硅酸铝质矿物原料资料课件

硅酸铝质矿物原料硅酸铝质矿物原料1、定义、定义：硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。2、品种、品种：半硅质制品、粘土质制品和高铝质制品半硅质制品、粘土质制品和高铝质制品 硅酸铝质耐火材料的基本特性主要取决于它们的化学矿物组成，制品中的矿物组成，因其Al2O3SiO2 比值不同而异。3、应用、应用：硅酸铝质耐火材料目前广泛应用于冶金、机械制造、石油化工、动力、以及轻工等工业生产领域所用的热工没备的内衬结构材料。硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料Al2O3-SiO2系耐火材料的分类和主要矿物组成系耐火材料的分类和主要矿物组成 制品名称制品名称制品名称制品名称AlAl2 2OO3 3含量，含量，含量，含量，%主要主要主要主要矿矿相相相相化学性化学性化学性化学性质质硅硅硅硅质质 9393（SiOSiO2 2）鳞鳞石英、方石英、残余石英、玻璃相石英、方石英、残余石英、玻璃相石英、方石英、残余石英、玻璃相石英、方石英、残余石英、玻璃相酸性酸性酸性酸性半硅半硅半硅半硅质质15301530石英石英石英石英变变体、莫来石、玻璃体体、莫来石、玻璃体体、莫来石、玻璃体体、莫来石、玻璃体半酸性半酸性半酸性半酸性粘土粘土粘土粘土30463046莫来石（莫来石（莫来石（莫来石（50%50%）、石英）、石英）、石英）、石英变变体、玻璃体体、玻璃体体、玻璃体体、玻璃体弱酸性弱酸性弱酸性弱酸性等高等高等高等高铝砖铝砖46604660莫来石（莫来石（莫来石（莫来石（6070%6070%）、石英）、石英）、石英）、石英变变体、玻璃体体、玻璃体体、玻璃体体、玻璃体弱酸性弱酸性弱酸性弱酸性等高等高等高等高铝砖铝砖60756075莫来石、少量莫来石、少量莫来石、少量莫来石、少量刚刚玉、玻璃体玉、玻璃体玉、玻璃体玉、玻璃体弱酸性弱酸性弱酸性弱酸性 等高等高等高等高铝砖铝砖7575莫来石、莫来石、莫来石、莫来石、刚刚玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体似中性似中性似中性似中性刚刚玉玉玉玉砖砖90999099刚刚玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体玉、少量玻璃体中性中性中性中性1、定定义义：是指含Al2O365%的半酸性制品或半酸性耐火材料。2、品种、品种：蜡石砖、蜡石-碳化硅砖3、应用、应用：铁水包、盛钢桶：铁水包、盛钢桶衬砖、焦炉凉焦台等4、主要特点、主要特点：1）具有不太大的膨胀性，这种微量膨胀有利于提高砌体的整体性，减弱熔渣沿砖缝对砌体的侵蚀；2）当高温熔渣与砖面接触后发生反应，在砖面形成一层粘度很大的釉状物质，阻止了熔渣向砖内的渗透，提高了抗渣侵蚀能力且不挂渣。半硅质耐火材料半硅质耐火材料5、原料、原料：天然蜡石 含有天然石英杂质、Al2O3含量低的粘土或高岭土 耐火粘土、高岭土等选矿时所得的尾矿 煤矸石6、分布、分布：我国的蜡石资源丰富，福建、浙江、内蒙、广东、四川河北等地均有产出，但是比较集中分布在福建和浙江，其中福建蜡石储量占全国的一半以上。1、由来、由来：叶蜡石（Pyrophyllite）是一种含水的铝硅酸盐，是一种致密状或片状呈黄、灰绿、褐红等色的低温热液蚀变矿物，属于粘土矿物的一种。又有青田石、寿山石、冻石、蜡石之称。蜡蜡 石石2、矿物组成、矿物组成：工业所用的蜡石并非纯叶蜡石，一般蜡石系指有滑感以叶蜡石为主的矿石，实际生产工业所用的蜡石都是叶蜡石为主，与高岭石、水铝石、石英、玉髓和云母等类矿物共生的致密块状矿石。蜡石矿物组成中，除叶蜡石外，尚有铝质矿物如：水铝石、高岭石、蒙脱石、迪开石、蓝晶石、红柱石、云母类矿物。硅质矿物如：石英、玉髓等。3、种类、种类：根据矿物组成，将蜡石分为铝质蜡石（包括高岭石质蜡石和水铝石质蜡石）、叶蜡石质蜡石和硅质蜡石。有些分成五大类：叶蜡石、水铝石叶蜡石、高岭石叶蜡石、凝灰质叶蜡石、含铁叶蜡石。叶蜡石矿石自然类型自然类自然类自然类自然类型型型型矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成化学成分化学成分化学成分化学成分/%/%主要矿物主要矿物主要矿物主要矿物次要矿物次要矿物次要矿物次要矿物微量矿物微量矿物微量矿物微量矿物AlAl2 2OO3 3SiOSiO2 2FeFe2 2OO3 3TiOTiO2 2灼减灼减灼减灼减叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石90-95%90-95%石英、玉石英、玉石英、玉石英、玉髓和高岭髓和高岭髓和高岭髓和高岭石石石石5-10%5-10%褐铁矿、黄褐铁矿、黄褐铁矿、黄褐铁矿、黄铁矿板钛矿铁矿板钛矿铁矿板钛矿铁矿板钛矿28.1228.1264.8464.840.420.420.420.425.745.74水铝石水铝石水铝石水铝石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石60-90%60-90%水铝石水铝石水铝石水铝石5-40%5-40%石英和玉石英和玉石英和玉石英和玉髓髓髓髓5%5%褐铁矿褐铁矿褐铁矿褐铁矿,金红金红金红金红石蓝晶石石蓝晶石石蓝晶石石蓝晶石,石石石石英英英英,氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁35.5135.5152.9952.990.450.450.430.437.117.11高岭石高岭石高岭石高岭石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石高岭石高岭石高岭石高岭石70%70%叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石20%20%水云母和水云母和水云母和水云母和石英石英石英石英5-5-10%10%氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁,褐铁褐铁褐铁褐铁矿矿矿矿33.8233.8256.6956.690.290.290.140.147.207.20凝灰质凝灰质凝灰质凝灰质叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石70-80%70-80%玉髓、石玉髓、石玉髓、石玉髓、石英、火山英、火山英、火山英、火山灰灰灰灰20-25%20-25%氧化铁氧化铁氧化铁氧化铁,水铝水铝水铝水铝石石石石,蓝晶石褐蓝晶石褐蓝晶石褐蓝晶石褐铁矿铁矿铁矿铁矿,碳酸盐碳酸盐碳酸盐碳酸盐23.9523.9570.2870.280.840.840.310.314.804.80含铁叶含铁叶含铁叶含铁叶蜡石蜡石蜡石蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石叶蜡石80-90%80-90%黄铁矿、黄铁矿、黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿褐铁矿褐铁矿褐铁矿5-10%5-10%25.7925.792.882.885.095.091、化学组成与结构：、化学组成与结构：叶蜡石化学式为Al2Si4O10(OH)2或Al2O3.4SiO2.H2O，其中Al2O3占28.3%，SiO2 占66.7%，H2O占5.0%。叶蜡石为单斜晶系，是2:1型层状硅酸盐矿物，与滑石相似，但叶蜡石中Si2O52-组成的六方网层之间由“氢氧铝层”来连接，而后者为“氢氧镁层”，即前者为二八面体型，后者为三八面体型 。叶蜡石化学组成、结构与性质叶蜡石化学组成、结构与性质2、物理性质、物理性质 叶蜡石颜色为浅黄的白色、淡绿色、紫褐色等。比重小（2.65-2.9或2.84），解理平行001完全，具滑感，硬度小为1-2。叶蜡石受热膨胀，在加热至700C以上时体积稍有膨胀，膨胀率低，在1.2-2.1%之间。叶蜡石含结构水少（5%），故在加热过程中因脱水产生的体积收缩小，灼减小，其脱水过程比较缓慢，过程也较长。从550C延续到1100C左右。比高岭石（620-690C）、水铝石（450-700C）等缓慢得多。从热膨胀变化曲线看，体积稳定。基于以上的性质，可以用其生料制成不烧砖直接使用。3、蜡石加热变化、蜡石加热变化1、以叶蜡石为主要矿物组成的蜡石，其在加热过程相变化为：1)600C仍为叶蜡石，但颜色变浅。2)1000C处理后，叶蜡石结构大部分被破坏，叶蜡石分解。3)1100C处理后，开始出现微弱的莫来石、-方石英。4)1200C莫来石及-方石英含量增加。5)1350CX射线谱线与1200C时相比，没有明显的区别。显微镜下，观察叶蜡石仍保持原来的假象，只有个别的颗粒边界不清，轮廓模糊 叶蜡石的加热变化表明，以叶蜡石为主要矿物组成的制品，在1200C以下使用时稳定。在1200C使用时，由于存在石英向方石英的相变，呈现膨胀性。2）蜡石在加热过程中的）蜡石在加热过程中的气孔率气孔率变化变化 从试验中发现，各种蜡石的气孔率在900C以后，均有明显下降，其中以高岭石质蜡石更为突出，这是因为此蜡石还含有较多的云母类矿物，在900C以后有较多的低共熔物出现的缘故。3）蜡石的）蜡石的差热分析差热分析曲线曲线 铝质蜡石（包括高铝质和水铝石质）的差热曲线上有狭窄尖锐的吸热谷和放热峰。而叶蜡石质和硅质蜡石吸热谷平缓，这是由于高岭石和水铝石急剧脱水造成的。1、定义、定义：氧化铝含量在30%48%的硅酸铝质耐火材料。2、性能：、性能：耐热震性较好。荷重软化开始温度12501450。高温性能较好，由制品中氧化铝含量和杂质（三氧化二铁、氧化钾、氧化钠）含量决定。粘土制品按氧化铝含量分为一等（不小于40%）、二等（不小于35%）和三等（不小于30%），其相应耐火度分别为1730、1670和1610。3、应用、应用：用作高炉、热风炉、加热炉、锅炉、石灰窑、玻璃窑、陶瓷烧成窑中的耐火材料耐火材料。粘土质耐火材料粘土质耐火材料 定义：定义：定义：定义：粘土粘土粘土粘土是可塑性的包括高岭土、多水高岭土、颗粒非是可塑性的包括高岭土、多水高岭土、颗粒非常小的（常小的（28microm28microm）硅酸铝盐。它一般由硅酸盐矿物在地球）硅酸铝盐。它一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。表面风化后形成。种类：种类：种类：种类：（1 1）硬质粘土）硬质粘土）硬质粘土）硬质粘土沉积矿床（时间长）、致密沉积矿床（时间长）、致密沉积矿床（时间长）、致密沉积矿床（时间长）、致密水中不分散，可塑性差水中不分散，可塑性差水中不分散，可塑性差水中不分散，可塑性差熟料熟料熟料熟料 （2）软质粘土（半软质粘土、可塑粘土）软质粘土（半软质粘土、可塑粘土）沉积矿床（时间短）、松散沉积矿床（时间短）、松散水中分散，可塑性好水中分散，可塑性好结合剂结合剂 山东淄博地区的硬质粘土含有较低的杂质成分焦宝石 粘土原料粘土原料 分布：分布：河南、山西、山东、辽宁、内蒙等地的粘土资源贮量很大，并且品种齐全；在江西、湖南、广西、江苏、浙江等地也有优质的高岭土矿物。粘土可能有的粘土可能有的矿物物组成成岩石岩石岩石岩石类类型型型型主要成分主要成分主要成分主要成分（高岭石族）（高岭石族）（高岭石族）（高岭石族）少量成分（主要少量成分（主要少量成分（主要少量成分（主要为杂质矿为杂质矿物成分）物成分）物成分）物成分）常常常常见见的的的的少少少少见见的的的的常常常常见见的的的的一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）一般含量很少的（碎屑，同生及后生的）高岭土高岭土高岭土高岭土高岭石高岭石高岭石高岭石多水高岭石多水高岭石多水高岭石多水高岭石迪开石迪开石迪开石迪开石变变水高岭石水高岭石水高岭石水高岭石珍珠陶土珍珠陶土珍珠陶土珍珠陶土富硅高岭石富硅高岭石富硅高岭石富硅高岭石石英、石英、石英、石英、长长石、石、石、石、黑（白）黑（白）黑（白）黑（白）云母、云母、云母、云母、水云母水云母水云母水云母褐褐褐褐铁矿铁矿、针铁矿针铁矿、赤、赤、赤、赤铁矿铁矿、磁、磁、磁、磁铁矿铁矿、电电气石、榍石、气石、榍石、气石、榍石、气石、榍石、金金金金红红石、石、石、石、钛铁矿钛铁矿、锐钛矿锐钛矿、黄、黄、黄、黄铁矿铁矿、柘榴石、柘榴石、柘榴石、柘榴石、蓝蓝晶石、晶石、晶石、晶石、闪闪石、石、石、石、辉辉石、石、石、石、绿绿廉石、磷灰石、明廉石、磷灰石、明廉石、磷灰石、明廉石、磷灰石、明矾矾土、叶腊石、水土、叶腊石、水土、叶腊石、水土、叶腊石、水铝铝石、勃姆石、三水石、勃姆石、三水石、勃姆石、三水石、勃姆石、三水铝铝石、石、石、石、绿绿泥石、泥石、泥石、泥石、堇堇青石、黝帘石、青石、黝帘石、青石、黝帘石、青石、黝帘石、菱菱菱菱铁矿铁矿、方解石及其它粘土、方解石及其它粘土、方解石及其它粘土、方解石及其它粘土矿矿物与有机物等。物与有机物等。物与有机物等。物与有机物等。高岭石粘土高岭石粘土高岭石粘土高岭石粘土（软质软质粘土）粘土）粘土）粘土）高岭石高岭石高岭石高岭石多水高岭石多水高岭石多水高岭石多水高岭石变变水高岭石水高岭石水高岭石水高岭石迪开石迪开石迪开石迪开石石英石英石英石英水云母水云母水云母水云母三水三水三水三水铝铝石石石石针铁矿针铁矿、褐、褐、褐、褐铁矿铁矿、赤、赤、赤、赤铁矿铁矿、金、金、金、金红红石、石、石、石、锆锆英石、英石、英石、英石、电电气石、气石、气石、气石、长长石、云母、菱石、云母、菱石、云母、菱石、云母、菱铁矿铁矿、黄、黄、黄、黄铁矿铁矿（白（白（白（白铁矿铁矿）、）、）、）、锐钛矿锐钛矿、板板板板钛矿钛矿、钛铁矿钛铁矿、榍石、磁、榍石、磁、榍石、磁、榍石、磁铁矿铁矿、辉辉石、角石、角石、角石、角闪闪石、石、石、石、绿绿廉石、黝廉石、符山石、廉石、黝廉石、符山石、廉石、黝廉石、符山石、廉石、黝廉石、符山石、蓝蓝晶石、磷灰石、柘榴石、晶石、磷灰石、柘榴石、晶石、磷灰石、柘榴石、晶石、磷灰石、柘榴石、锡锡石、方解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海石、方解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海石、方解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海石、方解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海绿绿石、石膏、石、石膏、石、石膏、石、石膏、绿绿泥石、三水泥石、三水泥石、三水泥石、三水铝铝石、勃姆石、水石、勃姆石、水石、勃姆石、水石、勃姆石、水铝铝石、石、石、石、明明明明矾矾石及其它粘土石及其它粘土石及其它粘土石及其它粘土矿矿物与有机物等。物与有机物等。物与有机物等。物与有机物等。高岭石高岭石高岭石高岭石粘土岩粘土岩粘土岩粘土岩（半（半（半（半软质软质及及及及硬硬硬硬质质粘土）粘土）粘土）粘土）高岭石高岭石高岭石高岭石变变水高岭石水高岭石水高岭石水高岭石石英石英石英石英水云母水云母水云母水云母水水水水铝铝石石石石勃姆石勃姆石勃姆石勃姆石高岭石高岭石（kaolinite）：AlAl4 4 SiSi4 4OO1010(OHOH)8 8 三斜晶系三斜晶系三斜晶系三斜晶系，对称型对称型对称型对称型 1 1。典型的层状硅酸盐 鉴定特征鉴定特征鉴定特征鉴定特征：晶体晶体晶体晶体呈呈菱形片状菱形片状菱形片状菱形片状或或假六假六假六假六方片状方片状方片状方片状，但极细小，仅，但极细小，仅电子显电子显电子显电子显微镜微镜微镜微镜下才能见到。多为下才能见到。多为隐晶质隐晶质隐晶质隐晶质致密块状致密块状致密块状致密块状或或土状集合体土状集合体土状集合体土状集合体。白色白色白色白色，因，因杂质杂质杂质杂质而带而带黄黄黄黄、浅浅浅浅褐褐褐褐、浅红浅红浅红浅红、浅绿浅绿浅绿浅绿、浅蓝浅蓝浅蓝浅蓝等色调。等色调。致密块体土状光泽致密块体土状光泽致密块体土状光泽致密块体土状光泽，H2H23 3；土状块体土状块体土状块体土状块体 H=1H=1，疏松，易为，疏松，易为手捏碎成粉末，具手捏碎成粉末，具粗糙感粗糙感粗糙感粗糙感，干，干燥时燥时吸水性强吸水性强吸水性强吸水性强，粘舌粘舌粘舌粘舌，加水具，加水具强可塑性强可塑性强可塑性强可塑性但但不膨胀不膨胀不膨胀不膨胀。高岭石高岭石高岭石高岭石是是分布最广分布最广分布最广分布最广的的粘土矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物，具有，具有强可塑性强可塑性强可塑性强可塑性和和烧烧烧烧结性结性结性结性、较高较高较高较高的的耐火度耐火度耐火度耐火度(一般可一般可17501750)、良好良好良好良好的的电绝缘电绝缘电绝缘电绝缘性性性性，以及，以及较强较强较强较强的的化学稳定性化学稳定性化学稳定性化学稳定性。高岭石的加热变化高岭石的加热变化高岭石的加热变化高岭石的加热变化 AlAl2 2OO3 32SiO2SiO2 22H2H2 2O AlO Al2 2OO3 32SiO2SiO2 2+2H+2H2 2O O （450550450550）AlAl2 2OO3 32SiO2SiO2 2 Al Al2 2OO3 3（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）+2SiO+2SiO2 2（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）AlAl2 2OO3 3（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）-Al-Al2 2OO3 3（结晶型）（结晶型）（结晶型）（结晶型）（930960 930960）3-Al3-Al2 2OO3 3+6SiO+6SiO2 2（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）A A3 3S S2 2+4SiO+4SiO2 2（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）SiOSiO2 2（无定形）（无定形）（无定形）（无定形）SiOSiO2 2（方石英）（方石英）（方石英）（方石英）（1250130012501300）（一次莫来石）（一次莫来石）（一次莫来石）（一次莫来石）12001200 主要为莫来石长大，至主要为莫来石长大，至主要为莫来石长大，至主要为莫来石长大，至1500 16001500 1600结束，方石英结束，方石英结束，方石英结束，方石英成玻璃相。成玻璃相。成玻璃相。成玻璃相。用途用途用途用途：作为作为耐火材料耐火材料耐火材料耐火材料的的最主要矿物原料最主要矿物原料最主要矿物原料最主要矿物原料，广泛应用于，广泛应用于陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷、电电电电瓷瓷瓷瓷、冶金冶金冶金冶金、玻璃玻璃玻璃玻璃、水泥水泥水泥水泥、化工化工化工化工等工业。等工业。作为作为配料配料配料配料(填充剂填充剂填充剂填充剂、吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂、涂料涂料涂料涂料)、漂白剂漂白剂漂白剂漂白剂用于用于造纸造纸造纸造纸、橡胶橡胶橡胶橡胶、油漆油漆油漆油漆、颜料颜料颜料颜料、纺织纺织纺织纺织、化工化工化工化工、建筑建筑建筑建筑等工业；等工业；作为作为合成合成合成合成4A4A型沸石型沸石型沸石型沸石的主要的主要矿物原料矿物原料矿物原料矿物原料；可作为可作为提取提取提取提取AlAl的的来源来源来源来源。1、定义、定义：是指氧化铝含量大于48%的硅酸铝耐火材料。2、种类：、种类：1）根据Al2O3含量通常分为三类：I等高铝大于75%Al2O3；II等高铝65-75%Al2O3；III等高铝48-65%Al2O3 2）根据矿物组成分：红柱石质、硅线石质、莫来石质、莫来石刚玉质、刚玉莫来石、刚玉质3、应用、应用：钢包衬砖、热风炉用低蠕变砖、刚玉莫来石窑具、电炉顶用红柱石砖 高铝质耐火材料高铝质耐火材料4、高铝原料种类：、高铝原料种类：1）铝矾土 2）蓝晶石族矿物 3）合成莫来石 4）氧化铝例如：工业氧化铝、活性氧化铝、烧结刚玉、电熔刚玉 铝铝 矾矾 土土1、定义、定义 铝矾土(又称铝土矿)是以三种铝的氢氧化物为主和其它少量伴生矿物所组成的混合物。这三种铝的氢氧化物为一水硬铝石(-Al2O3.H2O)、一水软铝石(-Al2O3.H2O)、三水铝石(-Al2O3.3H2O)2、分类、分类1）根据铝土矿矿石的外观结构外观结构分：粗糙状（土状）铝土矿；致密状铝土矿；豆鲕状铝土矿；气孔状、杏仁状铝土矿；2）根据）根据含铝矿物成分含铝矿物成分：一水型铝土矿（包括一水硬铝石型和一水软铝石型）三水型铝土矿（三水铝石型）3）根据所含主要）根据所含主要矿物成分矿物成分 一水硬铝石diaspore-高岭石kaolinite（D-K型）一水硬铝石diaspore-叶蜡石pyrophillite（D-P型）勃姆石Boehmite-高岭石kaolinite（B-K型）一水硬铝石diaspore-伊利石Illite（D-I型）一水硬铝石diaspore-高岭石kaolinite-金红石Rutile（D-K-R型）我国铝土矿的分类基本类型基本类型亚类型亚类型主要分布主要分布一水型铝土矿一水型铝土矿D-KD-K山西、山东、河北、河南、贵州山西、山东、河北、河南、贵州D-PD-P河南河南B-KB-K山东、山西山东、山西D-ID-I河南河南D-K-RD-K-R四川四川三水型铝土矿三水型铝土矿三水铝石型三水铝石型福建、广东福建、广东4）根据）根据成因分成因分：风化型和 沉积型包括滨海沉积型、浅海沉积型、陆相沉积型基本类型基本类型矿体特征矿体特征产地产地风化型风化型三水铝石三水铝石福建漳浦、金门岛福建漳浦、金门岛沉积型沉积型滨海沉积型滨海沉积型层层状状、似似层层状状、厚厚度度稳稳定定、品品位位变变化化不不大大，以以一水硬铝土矿为主一水硬铝土矿为主贵贵州州、河河南南、山山东东、山山西西、陕陕西西以以及及湖湖南南、四四川等地川等地浅海沉积型浅海沉积型层层状状、似似层层状状，规规模模为为中中小小型型矿矿床床，以以一一水水硬硬铝铝石石、高高岭岭石石为为主主，少少量勃姆石量勃姆石广西、云南、四川广西、云南、四川陆相沉积型陆相沉积型似似层层状状，矿矿层层厚厚度度薄薄，规规模模小小，品品位位变变化化也也大大，主主要要水水铝铝石石，次次为为勃勃姆姆石、高岭石石、高岭石山东王村、湖北、云南山东王村、湖北、云南 矾矾土等土等土等土等级级AlAl2 2OO3 3,%,%AlAl2 2OO3 3SiOSiO2 2外外外外 观观 特特特特 征征征征特等特等特等特等7676767620202020灰色、重而硬，灰色、重而硬，灰色、重而硬，灰色、重而硬，结结构致密均匀构致密均匀构致密均匀构致密均匀一等一等一等一等686876765.55.52020浅灰色、重而硬，浅灰色、重而硬，浅灰色、重而硬，浅灰色、重而硬，结结构致密均匀构致密均匀构致密均匀构致密均匀二等（甲）二等（甲）二等（甲）二等（甲）606068682.82.85.55.5灰白色、灰白色、灰白色、灰白色、结结构尚致密，具有少量构尚致密，具有少量构尚致密，具有少量构尚致密，具有少量鲕鲕状体状体状体状体二等（乙）二等（乙）二等（乙）二等（乙）505060601.81.82.82.8灰色、灰色、灰色、灰色、结结构疏松，具有构疏松，具有构疏松，具有构疏松，具有较较多的多的多的多的鲕鲕状体状体状体状体三等三等三等三等424252521.01.021.821.8灰色、灰色、灰色、灰色、质轻质轻又又又又软软，易碎，易碎，易碎，易碎，结结构均匀构均匀构均匀构均匀 水铝石高岭石类(D-K型)铝矾土的分类及特征 3、矿物组成、矿物组成 铝土矿中除铝的氢氧化物外，高岭石、多水高岭石、绿泥石等粘土矿物、含铁氧化物赤铁矿、针铁矿等、4、加热过程中的物相变化、加热过程中的物相变化 铝的氢氧化物热分解转化为-Al2O3、-Al2O3，高岭石、多水高岭石等莫来石化 -Al2O3+SiO2 A3S2 A3S2 Fe2O3、TiO2促进莫来石化，CaO、R2O抑制莫来石化 蓝晶石族矿物1、定义：、定义：蓝 晶 石 族 矿 物 是 指 蓝 晶 石(kyanite)、硅 线 石(sillimanite)和红柱石(andalusite)，它们是同素异构矿物，存在一定的的相关系。蓝晶石族矿物属孤岛状硅酸盐结构，因阳离子配位上的差异，矿物学特性和物理性能也不同。例如热性质，高温煅烧后均转变为莫来石和熔融二氧化硅，转化温度、速度、时间和体积膨胀率。分子式：分子式：Al2SiO5结构式：结构式：蓝晶石蓝晶石(kyanite)Al2SiO4O 红柱石红柱石(andalusite)AlAlVSiO4O 硅线石硅线石(sillimanite)AlAlSiO5 2、化学成分、化学成分 Al 的氧化物的两性：酸酸性性条条件件下下Al Al 起起阳阳离离子子的的作作用，用，CN=6CN=6；碱碱 性性 条条 件件 下下 形形 成成 铝铝 酸酸 根根，CN=4 CN=4。r rAl Al/r rO O =0.3860.386（近于（近于0.4140.414）高压条件下高压条件下CNCN =6 6；高温条件下高温条件下CNCN =4 4 高高温温或或碱碱性性条条件件下下易易形形成成硅硅线石线石AlAlSiOAlAlSiO5 5 ；高高压压或或酸酸性性条条件件下下易易形形成成蓝蓝晶石晶石AlAl2 2SiOSiO4 4 O O。这三种矿物一般是氧化铝质沉积岩受变质作用生成的，均赋存于变质岩中，蓝晶石、硅线石主要产于区域性变质岩内，而红柱石产于接触变质岩内。矿床主要有3种类型：石英岩型、片岩型和片麻岩型。原矿中或多或少地含有石英、黑云母、白云母、绿泥石、石榴石、磁铁矿等。一般矿床有用矿物含量少，大都在10-40%，需选矿后使用。3 3、矿床类型、矿床类型、矿床类型、矿床类型红柱石红柱石我国部分三石矿物矿床成因类型我国部分三石矿物矿床成因类型我国部分三石矿物矿床成因类型我国部分三石矿物矿床成因类型成因成因成因成因类型类型类型类型矿种矿种矿种矿种矿床分布地矿床分布地矿床分布地矿床分布地岩石类型岩石类型岩石类型岩石类型矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成主要主要主要主要次要次要次要次要区域区域变质变质型型蓝蓝晶晶石石河北邢台河北邢台片麻岩片麻岩蓝晶石、黑云母、蓝晶石、黑云母、斜长石斜长石石英、白云母、石石英、白云母、石榴石榴石江苏沭阳江苏沭阳石英岩石英岩蓝晶石、石英、白蓝晶石、石英、白云母云母黄玉、金红石、黄黄玉、金红石、黄铁矿铁矿安徽岳西安徽岳西片岩片岩蓝晶石、石英蓝晶石、石英石榴石、白云母石榴石、白云母硅硅线线石石黑龙江鸡西黑龙江鸡西片岩片岩石英、硅线石石英、硅线石长石、黑云母长石、黑云母内蒙内蒙片岩片岩石英、硅线石石英、硅线石云母云母接触接触变质变质型型红柱红柱石石辽宁林西辽宁林西角岩角岩红柱石、硅线石红柱石、硅线石绢云母、石英绢云母、石英浙江温州浙江温州角岩角岩红柱石、刚玉红柱石、刚玉石英石英4 4、晶体结构、晶体结构、晶体结构、晶体结构 蓝晶石蓝晶石（kyanite）：Al2SiO4O 三斜晶系，结构中O近似作立方最紧密堆积，Al充填2/5的八面体空隙，Si充填1/10的四面体空隙。O的最紧密堆积面(110)方向，每个氧与个Si、2个Al或4个Al相连。AlO6八面体以共棱方式联结成c轴的链。常呈浅蓝色，也有蓝绿色、灰白色，c轴的扁平柱状或板条状。红柱石（红柱石（红柱石（红柱石（andalusiteandalusite）：）：）：）：AlAlAlAlVVSiOSiO4 4OO 斜方晶系。晶体结构中斜方晶系。晶体结构中1/21/2的的AlAl配位数为配位数为6 6，组成，组成AlO6AlO6八面体，以共棱方式沿八面体，以共棱方式沿c c轴连结成链；链间以配位数为轴连结成链；链间以配位数为5 5的的AlAl和和SiO4SiO4四面体相连结。四面体相连结。OO有两种配位：一种与个有两种配位：一种与个SiSi和两和两个个AlAl连结；另一种则与连结；另一种则与3 3个个AlAl连结，不参加连结，不参加SiO4SiO4。柱状晶体，横断面近正方形。有时含定向排列的碳质包裹体，横断面呈黑十字形（空晶石）。集合体常呈平行状或放射状（菊花石）。矽线石矽线石矽线石矽线石（sillimanitesillimanite）：）：AlAl AlAlSiOSiO5 5 斜方晶系，由斜方晶系，由SiO4SiO4和和AlO4AlO4四面体沿四面体沿c c轴交替排列，轴交替排列，组成组成AlSiO5AlSiO5双链；双链间由双链；双链间由AlO6AlO6八面体联结，八面体联结，AlO6AlO6八面体共棱联结成链，八面体共棱联结成链，1/21/2的的AlAl为四次配位。为四次配位。白、灰或浅褐、浅绿色。长针状或针状晶形，常呈纤维状或放射状集合体。三石矿物的矿物学特性三石矿物的矿物学特性矿矿物物名称名称结结构式构式晶系晶系晶形晶形莫氏硬度莫氏硬度 密度（密度（g/cmg/cm3 3）矿矿物外物外观颜观颜色色蓝蓝晶石晶石AlAl2 2SiOSiO4 4OO三斜三斜板状、柱状或板状、柱状或长长条状集合体条状集合体5.55.57 73.563.563.683.68青青兰兰色色红红柱石柱石AlOAlSiOAlOAlSiO4 4 斜方斜方柱状或放射状柱状或放射状集合体集合体7 77.57.53.13.13.23.2红红或淡或淡红红色色硅硅线线石石AlAlSiOAlAlSiO5 5 斜方斜方针针状、状、长长柱状柱状或或纤维纤维状集合状集合体体7 77.57.53.233.233.273.27灰色或白色灰色或白色5 5、理化性质、理化性质、理化性质、理化性质三石矿物的热学性质三石矿物的热学性质矿矿物物名称名称体体积积膨膨胀胀(%)(%)转变转变温温度度(C)(C)转转化化速度速度莫来石莫来石结结晶晶过过程程莫来石莫来石结结晶方向晶方向蓝蓝晶石晶石 161618181300130013501350快快从从颗颗粒表粒表面逐面逐渐渐深深入入垂直于原垂直于原蓝蓝晶石晶晶石晶面面红红柱石柱石551350135014001400中中从从颗颗粒表粒表面逐面逐渐渐深深入入平行于原平行于原红红柱石晶柱石晶面面硅硅线线石石7 78 81500150015501550慢慢在整个在整个颗颗粒粒发发生生平行于原平行于原硅硅线线石晶石晶面面3Al2SiO5 3Al2O3.2SiO2（莫来石）+SiO2（方石英）矿物的纯度和粒度均会影响莫来石转变过程 0%2%6%炭砖红柱石砖Initial1 cycle4 cycles1）用作耐火材料原料，如高炉用硅线石砖、热风炉用低蠕变砖、鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖、微膨胀高铝砖及不定形耐火材料，其用量约占消耗量50%以上；2）用作陶瓷原料，可制作莫来石质、堇青石质陶瓷，产品耐磨性好、热震稳定性好；3）用于制备铝硅合金和耐火纤维，能满足飞机、船舶、雷达、宇航飞船等的耐高温零部件的特殊使用要求；4）用于制作防止铸件粘砂的新型涂料，也可作为炼铝及其合金的炉衬材料保护层原料。6 6、主要用途、主要用途、主要用途、主要用途合成莫来石(Synthesized mullite)1、莫来石结构与性质、莫来石结构与性质 莫来石与硅线石矿物，化学成分不同，但在结构上颇为相似。硅线石化学成分为Al2O3.SiO2，单位晶胞中有4个Al2O3.SiO2分子，即可表达为Al8Si4O20，莫来石为 4个硅线石晶胞合在一起，每个硅线石晶胞中有一个Si4+被Al3+取代置换：4Al8Si4O20=Al32Si16O80-4Si4+4Al3+-2O2-=Al36Si12O78=6(3Al2O3.2SiO2)莫来石结构呈特殊链状硅酸盐结构排列，所以其晶体是沿C轴延伸成长柱状、针状。莫来石是Al2O3-SiO2系统中常压下，唯一稳定存在的二元化合物。熔点温度1870C，线膨胀系数较小，10-1000 C时=5.3 10-6/C，化学性质稳定。2、莫来石种类、莫来石种类 莫来石的种类大体上有三种：1）-莫来石(3:2)；2）-莫来石(2:1，固溶过剩的Al2O3)；3）-莫来石(固溶少量的TiO2、Fe2O3)。3、合成途径、合成途径 莫来石在自然界很少见。我国的河北武安县和河南林县有所发现。但至今未见有工业价值的矿床。在高铝砖、粘土砖等Al2O3-SiO2的材料制品中则是常见的矿物。由于莫来石在自然界很罕见，但是它具有良好的力学、化学及高温性能（高温强度、高温蠕变率低、热膨胀系数小）热震稳定性好、抗化学侵蚀性强等特点。合成途径：1）烧结法；2）电熔法 例如：1）工业氧化铝+高岭土（或高纯硅石）；2）工业氧化铝+苏州土；3）天然矾土(M45、M60和M70)；4）蓝晶石族；5）工业氧化铝+叶蜡石等。4、影响合成莫来石的因素、影响合成莫来石的因素 如：物料的细度、杂质、烧成温度、保温时间、加入物、Al2O3/SiO2比杂质 1）K2O、Na2O、CaO、MgO起分解作用，增加玻璃相；2）Fe2O31-3%对莫来石合成没有明显作用，超过3%有破坏作用；3）TiO2有益，莫来石化程度提高；本本 节节 结结 束束请同学们课下认真复习问答题问答题1、主要天然高铝矿物原料有哪些？2、铝矾土按主要矿物组成分几类？3、蓝晶石族矿物是指哪些？它们结构有何差别，性质上有何差异？。4、合成莫来石原料的途径有哪些？END