黏土类耐火原料的工艺性能评价
发布日期： 2020-02-18 11:34:40 阅读量（463） 作者：张红黏土的工艺性能主要取决于黏土的矿物组成、化学组成与颗粒组成，其矿物组成是基本因素。如膨润土主要是蒙脱石，由于其矿物类型及细颗粒较多，表现黏性强、成形水分高、收缩大、烧结温度低等特性，苏州高岭土由于其含有大量杆状结构外形的高岭石，因而可塑性低，干燥气孔率高，干燥强度低，烧成收缩大，泥浆流动时的含水量多，且呈强烈触变性等特性，而紫木节土，由于其黏土矿物高岭石的结晶程度较差，颗粒细，含有机物质较多，所以可塑性及泥浆性质良好。
因此，在研究黏土原料的工艺性质时，不但要了解各种黏土的工艺指标，还应将工艺性能与黏土的组成及其结构密切联系起来，使外部性质与内因联系起来，才能深入地了解和掌握黏土的工艺性能，以指导我们合理地选用原料，正确地拟订配方。
由于高岭土的成因类型不同，其成分、结构和使用条件的不同，难以用同一标准来衡量。陶瓷生产中使用的高岭土要求有高的耐火度，一定的可塑性、结合性和干燥强度，以及煅烧后的白度和机械强度等，故应提出相应的质量要求。
化学成分：原料中的着色化合物，如Fe2O3和TiO2，应尽量少。对于通常富铝的高岭土Fe2O3和TiO2的含量一般应要求少于1.2%。对于黏土的铝含量低而硅含量高“富硅”高岭土来说，最高者不能超过0.90%。但其矿物成分仍为高岭石或多水高岭石。这种高岭土由于所需要的铝含量少，其中含着色氧化物一般也较少。对于SO3的含量，诚然也愈少愈好，高温所形成的SO3逸出，可能造成坯泡或釉面针孔缺陷。
细度要求：通常在生产中对高岭土的细度，用250目筛(孔径应为0.061mm)来检验。因细度反映了其可塑性、结合性和干燥强度的优劣，以及其中非高岭土成分(如石英、云母等)的多少，故要求其筛余残渣率一般不要超过1%。
耐火度和烧结性：高岭土的耐火度和烧结性主要取决于其化学成分，其中Al2O3/SiO2的比值是很重要的，比值愈大，耐火度愈高，烧结范围也愈宽。对于富铝高岭土，其耐火度应不低于1650℃(SK26三角锥烧瓶)。烧结性是当其加热到一定温度时，气孔率下降到最低值、密度上升到最大值的烧结状态，此时的对应温度称为烧结温度，虽一般无明确要求，但总希望烧结范围宽些，这对选择坯釉配方、确定烧成温度和拟订烧成制度将带来好处。
其他对于高岭土的可塑性、结合性、干燥和烧成收缩以及触变性等，可视其情况增加相应要求。但对于除高岭土外的其他类型黏土，也应对其质量作相应的要求。瓷石主要矿物成分是绢云母(或水云母)、石英和少量高岭石等，经粉细后亦称做瓷土，具有黏土性质，然而Al2O3含量一般在13%〜18%,SiO2含量达70%〜78%,Fe2O3—般为0.6%〜0.8%。为了有利于生产，对瓷石制定了一些相应的企业质量标准，如对化学成分规定：SiO2>65%，Al2O3>15%，Fe2O3<0.7%，CaO<1%，细度则根据加工形式不同作相应的要求，对瓷石的质量指标中增加可塑性指标(或可塑性指数)要求，既确有必要，又可以促进其在加工粉碎过程中精工细作，提高其可塑性，使原料得到充分利用。
高岭石类矿物结晶度的差异影响着其间一些理化性质，例如可塑性、收缩性、阳离子交换能力、铁和钛含量、高温莫来石化作用等，其表现为以下方面。
结晶完好的高岭石，晶形完整，比表面积小;结晶差的高岭石，因晶形不规则、颗粒细小，比表面积则大。由颗粒细度造成比表面积的大小，可直接影响其可塑性。所以由结晶良好的高岭石组成的高岭土，其可塑性最差。结晶良好的高岭石由于一般不含层间水，其收缩率较小;而结晶差的多水高岭石，由于含层间水，其干燥的收缩率则大。
结晶良好的高岭石，置换程度也很差(一般阳离子交换量只有2〜5mmol/100g)。而结晶差的高岭石(b轴无序高岭石和多水高岭石)，则由于晶粒小、表面积大，由“断键”产生的阳离子交换能力很大(可达30〜40mmol/100g)。结晶良好的高岭石经高温煅烧一般仅发育成莫来石化针状体，而结晶差的高岭石则可获得较大的莫来石晶体。
高岭石类矿物由于结晶形态不同，它们的差热曲线和失重曲线也不尽相同。因富含有机质的褐炭、亚炭等杂质，以致外观呈黑色;也正由于有机质多，故可塑性和黏结性相当强。界牌高岭土的工艺物理性能如表1所示。对界牌高岭土的矿物组成、化学成分和工艺物理性能等综合分析判断表明，各类界牌高岭土的特点如下。
表1界牌高岭土的工艺物理性能
•桃红色片状高岭土(桃红泥)，具烧成白度高、Fe2O3含量低(<0.5%)、可塑性高等优良性能，但白度稍逊于高火泥。在日用瓷和电瓷中的用量可达50%,是制造高级日用瓷与电瓷的优质原料，也可供制作釉的原料。
•橘黄色块状高岭土(黄砂泥)，含铁量高(>1%)，呈色能力较强，可供制作炻器或橡胶填料。
•紫红色片状高岭土(猪肝泥)，Fe2O3含量高(1%〜2%)，可塑性中等，耐火度小于1380℃，目前仅供制作倒焰窑匣钵原料，用量可达50%〜60%。
•灰白色块状高岭土(低火泥)，Fe2O3、Na2O含量较高，不能用于制造高级日用细瓷，但在内销瓷中可以代替长石使用，也是试制炻器或旅馆瓷的良好熔剂原料。
•白色块状含钠长石高岭土(砂白泥)，Na2O含量高(>7%)，无可塑性和黏性，目前在日用瓷中很少使用，但Fe2O3含量低，白度高，适用于烧制低温陶瓷或作为陶瓷的釉料。
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