三氧化二铝(A12O3):是耐火粘土的主要有益组份,粘土中A12O3含量愈高其耐火度也愈高。
二氧化硅(SiO2):在粘土中多呈铝硅酸盐类矿物存在,少量呈游离状态SiO2存在。游离的SiO2能减弱粘土的可塑性和粘结力,而铝硅酸盐类矿物能增强粘土的可塑性。
铁质矿物:铁质矿物在粘土中为常见的有害杂质,含量多时能降低制品的耐火度、抗渣性,并使耐火制品产生熔疤。在粘土中,铁的氢氧化物、氧化物、碳酸盐和硫化物常以褐铁矿、水赤铁矿、菱铁矿、赤铁矿、硫铁矿等的细脉、薄壳、结核或鲕粒存在于粘土矿中。
钙镁碳酸盐和硫酸盐类矿物:含量多时能降低粘土的耐火度,增大制品烧成收缩率,降低荷重软化温度并产生裂纹,在粘土中常以方解石、白云石、文石、石膏等矿物出现,形成各种形状的结核,薄膜或呈分散状存在。
二氧化钛(TiO2):耐火粘土中的TiO2随其含量之多寡产生不同的影响。适量的TiO2在烧结中可起助熔剂作用,能促进烧结,而过量的TiO2能降低耐火度及产生网状裂纹。Ti02在粘土中常以金红石、钛铁矿、板钛矿、锐钛矿等矿物出现。
氧化钾、氧化纳(K2O、Na2O):粘土中含K2O、Na2O高时能减弱粘土的可塑性。K2O+Na2O含量超过一定限度,在煅烧时能降低烧成温度,缩小烧结温度范围,降低制品的荷重软化温度,使制品形成龟裂膨胀。K2O、Na2O在耐火粘土中常以白云母、长石等矿物出现。
氧化锰(MnO2):在粘土中一般含量较少,含量多时,能降低制品的荷重软化温度。
有机物质:是粘土中普遍存在的杂质之一。含量多时能增大粘土的烧失量,降低制品的抗渣性,如果有机质含量相当大,并相当稳定可用来生产多孔的轻质耐火制品。
2、耐火粘土的物理性能对耐火制品的影响
耐火度:粘土低抗高温而不熔化变形的最高温度称为粘土的耐火度。耐火度的高低决定于粘土的矿物成分、化学成分以及他们在加温过程中的理化性能。
可塑性:粘土在机械的外力作用下能改变它的形状而不破坏其致密性,并在外力取消后,依然能保持其变形的一种性质称之为可塑性。一般说软质粘土为高可塑性粘土(可塑性指标大于3.6)和中可塑性粘土(可塑性指标大于2.5);半软质粘土为低可塑性粘土(可塑性指标为1—2.5);硬质粘土和高铝粘土为非可塑性粘土。
耐风化性:耐火粘土矿石在自然状态下抵抗风化的一种性质称为耐风化性。耐风化性主要与耐火粘土的成矿作用、结构构造、节理裂隙发育程度有关。易风化的软质粘土、半软质粘土、风化后可增强其粘结性和可塑性;易风化的硬质粘土、风化碎裂后,不利煅烧。
3、工业上对耐火粘土的选矿、加工要求
为提高矿石质量,矿石一般可用水洗和人工拣选,如有必要也可用浮选、磁选、重选、化学选矿等方法富集有益组份,除去有害杂质。
经过选矿或未经选矿的耐火粘土都须经过煅烧(软质粘土、半软质粘土作结合剂用时可不煅烧)、破碎、筛分配料、混炼、成型、干燥、烧成等工艺流程以制作各种耐火制品。
4、耐火粘土矿床的一般工业指标
(1) 耐火粘土一般质量要求
表5—33 耐火粘土一般质量要求表
(2)开采技术条件
矿层最小可采厚度:地下开采0.8m~1m;露天开采0.5m~0.8m。夹石最小剔除厚度不小于0.5m~0.8m。剥采比≤15m3/m3。