耐火粘土分類及性能

作者：新密市旭升耐火材料有限公司　日期：2020/3/28 17:37:48　人氣：71

耐火粘土分類及性能

一、性能和分類：

耐火粘土一般是指耐火溫度大于1580℃的粘土，燃燒以后的成分為A12O3+TiO2不少于30％，Fe2O3一般不超過2.5％，在一些西方國家一般定義耐火粘土（Fire c1ay）,以高嶺石為基本組成的巖石碎屑，其雜質含量較低，耐火溫度一般超過1500℃或者PCE19，煅燒后呈淡黃色或灰色，以熱液蝕變形成的邊吐不劃歸在耐火粘土中，而通常將其歸為高嶺土，根據耐火粘土的理化性能，以工業用途和礦石特征，一般分為軟質粘土、半軟質粘土、硬質粘土及高鋁粘土，從軟質粘土到高鋁粘土，其主要變化是A12O3含量依次增加，高嶺石結晶的有序增加，伊利石礦物含量降低，四種耐火粘土相應的礦石工業類別列于表1---2中，高鋁粘土耐火材料行業和硅酸鹽領域一般多稱為鋁礬土（高鋁礬土、礬土）。

表1---1高嶺土的技術要求

產品代號	外觀質量要求	等級	化學成分/％				+63um
產品代號	外觀質量要求	等級	A12O3	Fe2O3	TiO2	SO3	+63um
TC--0	1300℃煅燒為白色，無明顯斑點	優質高嶺土	≥36.00	≤0.50	≤0.20	≤0.30	≤0.5％
TC--1	1300℃煅燒為白色，稍帶其他淺色	一級高嶺土	≥35.00	≤0.80	≤0.20	≤0.30
TC--2	1300℃煅燒呈米黃、淺灰或其他淺色	二級高嶺土	≥32.00	≤1.20	≤0.40	≤0.80
TC--3	1300℃煅燒呈米黃、淺灰或其他淺色	三級高嶺土	≥28.00	≤1.80	≤0.60	≤1.00

備注：水分要求：塊狀≤18％，粉狀≤15％，噴霧干燥粉≤2％。

1、軟質粘土與半軟質粘土：

多屬于生成年代較晚的沉積礦床，常和煤層伴在一起，為土狀碎屑巖，組織松軟，有些軟質粘土收地質變化的熱壓作用而變得致密，失去一部分可塑性，成為半軟質粘土。

①軟質粘土多呈土狀，顆粒細微在水中易分散，粘結性和可塑性很強，軟質粘土形成時多把草木等一些有機物帶來一起沉積，填充在層間碳化后形成含碳的有機質，同時易溶的鉀鹽或鈉鹽，易被自然水流溶解沖走，所以這類粘土的特點是鈉、鉀的含量較少，但外觀顏色變化很大，有灰色、紫色、深灰色、淺紅色、白色以及黑色，軟質粘土的礦物組成主要為高嶺石或多水高嶺石，夾雜有其它雜質礦物，A12O3的含量可以從22％----38％，耐火溫度平均在1600℃左右，煅燒后多呈淺色，軟質粘土與高嶺土的區別在于它的二次沉積作用所接受的雜質（K2O、Na2o、Fe2o3、Cao、MgO、TiO2等）較多，因為其礦物組成較為復雜，另外其顆粒大大小于高嶺土，所以可塑性比高嶺土強。

②半軟質粘土主要伴生于煤層，并夾雜有黃鐵礦，它是粘土中最有害的一種雜質，其可塑性和在水中的分散性介于硬質粘土與軟質粘土之間，它與硬質粘土想比，A12O3含量較低，一般在25％----38％，而SiO2和堿金屬氧化物含量較高，與軟質粘土相比，A12O3含量較高，顆粒較粗，半軟質粘土的主要礦物組成主要是高嶺石，耐火溫度一般大于1630℃。

2、硬質粘土：

①硬質粘土（F1int c1ay）屬長期沉積礦床，基于水、風等外力作用，常時次生粘土逐漸次重疊成層狀，在長期的地熱和地壓作用下被層層壓緊，一部分又成為頁巖狀或板巖狀的粘土，這就是硬質粘土，硬質粘土結構十分致密，質地堅硬有貝殼狀斷口，有的表面有滑膩感，外觀顏色一般呈灰色、淺灰色或灰白色，容易風化碎裂，硬質粘土顆粒極細，在水中不易分散，可塑性很低，真比重波動在于2.62--2.65之間，燒結后呈白色或者接近白色，并夾雜有淡黃色（Fe2O3含量高的料塊），目前國內已知的硬質粘土主要礦物是高嶺石，或有少量的地開石或云母類礦物伴生，從化學組成來看，它們接近于高嶺石的理論性能，A12O3和Sio2含量的波動范圍較小，雜質常有Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、FeS2含量較低，Fe2O3一般為1.0---1.5，耐火溫度高達1770---1790，硬質粘土中的雜質含量常因伴生礦物會明顯不同，高堿硬質粘土（K2O+Na2O?1％）,當其它有害組分含量較低時，也可作為耐火粘土使用，高鈦硬質粘土（TiO2?4.5％）,含有少量鈦礦物可降低燒結溫度，利于燒結，含鈦較高則嚴重影響其高溫性能，高鐵硬質粘土（Fe2O3?3.5％）,Fe2O3較高將降低礦物原料的耐火性能，并且影響外觀，制品有黑褐色斑點。

②焦寶石在國內是優質硬質粘土的代表，煅燒后A12O3含量在44％---46％左右，Fe2o3小于2％，成分均勻、穩定，結構致密煅燒后呈白色，是耐火材料的優質原材料。

表1---2耐火粘土的工業類別：

礦石類別	礦物成分		A12O3/%	Fe2O3/%	耐火度/℃	外觀特征	工業用途	說明
礦石類別	主要礦物	次要礦物	A12O3/%	Fe2O3/%	耐火度/℃	外觀特征	工業用途	說明
高鋁粘土（鋁礬土）	一水硬鋁石或三水鋁石	高嶺石一水軟鋁石	?50	<3	≥1770	角礫狀致密塊狀堅硬粗糙狀土狀豆狀鮞狀	高鋁質耐火材料	化學成分以熟料計
硬質粘土	高嶺石	一水硬鋁石三水鋁石地開石伊利石葉臘石	?30	≤3.5	≥1630	鮞狀貝殼狀致密塊狀	粘土質耐火材料	化學成分以熟料計
半軟質粘土	高嶺石	伊利石一水硬鋁石	≥25	≤3.5	≥1630	片狀塊狀	結合粘土	化學成分以生料計
軟質粘土	高嶺石---伊利石鈉蒙脫石--伊利石		?22	≤3.5	≥1580	片狀土狀	結合粘土	化學成分以生料計