25%左右。中國(guó)主要產(chǎn)地鋁礬土的化學(xué)成分列于下表中。我國(guó)鋁礬上在化學(xué)成分上具有高鋁、高硅、Al2O3/SiO2比值低的特點(diǎn);而國(guó)外鋁礬土主要為三水鋁石型,在化學(xué)成分上Al2O3含量低于我國(guó),但SiO2含量也低(一般小于5%),所以Al2O3/SiO2比值高。
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