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高嶺土是自然界常見的、非常重要的一種粘土礦物,是在缺少堿金屬和堿土金屬的酸性介質(zhì)中,由火成巖和變質(zhì)巖中的長(zhǎng)石或其他硅酸鹽礦物經(jīng)風(fēng)化作用形成。
自然界中高嶺土所包含的礦物主要分為粘土礦物和非粘土礦物。其中粘土礦物主要包含高嶺石族礦物和少量的蒙脫石、云母和綠泥石;非粘土礦物主要包含長(zhǎng)石、石英和招的水化物,還有一些鐵礦物如赤鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等、鈦礦物如金紅石等和有機(jī)質(zhì)如植物纖維等。決定高嶺土性能的主要是粘土礦物。
就高嶺土當(dāng)前加工方式而言,有機(jī)械粉碎和氣流粉碎兩種方式。而機(jī)械粉碎一般粉碎到300目-1000目左右,但其粉碎加工為機(jī)械方式,因此粉碎細(xì)粉里有鐵含量增加與其他雜質(zhì),對(duì)應(yīng)用純度要求較高行業(yè)而言,有缺陷;氣流粉碎由于采取物料與物料之間相互碰撞與剪切,沒有粉碎介質(zhì)參與,因而有效保障了物料的純度,從而滿足純度要求較高行業(yè)的應(yīng)用效率,同時(shí)氣流粉碎機(jī)的粉碎細(xì)度可達(dá)5000目(細(xì)度范圍可調(diào)1000目-5000目)。
陶瓷工業(yè)是應(yīng)用高嶺土早、用量較大的行業(yè)。一般用量為配方的20%~30%。高嶺土在陶瓷中的作用是引入Al2O3,有利于莫來石的生成,提高其化學(xué)穩(wěn)定性和燒結(jié)強(qiáng)度,在燒成中高嶺土分解生成莫來石,形成坯體強(qiáng)度的主要框架,可防止制品的變形,使燒成溫度變寬,還能使坯體具有一定的白度。同時(shí),高嶺土具有一定的可塑性、粘結(jié)性、懸浮性和結(jié)合能力,賦予瓷泥、瓷釉良好的成形性,使陶瓷泥坯有利于車坯及注漿,便于成形。如用在電線中,可以增加絕緣性,降低其介電損耗。
陶土指含有鐵質(zhì)而帶黃褐色、灰白色、紅紫色等色調(diào),具有良好可塑性的粘土,主要用于燒制陶制品和粗瓷器的高嶺土。陶土具有抗凍融、透氣性、吸音等作用,燒制外墻、地磚、陶器等均使用陶土。
紫砂,屬于陶土的一種,但陶土并非只有紫砂。
所謂的陶土,顧名思義,就是可以成陶的土質(zhì)。遠(yuǎn)古以陶為器,所以這里的“成陶”,意即成器的意思。
按照燒結(jié)溫度劃分,陶器分為土器、炻器、紫砂、瓷器四種。燒結(jié)溫度的決定物質(zhì),是低熔點(diǎn)物質(zhì)—有機(jī)化合物,主要是鉀鈉鈣的硅酸鹽復(fù)合體,這也正是黏土的主要成分。
炻器,即紫砂制品。燒結(jié)溫度在1000—1240℃,特點(diǎn)是燒結(jié)后坯體透氣不透水,坯體保持開放性氣孔和封閉性氣孔的物理結(jié)構(gòu)。封閉性氣孔,即顆粒(以石英為核心的團(tuán)結(jié)顆粒)中的氣孔和顆粒之間的氣孔。紫砂器皿的雙氣孔結(jié)構(gòu),導(dǎo)致紫砂器皿具有隔熱效能和保鮮(透氣)功能。封閉性性氣孔的形成是紫砂泥中含的有機(jī)成分(主要是鉀鈉鈣的化合物),在一定溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放出氣體。但化學(xué)反應(yīng)未盡充分,釋放的氣體不多,容納在顆粒之中。如果反應(yīng)充分,釋放的氣體就會(huì)較多,出現(xiàn)鼓泡和破泡現(xiàn)象。破泡后的地方,常溫下收縮,就在坯體表面形成了“針孔”。紫砂未燒結(jié),其中的黏土成分未充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),鉀鈉鈣化合物依然較多,所以也會(huì)有土腥味,同時(shí),坯體強(qiáng)度不夠,受到外力容易破損。
日用陶器,即常見的缸罐,燒結(jié)溫度1200—1400℃左右。在金屬、塑料用品出現(xiàn)之前,缸罐是日常生活中多使用的容器,所以這類器皿被稱為“日用陶”。日用陶器所用材質(zhì)所含黏土更少,所以不僅燒結(jié)程度高,而且開放性氣孔較大較多,不僅透氣,也透水,所以一般的陶器在表面刷上一層低熔點(diǎn)的陶土(一般是黏土類物質(zhì)),形成玻璃狀物質(zhì),以此封閉開放性氣孔。宜興,稱為“陶都”,就是因?yàn)榧庸ぶ谱魅沼锰盏奶胀临Y源特別豐富,也就是所說的“夾泥”(也稱“甲泥”),因夾在黃石層之間而得名。
陶土主要用作燒制外墻、地磚、陶器具等。
陶土資源主要分布在小橫山一帶。含礦層位主要是白堊系上部粉砂質(zhì)粘土,第三紀(jì)殘坡積、沖坡積,第四系上更新統(tǒng)戚嘴組粉質(zhì)粘土。礦床(點(diǎn))取樣分析:含二氧化硅65.18-71.86%,三氧化二鋁15.02-17.99%,三氧化二鐵3.27-6.61%,氧化鈣0.75-1.68%,氧化鎂0.89-2.07%,燒失量4.19-6.20%。
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