飛天燕瓷土礦的研究及應(yīng)用*

(廣東省潮州市群發(fā)衛(wèi)浴有限公司 廣東 潮州 521000)

前言

廣東省潮州市橋東的飛天燕礦山開采的瓷土舉世聞名，多年來在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn)，其獨(dú)特的物理性能在陶瓷生產(chǎn)中起到了很大的作用。在此之前還沒有專業(yè)人員對(duì)該瓷土的應(yīng)用進(jìn)行深入的研究。

近年來在礦區(qū)不斷開采過程中，對(duì)礦物性質(zhì)的演變特征及變化屬性需要有一個(gè)清晰的了解。對(duì)礦物性質(zhì)特征的恰當(dāng)表達(dá)，能給予生產(chǎn)廠家在應(yīng)用領(lǐng)域以更好的幫助。

1 瓷土礦的性質(zhì)

飛天燕瓷土礦(簡(jiǎn)稱瓷土礦)是屬于風(fēng)化殘積型高嶺土礦床，其礦物組成以高嶺土、絹云母、石英為主，帶有較為少量的長(zhǎng)石，因其化學(xué)成分與成瓷化學(xué)組成較為接近，故稱之為瓷土。瓷土礦因?yàn)椴皇菃我坏膬?yōu)質(zhì)礦物，而是簡(jiǎn)單的幾種天然礦物組合體，所以應(yīng)用在陶瓷上最為恰當(dāng)，不能作為單一礦物深加工。

瓷土礦由于本身是高嶺土礦，含有較多的高嶺土成分，故含鋁偏高，燒成范圍稍大；其次由于礦體中富含絹云母，促進(jìn)并平衡了成瓷的組成。絹云母與白云母、水云母同屬伊利石類，是熱液蝕變或變質(zhì)作用下形成的細(xì)小鱗片狀白云母，晶體結(jié)構(gòu)及成分與白云母相似，但外觀呈土狀，表面呈絲絹光澤，具有一定的粘土性質(zhì)。云母類礦物具有天然的高溫粘度，抗變形能力較好。

2 瓷土礦的性能表現(xiàn)

瓷土礦的優(yōu)質(zhì)礦土中礦物含量為：高嶺土35%，絹云母35%，石英30%(不規(guī)則存在，視風(fēng)化情況而定)。

其化學(xué)成分為：鋁26%，鉀5.6%，硅58%。在原礦中分布有綠色結(jié)核狀晶體，含鋁量比正常礦物高一倍以上。實(shí)際應(yīng)用中常通過調(diào)節(jié)性能后參與總體配方使用。在性能的表現(xiàn)上，瓷土礦本身由于其風(fēng)化程度好，加工方式針對(duì)性強(qiáng)，疏水性能極佳，其表現(xiàn)為均勻透水，利于坯體干燥。

3 瓷土礦的加工及性狀

瓷土礦屬于硬質(zhì)土，使用潮州獨(dú)特的機(jī)錐加工，其顆粒呈現(xiàn)多邊形構(gòu)造，在排列中易于形成拱橋效應(yīng)，通透性好，促使干燥過程的均勻性和燒成過程的排雜質(zhì)順利進(jìn)行。

但不能不指出，在瓷土礦范圍內(nèi)開采的礦土，并非都是優(yōu)質(zhì)礦土，其等級(jí)不同，性能在應(yīng)用上需要區(qū)別對(duì)待。

隨著開采的進(jìn)一步深入，礦區(qū)中風(fēng)化期適中的材質(zhì)已大量減少，開采出的多是夾雜大量未風(fēng)化的硬土及硬石，這在一定程度上影響了材料性能。

近幾年來，在加工工藝方面，小型機(jī)錐加工正在向大臼加工方面發(fā)展，大臼的加工工藝改善了人為的影響，同時(shí)提升了產(chǎn)量和效率，消除了硬料不易加工的特性，但是對(duì)用料的調(diào)配要求更加嚴(yán)格，稍有不慎，就會(huì)出現(xiàn)明顯的性能偏差，如硅超標(biāo)、坯體硬皮、屈服值低等，這需要在生產(chǎn)加工工藝上給予協(xié)調(diào)糾正。

當(dāng)前瓷土礦洗泥的化學(xué)成分見表1。

排篩的應(yīng)用也在一定程度上影響了細(xì)度的變化。

細(xì)度在加工過程的變化：

1)原加工細(xì)度：250目(0.7～1.5 mm)，325目(3.0～3.5 mm)。

2)現(xiàn)加工細(xì)度：250目(0.5～1.0 mm)，325目(4.5～5.0 mm)。

體現(xiàn)在沉積的二層細(xì)砂的增多。

以瓷土礦為主體的礦物加工后的性能及應(yīng)用 (衛(wèi)生陶瓷)。

表1 當(dāng)前瓷土礦洗泥的化學(xué)成分(近似值)(質(zhì)量%)

表2 當(dāng)前瓷土礦洗泥的物理性能表現(xiàn)

流動(dòng)度(涂四100mL極)25.025.0 25.0 觸變性(厚化度)1.35 1.45 1.55屈服值 (NDJ-1粘度計(jì))20.018.016.0 細(xì)度(標(biāo)準(zhǔn)250目) (%)0.6～1.0 0.5～1.5 1.0～1.5 吸厚(45min成坯速率) 4.5～5 4.5～5.5 4.5～6.0 pH值 5.0～5.5 5.0～5.5 5.0～5.5

瓷土礦洗泥由于加工細(xì)度偏細(xì)，而且呈多邊形結(jié)構(gòu)，所以單項(xiàng)測(cè)試收縮較烏土略大一些，但配成泥漿之后的收縮與烏土的收縮一致，不受影響。

洗泥在配方中其配搭用量要視烏土的性能以及成坯的要求而定，用量多在30%～35%，當(dāng)然20%或40%的用量也是同樣存在的。

當(dāng)前瓷土礦洗泥的物理性能表現(xiàn)見表2。

4 瓷土礦的開采

目前隨著瓷土礦的大規(guī)模的開采，在礦土中帶入了大量的含鐵雜質(zhì)，使得燒成中排雜質(zhì)難度增大，燒后色澤明顯下降(機(jī)錐泥含鐵量由原有的1%以內(nèi)逐漸上升至2 %以上)，在瓷土礦中這種富鐵、含泥、細(xì)顆粒的瓷土中，各種除鐵效果均很難達(dá)到要求。鐵礦物與鉀鋁等正電子結(jié)合較為緊密，如不用分散劑難以將它們分開去除，但加入分散劑后易于影響到瓷土的本質(zhì)性能特征，故不能用；在除鐵工藝上可考慮多腔、多位、大流量的高密度高強(qiáng)永磁自動(dòng)循環(huán)除鐵，但其一次性投入較高，泥漿前處理應(yīng)該是稀釋后的泥漿進(jìn)行高速攪拌后，平緩過流除鐵，方能收到明顯效果。

另外，由于開采的盲目性，在礦體上方的表層常帶有含鎂材質(zhì)，含細(xì)泥較多的礦土表現(xiàn)，這給瓷土產(chǎn)品的性能帶來了明顯不良影響。

5 邊礦及同類礦

在瓷土礦的邊礦中，首先應(yīng)用的有臥石村礦土，其礦土同屬瓷土礦脈，材料性質(zhì)相同，但風(fēng)化程度更大，泥質(zhì)特征明顯，且性質(zhì)分布極不均勻，在性能的穩(wěn)定性上明顯不如瓷土礦，如有的地方礦物電解質(zhì)耗用量超大，有的地方礦物電解質(zhì)耗用量超小，有的地方礦物觸變性較大，有的地方透水功能特別差等。這對(duì)使用這類礦土的廠家增加了應(yīng)用的難度，在使用中應(yīng)加以鑒別，協(xié)調(diào)運(yùn)用。

如在黃金塘村出產(chǎn)的礦土，其礦物成分含量大多不錯(cuò)，總體上由于其正電子較多，往往耗用電解質(zhì)數(shù)量特別多，在使用上應(yīng)注重性能協(xié)調(diào)后方能加以應(yīng)用，否則在使用后會(huì)有較多的雜質(zhì)表現(xiàn)。

不能不提的外圍礦土，外圍礦土進(jìn)入搭配在一定程度上緩解了對(duì)瓷土礦主礦的依賴性，也從一定程度上改進(jìn)、協(xié)調(diào)了性能的穩(wěn)定，但外圍土大多只能作為輔助材料應(yīng)用。

鄰近其他的礦土表現(xiàn)如下：

1)南坑土:其質(zhì)地偏硅土，透水性強(qiáng)，成坯性好，耗電解質(zhì)少，在冬春季節(jié)用以協(xié)調(diào)泥漿性能，適量應(yīng)用往往能起到較好的效果。

2)大龍華與豐良土都與南坑土同屬于這一類。

3)優(yōu)質(zhì)錫坑土其性質(zhì)與瓷土礦非常接近，未來幾乎可以代替瓷土礦使用。

4)西坑土。其性質(zhì)主要是高嶺土，含鋁高，不能作瓷土性質(zhì)使用。

5)登塘雙白。該礦土中主要以高嶺土為主，伴生含有偏鈉長(zhǎng)石成分，與瓷土礦本來礦物相比較，相距較遠(yuǎn)。

6)赤鳳溪西及意溪坪埔礦土因成礦原因不同，酸性較大，懸浮性差，易生沉淀，注漿洗泥一定不能使用。

7)留隍蓮塘土，色白，泥質(zhì)重，吸漿慢，粘度低。

8)大埔土。其電解質(zhì)耗用量偏大，粘度低，吸漿快，硬性。

9)橫居土。其泥質(zhì)重，分散性大，粘度低，吸漿快。

6 結(jié)語

飛天燕瓷土礦洗泥作為一種獨(dú)立的加工材料，在很大程度上協(xié)調(diào)了陶瓷成形的成坯性能；優(yōu)質(zhì)的瓷土礦洗泥燒成范圍大，抗變形能力強(qiáng)，燒成強(qiáng)度好，在泥漿中能穩(wěn)定屈服值，加強(qiáng)均勻透水性能，特別有利于成形的收成率提高。