这下懂土了,以后再也不“土”了!
2018-04-02 11:30 来源:矿材网 编辑:矿材网

土有普通砖瓦土、瓷土、球土、耐火粘土、铝矾土、高岭土、膨润土等十几种,广泛应用于普通红砖、建筑瓷砖、耐火砖、卫生洁具、水泥、钻井泥浆、塑料、涂料、造纸等行业。对大众来说,简单的颜色分类名字如东北的黑土,华北西北的黄土,南方的红土都知道,但深入专业分类和应用并不一定明白,经常面对各种土“蒙查查”。矿材网为大家讲土,让大家真正懂土,以后再也不“土”了!


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粘(黏)土

粘(黏)土是高岭石、蒙脱石等层状硅酸盐矿物的统称,是最常见的专业名称。俄罗斯A.泽米亚钦斯基认为,凡是土状矿物质,或按岩石学概念,凡是与水和其它液体一起能形成可塑性粘土团块,干燥后能保持原来形状,而焙烧后具有岩石般坚硬性的土状碎屑岩,均称为粘土。详细矿物学研究表明,构成粘土本身的矿物(粘土矿物)少,但是每一种粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、水铝英石等都有很多变种,决定了粘土的多样性。同时,属于这一类的矿物具有许多共同特点,所有这些矿物都可列入层状硅酸盐类,只有少数属于似链状硅酸盐类,可将其作为叠层的层状硅酸盐加以研究。


粘土化学成分SiO2一般≥60%,Al2O3一般≥11%,K2O+Na2O一般1-5%,Fe2O3和TiO2含量变化范围大,另外含少量CaO和MgO以及硫化物、硫酸盐等。粘土矿物常见的有高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、水铝英石、胶硅铁石等,是各类母岩通过风化作用、蚀变作用或沉积作用形成的产物,它是组成粘土的主要成分,自然界中分布广泛,与人们的日常生活及国民经济建设关系密切,许多部门如地质、建材、轻工、化工、冶金、水利、农业等部门都从事粘土和粘土矿物的研究工作。


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普通砖瓦土

我们生活中随处可见最常用的土,Al2O3一般≥11%,SiO2≥70%,K2O+Na2O含量低,一般1-5%,Fe2O3含量高。普通砖瓦土大多由硅酸盐矿物风化原地沉积或搬运异地沉积形成,用于烧红砖、青砖等,做水泥,或烧制轻质骨料等。


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瓷(陶)土

瓷(陶)土是呈土状主要用于烧制陶瓷的土,中国各地瓷(陶)土矿物成分石英40-70%、绢云母和水云母15-30%,长石5-30%,高岭土0-10%;化学成分SiO2>70%,Al2O312-17%,K2O+Na2O3-9%,Fe2O3<1%,另外含少量CaO和MgO。瓷(陶)土多数是由酸性浅成岩浆岩或酸性岩浆岩经过热液蚀变和风化作用形成,根据原岩成分不同可分为石英斑岩型、花岗斑岩型、霏细岩型和次生石英岩型四种。


学者汪灵认为,瓷土主要由石英石、绢云母—水云母系列矿物组成,化学成分以高硅、富钾、贫铝和低铁为特征;陶土主要由高岭石—埃洛石系列矿物组成,其化学成分以富铝、贫钾为特征。但在实际地矿工作和陶瓷应用中,并没有具体指标来区分到底什么样的成分是瓷土,什么样的成分是陶土,而随现代陶瓷市场瓷远大于陶的状况下,多称之为瓷土。矿材网认为,无论是瓷土还是陶土,概念模糊,非常不利于矿山评估评价,也不利于市场精准应用,建议废弃,使用高岭土和钾钠长石等准确矿物学名称取代瓷(陶)土。


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球(粘)土

球(粘)土就是我们陶瓷厂常用的黑泥,并不是从其特性得来的学术名称,而是从当时英国原始生产方式得来的工业名称。即开采时,先在露天采矿坑中把矿泥切成立方块,其边长约为22-25cm,每块质量为14-16kg,然后滚成球状,干燥后装车运走,球(粘)土因而得名。中国地质界受前苏联专家影响,不把球粘土作为一个独立矿种,而仅把它当成耐火粘土或高岭土的一个变种,在国家地质矿产储量《规范》中也无球粘土名称和位置,因而对球粘土研究和找矿工作十分薄弱。


球(粘)土主要化学成分是Al2O3,由无序高岭石组成,常为内胶体形成的自生六角片状高岭石,粒度很细,一般<1~2μm,可塑性很好,且常含少量伊利石或间层粘土矿物及树胶、鞣酸、高挥发份、蜡、沥青、木质素、纤维素、腐殖酸等有机质,有机质能显著增加其可塑性,含有大量有机质的所谓黑色球粘土可塑性特别好就是例证。球(粘)土产出受时代控制,地质时代为新生代第三纪和第四纪。中国第四纪球(粘)土主要分布于广西的南宁、北海地区,广东的广州、清远、江门、珠海、中山、阳江地区,福建的漳州、晋江等地区;第三纪分布于吉林舒兰、永吉地区,黑龙江的黄花矿区等。此外,云南、四川、江西、湖南、山西、河北等省的部分地区也有分布。


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木节和紫节土

木(紫)节土是可塑性优良的球粘土,因含有泥煤的碎片,类似木节,故名木节土,紫色者称紫节土。木节或紫节土由微细高岭石颗粒组成,夹微粒石英,化学成分一般Al2O3 31%~34%,SiO2 37%~38%,有较多炭质腐植质等,外观呈黑、褐、蓝、灰等色,烧成收缩较大。木(紫)节土所含有机质与碱液作用能发生水解形成保护胶体,有助于泥浆成型性能改善,故为调制陶瓷注浆浆料理想粘土原料。


6
耐火粘土

一般来说软质和半软质耐火粘土含Al2O330-45%,硬质粘土35-50%,高铝粘土55-70%,广泛应用于冶金、建材、化工、机械、电子、石油、航空及军工等领域。就耐火材料而言,其所含Al2O3熔点很高,因此具有相应耐火性。耐火度高低取决于Al2O3含量,一般Al2O3含量高耐火度高,反之则低。耐火性高低直接影响制品在高温下的抗压强度及荷重软化点等技术指标,是确定制品及其应用范围的重要因素。


耐火粘土与球粘土不同,所含有机物已变为类似烟煤物质,不会增加可塑性,其成矿时代往往为古生代,而球粘土成矿时代为新生代。


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高岭土

高岭土得名于中国江西省景德镇高岭村出产的瓷白色粘土,是以高岭石族矿物为主组成的粘土或岩石的总称。高岭石族矿物有珍珠石又称珍珠陶土、地开石(又称迪开石、凯迪石)、高岭石、埃洛石(旧称多水高岭石、叙永石)四种,均属层状硅酸盐矿物,其中以高岭石和埃洛石为主,高岭土(Al4[Si4O10](OH)8)理论化学成分Al2O339.5%,SiO246.54%,H2O13.6%,主要用于日用陶瓷、建筑卫生陶瓷和耐火材料,也作为造纸、建筑、涂料、橡胶、塑料、纺织品等的充填料或白色颜料。


高岭土矿石类型可根据高岭石的质地、可塑性和砂质的含量划分为硬质高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型,硬质高岭土,质硬、无可塑性,粉碎细磨后具可塑性;软质高岭土,质软、可塑性一般较强,砂质含量小于50%;砂质高岭土,质松散、可塑性一般较弱,除砂后较强,砂质含量大约50%


7.1 水洗高岭土

高岭土原矿中不同程度存在石英、长石、云母、铁矿物及有机质等杂质,在要求较高的应用领域必须对其进行选矿提纯,对于软质高岭土和砂质高岭土一般利用湿法选矿工艺,成品称之为水洗高岭土。水洗高岭土用途十分广泛,主要用于造纸、涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料,少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。水洗高岭土加工工艺一般如下:


高岭土原矿在水枪的高压冲击下散碎,或高岭土原矿经捣浆机制浆(使高岭土分散并与砂质矿物、植物纤维分离),矿浆用振动筛除去粗砂和植物纤维,再用水力旋流器分选。选矿段数根据原矿性质而定,一般为2~4段,分选后的粗精矿剥片后再经卧式螺旋离心分级机,分出涂料级和填料级产品。涂料级产品,经磁选、漂白、压滤、干燥、包装后出厂;填料级产品,经压滤、干燥、包装后出厂。根据造纸添加剂涂布工具不同,用于造纸的高岭土有气刀土和刮刀土。


7.2 煅烧高岭土

高岭土尤其是煤系高岭土中含有较多有机质或者碳,会导致高岭土颜色呈黑色,通过煅烧能去除高岭土中有机物,提高白度和纯度。煅烧高岭土时,一般都将选好的煤系高岭土原矿破碎至325目或800目、1250目等,然后进行煅烧。煅烧温度不同,煅烧产品的物相、特性不同,应用领域也不同。①600-1000℃低温煅烧,产品活性高,用于合成分子筛、铝盐化工及塑料、橡胶功能性材料;②1000℃-1200℃中温煅烧,产品白度高、不透明性好,用于造纸、涂料工业,替代钛白粉作结构性颜料;③1200℃以上高温煅烧,产品为莫来石、堇青石,用于生产莫来石粒密铸造型砂、高级耐火材料和特种陶瓷。 


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紫砂土

紫砂土矿物成分主要为高岭石、石英、云母和赤铁矿等,化学成分一般Al2O3≥20%,SiO2≥58%,Fe2O3含量高,一般≥6%,TiO2含量高,一般≥1%,主要用于紫砂壶和紫砂煲。紫砂原矿和成陶后,外观均以紫色、赤褐色、紫褐色、暗褐色等为主,紫砂土烧制过程中会形成大量团聚体,这些团聚体既构成了紫砂壶的骨架,增强砂质感,又构成紫砂壶双重气孔结构,使紫砂壶具备良好透气性。紫砂土以江苏宜兴最为有名,现在浙江长兴、云南建水、陕西延安、山西交城等地也发现紫砂土,外观颜色和部分性能与宜兴紫砂土相类似,但Al2O3偏低,低至13%,另外沉积地质年代、沉积环境和沉积物来源,产状、矿物组成与宜兴紫砂土也有所不同。随优质紫砂原矿的减少,部分紫砂壶和紫砂煲企业使用普通高岭土加氧化铁、氧化铬、氧化锰等来制造产品,2010年爆发了“紫砂门”事件,承认紫砂产品天然紫砂宣传不实。


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蒙脱土

蒙脱土是一种层状铝硅酸盐矿物,又称蒙脱石、微晶高岭石、胶岭石,是组成膨润土的主要矿物,由膨润土精细提纯而来。蒙脱土呈白色,有时为浅灰、粉红、浅绿色;鳞片状者解理完全;单斜晶系,晶体呈片状、絮状、毛毡状,硬度2~2.5,相对密度2~2.7g/cm3,柔软,有滑感;吸水性很强,吸水后体积能增大几倍至十几倍,并变成糊状物,具有很强的吸附力及阳离子交换性能,广泛用于橡胶、塑料、油漆和医药等领域。医用蒙脱石散或思密达,起止泻功效,几乎成了蒙脱石代名词。


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膨润土

膨润土也称斑脱岩、皂土、膨土岩,主要由蒙脱石组成,蒙脱石含量可高达85-90%,颜色主要有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、肉红色、砖红色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等;多呈致密坚硬块状,少数土状,具有吸水膨胀性、黏结性、吸附性、润滑性、催化活性、触变性、可塑性及阳离子交换性等,在国际上享有 “万能粘土”美誉,主要用于铸造、钻井、土木建筑工程、动物和家禽饲料、化妆品、药品等领域。


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漂白土

漂白土主要矿物成分为蒙脱石,蒙脱石成分中有作为交换阳离子的钙,要分散蒙脱石很困难,它不形成悬浮体,但却具有巨大吸附容量。钙很容易被其它阳离子取代,其中包括有机物。这种粘土一直用于羊毛脱脂、配制呢绒或毛毯,能吸收大量色素、黏液、胶状物及其它杂质,由此称为“漂白土”。工业用漂白土有两种,一种是活性白土,即用酸处理(活化处理)后才具有强的漂白性能的蒙脱石;另一种是酸性白土,即天然产出的本身就具有漂白性能的蒙脱石。


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凹凸棒土

凹凸棒土又称凹凸棒石、凹土、坡缕石或坡缕缟石,富含Al3+、Fe3+、Na+的变种分别称为铝凹凸棒石、铁凹凸棒石、钠凹凸棒石。凹凸棒石是一种具有特殊结构的棒状、针状晶体结构的天然水合镁铝硅酸盐,由MgO、Al2O3、SiO2三种组分按一定比例在高碱性条件、适当盐度、温度环境下形成。因产地不同,凹凸棒石的组成略有不同,一般而言,凹凸棒石中含有70~80%凹凸棒石,10~15%蒙脱石和海泡石以及其它粘土,4~8%石英,以及少量方解石或白云石。凹凸棒石具有优良的脱色、吸附、离子交换、热稳定、抗盐、胶凝和高温相变等性能,广泛应用于石油、化工、建材、造纸、医药、农业、环保、制革、饲料、肥料、食品、汽车及军工等领域。


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铝矾土

铝矾土又称铝土矿或矾土,主要成分是三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石,是含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。铝矾土是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上;铝矾土的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥原料。


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硅藻土

硅藻土化学成分主要是无定型SiO2以SiO2·nH2O的形式存在,SiO2通常占80%以上,最高可达94%。硅藻土化学稳定性高,不溶于盐酸,易溶于碱,具有相对不可压缩性、质软、隔音、耐磨、耐热等诸多优异性能,广泛用作助滤剂、功能填料、催化剂载体、农药和肥料载体、保温隔热材料、吸附剂以及漂白材料等。


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稀土

稀土是化学元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系15个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素,称为稀土元素。稀土元素被誉为“工业的维生素”,具有无法取代的优异磁、光、电性能。由于稀土作用大,用量少,已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素,广泛应用于冶金、军事、石油化工、玻璃、陶瓷、农业和新材料等领域。

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