幾種特種熔劑原料的介紹
http://m.dcyhziu.cn 2007/6/27 源自:中華職工學(xué)習(xí)網(wǎng) 【字體：
】
】
礦物螢石的化學(xué)式為CaF2，其礦物特征外觀為白色、紅色、藍色、綠或紫色等的透明體；天然螢石礦中含有一些雜質(zhì)，如二氧化硅、碳酸鈣、氧化鐵等。螢石硬度較小，燒成熔點為1230℃左右。
螢石是強烈的熔劑原料，它能夠降低釉的熔融溫度和高溫粘度，提高釉面的光澤度。在陶瓷墻地磚中螢石也是常用乳濁劑之一。在燒成中螢石中的氟在高溫中能與鐵發(fā)生反應(yīng)，生成FeF3揮發(fā)，另一部分可與鐵生成透明無色的NaFeF6，所以螢石能夠提高釉的白度。在建陶產(chǎn)品中，螢石正在成為重要的釉料原料之一。
2、硅灰石
硅灰石的化學(xué)式為CaO•SiO2，其理論化學(xué)組成為：CaO48.25wt%，SiO251.75wt%。天然硅灰石礦物中還含有Fe2O3、Al2O3、MgO、MnO2及K2O、Na2O等雜質(zhì)。我國湖北、福建、吉林、遼寧、江西等地均出產(chǎn)硅灰石原料，其化學(xué)組成為：SiO246.30wt％～50.27wt％，Al2O34lwt％～0.82wt%，TiO20.01wt%，CaO3.l5wt%～47.97wt%，MgO1.00wt%～1.95wt%，K2O0.08wt%，Na2O 0.01wt%，燒失為1.58wt%～7.57wt％。
硅灰石礦物原料外觀—般為白色或乳白色、灰白色，呈纖維狀、塊狀或柱狀。其硬度為4.5～5，熔點為1540℃左右。
硅灰石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用有許多特點，主要表現(xiàn)如下。
（1）由于硅灰石不含有機物、吸附水與結(jié)構(gòu)水，在燒成中受熱分解時不放出氣體，干燥收縮與燒成收縮小，膨脹系數(shù)較小且變化均勻。由于上述優(yōu)點，硅灰石很適用于低溫快燒陶瓷坯料。
（2）硅灰石的引入可以降低坯體燒結(jié)溫度，節(jié)約能源與縮短燒成時間。目前以硅灰石為主要熔劑的硅灰石低溫瓷已研制成功。此外在釉面磚中也有使用。
（3）硅灰石可以代替方解石與部分石英配制釉料，并且可以減少燒成制品中的釉泡與針孔。
（4）硅灰石陶瓷制品的機械強度較高，而且后期吸濕膨脹系數(shù)小，產(chǎn)品經(jīng)久耐用。
（5）硅灰石坯體的燒成范圍窄，這是它的不足之處，在應(yīng)用于釉面磚坯料時，燒成溫度不宜過高。加入Al2O3、ZrO2、SiO2或鋇鋯硅酸鹽時，可以提高坯體燒成中液相的粘度，擴大燒成范圍。
3、透輝石（CaMgSi2O6）
透輝石實際上是鈣鎂的復(fù)合硅酸鹽，其理論化學(xué)組成為：Ca025.9Wt％，Mg018.5wt％，SiO255.6wt％，熔融溫度為1319℃，體積密度為3.3g／cm3，硬度為6～7。透輝石礦石常呈現(xiàn)灰、黃、淺綠到深綠色。雜質(zhì)礦物中常有鈣鐵輝石［caFe(Si2O6)］。所以，透輝石礦石中Fe2O3含量較高，品位較好，質(zhì)量較純的礦石中Fe2O3＜l％，一般透輝石含鐵量在l％以上。
在陶瓷工業(yè)中，透輝石的工藝性能與硅灰石相似，都可以應(yīng)用于陶瓷坯、釉中。透輝石質(zhì)釉面磚坯料燒成溫度為980～1020℃，比硅灰石坯體燒成溫度低100℃左右。所以透輝石更是一種優(yōu)質(zhì)的低溫快燒原料。
我國透輝石資源豐富，如東北的吉林和黑龍江省發(fā)現(xiàn)的透輝石礦是世界罕見的。此外，湖北與湖南也有產(chǎn)出。吉林透輝石的化學(xué)組成為：SiO2 51.6wt％～45.71wt％，Al2O3 3.52wt％～7.29wt％，F(xiàn)e2O3 2.69wt％～0.27wt％，0.13wt％～0.10wt％，CaO 3.78wt％～9.18wt％，Mg0 15.03wt～13.79wt％，K2O＋Na2O 0.96wt％～0.63wt％。
4、含鋰礦物
氧化鋰（Li2O）是一種強助溶劑。它的熔融溫度低，可應(yīng)用于陶瓷的坯、釉中。在陶瓷產(chǎn)品中，氧化鋰可以降低膨脹系數(shù)，增加釉面的耐磨性，提高釉的機械強度和耐化學(xué)腐蝕性，同時能夠提高釉的高溫流動性，減少釉面針孔缺陷，增加釉面的光澤。所以含鋰礦物因其中含有的氧化鋰而成為陶瓷業(yè)重要的熔劑原料。
現(xiàn)在常用的含鋰礦物有鋰云母、鋰輝石、磷鋁石、透鋰長石等。其理論化學(xué)式為：鋰云母LiF•KF•Al2O3•3SiO2；鋰輝石Li2O•Al2O3•4SiO2；磷鋁石Li•AlF•PO4；透鋰石Li2O•Al2O3•8SiO2。
我國含鋰礦物的主要產(chǎn)地有江西宜春鋰云母，新疆鋰輝石等。其中宜春鋰云母化學(xué)組成為：Si0252.14wt％，Al2O324.51wt％，F(xiàn)e2O30.51wt％，Ti020.04wt％，CaO0.3lwt％，MgO微量，K2O12.13wt％，Na2O1.26wt％，Li2O3.58wt％，燒失為5.9wt%。
目前，日用陶瓷、建筑陶瓷部分產(chǎn)品中使用有含鋰礦物熔劑原料，尤其是耐熱烹調(diào)陶瓷如耐熱砂鍋產(chǎn)品中使用鋰礦物改善其耐熱性能，經(jīng)濟效益很好。
5、巖漿巖類熔劑
這類熔劑原料包括有霞石正長巖、花崗巖、班巖、珍珠巖、長英巖、輝綠巖、斜長石等。
霞石正長巖中含有霞石（K2O•3Na2O•4Al2O3•8SiO2）、鉀長石、鈉長石及少量角閃石、云母、菱鎂礦等，是強熔劑原料。霞石正長巖在陶瓷坯體中能明顯降低燒結(jié)溫度，擴大燒結(jié)范圍，降低燒成收縮；在釉中能降低膨脹系數(shù)，減少釉裂其它巖漿巖原料都可以利用，特別是在建筑陶瓷上燒應(yīng)用，既能降低產(chǎn)品成本，又能適應(yīng)低溫快燒的工藝要求。
6、礦渣熔劑原料工業(yè)礦渣主要用于建筑陶瓷產(chǎn)品的坯料，也可用于陶瓷色釉料。某些工業(yè)礦渣中往往含有較小的熔劑氧化物，燒失量小，收縮不大。因此，工業(yè)礦渣特別適用于低溫快燒的墻地磚坯料。常用的有磷礦渣、高爐礦渣，螢石礦渣等。
（1）磷礦渣含有SiO2、Al203、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、SO3等化學(xué)成分，其主要成分為Si0240wt％左右，Ca040wt％左右。其化學(xué)組成與硅灰石相似，主要礦物組成為非晶質(zhì)假硅灰石。
在磷礦渣中經(jīng)常混有碳，并含有水溶性堿，所以在使用前，最好在1100℃以上煅燒一下。由于磷礦渣與硅灰石性質(zhì)相似，所以是釉面磚的理想原料，可以適應(yīng)高溫快燒工藝，也可以用作色釉原料，但要求其中含F(xiàn)e、Ti等著色氧化物愈少愈好。
（2）高爐礦渣：冶金高爐礦渣中的主要成份為CaO、MgO、Si02、Al2O3。主要礦物組成為鈣、鎂硅酸鹽，一般礦物為鈣鋁硅酸鹽和鈣鎂硅酸鹽。
鈣鋁硅酸鹽有：鈣黃長石（2CaO•Al2O3•SiO2）、鈣長石（Ca0•Al2O3•2Si02）。
鈣鎂硅酸鹽有：鎂黃長石（MgO•2CaO•2SiO2）、鎂硅鈣石（Mg0•3Ca0•2SiO2）、二鈣硅酸鹽（2Ca0•SiO2）、硅鈣石（3Ca0•Si02）、硅灰石（Ca0•SiO2）。
礦渣有許多種形態(tài)，如粒狀礦渣、粉碎礦渣、膨脹礦渣、礦棉渣等。在陶瓷制品中一般僅使用粒狀及粉碎礦渣。高爐礦渣最大的特點是不含有游離氧化物，其次是化學(xué)成份較穩(wěn)定，成本低，來源很豐富，完全可以用作陶瓷墻地磚坯料。
除了以上礦渣外，螢石礦渣化學(xué)組成與硅灰石極為相似，因而可以用作墻地磚坯料。此外廢玻璃中以無色平板玻璃較好（含F(xiàn)e203少）。廢平板玻璃是制造陶瓷結(jié)晶釉的主要熔劑原料。在化學(xué)儀器廢玻璃中，由于含有B203，用于陶瓷釉料中可降低熔融溫度和膨脹系數(shù)，提高制品的熱穩(wěn)定性。礦渣熔劑原料的使用，對于治理環(huán)境污染、變廢為寶、降低產(chǎn)品成本具有很高的社會價值，今后應(yīng)大力推廣。
7磷酸鹽類熔劑原料
陶瓷工業(yè)中常用的磷酸鹽原料主要有動物骨灰和磷灰石。動物骨灰主要成份為Ca3(PO4)2，還有少量的CaCO3、Mg3-(PO4)2、CaF2等。豬骨的化學(xué)成份為P2O5 46.49wt％，CaO51.90wt%，SiO20.4wt%，Al2O30.13wt%，K2O0.24wt%，Na2O 0.18wt%，其它含量0.66wt％。
骨灰一般由牛、豬、羊等動物殘骨經(jīng)煅燒獲得。煅燒前應(yīng)煮沸或采用蒸汽脫脂洗凈，煅燒溫度在900～1300℃之間，煅燒時一定須通風(fēng)良好，受熱均勻，防止骨灰碳化發(fā)黑。經(jīng)煅燒、球磨、洗滌、除鐵等，加工好的骨灰為白色粉末，其熔點為1700℃。有跡象表明動物骨灰在陶瓷中用量越來越多。骨灰可以用作助熔劑，同時還具有乳濁作用。在釉中加入適量的骨灰可提高釉面光澤度；作為乳濁劑時能夠使釉不透明。在陶瓷鐵紅釉中，骨灰是重要的原料之一。骨灰是高級瓷器品種——骨質(zhì)瓷的重要原料，在坯料中引入50％左右的骨灰，與長石、石英、高嶺土配制成骨質(zhì)瓷，具有良好的半透明性、裝飾性亦很強。不過骨質(zhì)瓷燒成溫度范圍較窄，約在5～10℃之內(nèi)。若溫度過高將會導(dǎo)致變形、熱性能及耐化學(xué)腐蝕性變差等缺陷。過去生產(chǎn)骨質(zhì)瓷使用的主要是牛骨灰，因為它含鐵量低。由于原料精制技術(shù)的提高，類似豬骨骨灰亦可采用，近年來國外也有制備磷酸鈣化工原料取代動物骨灰的。
磷灰石主要化學(xué)成份為磷酸鈣。天然礦物有氟磷灰石及氯磷灰石兩種，通常以氯磷灰石較多，兩種礦石均可形成固熔體。優(yōu)質(zhì)磷灰石還可用于制作骨質(zhì)瓷，也可用于釉料中，但用量亦少。用于建筑衛(wèi)生陶瓷釉料中時，可代替長石。
總之，特殊陶瓷溶劑原料在使用時，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選用。同屬熔劑原料，但它們發(fā)揮的作用卻不一樣，尤其在當前提倡低溫快燒工藝，降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)效益過程中，特殊熔劑原料將會發(fā)揮更大的作用.
螢石是強烈的熔劑原料，它能夠降低釉的熔融溫度和高溫粘度，提高釉面的光澤度。在陶瓷墻地磚中螢石也是常用乳濁劑之一。在燒成中螢石中的氟在高溫中能與鐵發(fā)生反應(yīng)，生成FeF3揮發(fā)，另一部分可與鐵生成透明無色的NaFeF6，所以螢石能夠提高釉的白度。在建陶產(chǎn)品中，螢石正在成為重要的釉料原料之一。
2、硅灰石
硅灰石的化學(xué)式為CaO•SiO2，其理論化學(xué)組成為：CaO48.25wt%，SiO251.75wt%。天然硅灰石礦物中還含有Fe2O3、Al2O3、MgO、MnO2及K2O、Na2O等雜質(zhì)。我國湖北、福建、吉林、遼寧、江西等地均出產(chǎn)硅灰石原料，其化學(xué)組成為：SiO246.30wt％～50.27wt％，Al2O34lwt％～0.82wt%，TiO20.01wt%，CaO3.l5wt%～47.97wt%，MgO1.00wt%～1.95wt%，K2O0.08wt%，Na2O 0.01wt%，燒失為1.58wt%～7.57wt％。
硅灰石礦物原料外觀—般為白色或乳白色、灰白色，呈纖維狀、塊狀或柱狀。其硬度為4.5～5，熔點為1540℃左右。
硅灰石在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用有許多特點，主要表現(xiàn)如下。
（1）由于硅灰石不含有機物、吸附水與結(jié)構(gòu)水，在燒成中受熱分解時不放出氣體，干燥收縮與燒成收縮小，膨脹系數(shù)較小且變化均勻。由于上述優(yōu)點，硅灰石很適用于低溫快燒陶瓷坯料。
（2）硅灰石的引入可以降低坯體燒結(jié)溫度，節(jié)約能源與縮短燒成時間。目前以硅灰石為主要熔劑的硅灰石低溫瓷已研制成功。此外在釉面磚中也有使用。
（3）硅灰石可以代替方解石與部分石英配制釉料，并且可以減少燒成制品中的釉泡與針孔。
（4）硅灰石陶瓷制品的機械強度較高，而且后期吸濕膨脹系數(shù)小，產(chǎn)品經(jīng)久耐用。
（5）硅灰石坯體的燒成范圍窄，這是它的不足之處，在應(yīng)用于釉面磚坯料時，燒成溫度不宜過高。加入Al2O3、ZrO2、SiO2或鋇鋯硅酸鹽時，可以提高坯體燒成中液相的粘度，擴大燒成范圍。
3、透輝石（CaMgSi2O6）
透輝石實際上是鈣鎂的復(fù)合硅酸鹽，其理論化學(xué)組成為：Ca025.9Wt％，Mg018.5wt％，SiO255.6wt％，熔融溫度為1319℃，體積密度為3.3g／cm3，硬度為6～7。透輝石礦石常呈現(xiàn)灰、黃、淺綠到深綠色。雜質(zhì)礦物中常有鈣鐵輝石［caFe(Si2O6)］。所以，透輝石礦石中Fe2O3含量較高，品位較好，質(zhì)量較純的礦石中Fe2O3＜l％，一般透輝石含鐵量在l％以上。
在陶瓷工業(yè)中，透輝石的工藝性能與硅灰石相似，都可以應(yīng)用于陶瓷坯、釉中。透輝石質(zhì)釉面磚坯料燒成溫度為980～1020℃，比硅灰石坯體燒成溫度低100℃左右。所以透輝石更是一種優(yōu)質(zhì)的低溫快燒原料。
我國透輝石資源豐富，如東北的吉林和黑龍江省發(fā)現(xiàn)的透輝石礦是世界罕見的。此外，湖北與湖南也有產(chǎn)出。吉林透輝石的化學(xué)組成為：SiO2 51.6wt％～45.71wt％，Al2O3 3.52wt％～7.29wt％，F(xiàn)e2O3 2.69wt％～0.27wt％，0.13wt％～0.10wt％，CaO 3.78wt％～9.18wt％，Mg0 15.03wt～13.79wt％，K2O＋Na2O 0.96wt％～0.63wt％。
4、含鋰礦物
氧化鋰（Li2O）是一種強助溶劑。它的熔融溫度低，可應(yīng)用于陶瓷的坯、釉中。在陶瓷產(chǎn)品中，氧化鋰可以降低膨脹系數(shù)，增加釉面的耐磨性，提高釉的機械強度和耐化學(xué)腐蝕性，同時能夠提高釉的高溫流動性，減少釉面針孔缺陷，增加釉面的光澤。所以含鋰礦物因其中含有的氧化鋰而成為陶瓷業(yè)重要的熔劑原料。
現(xiàn)在常用的含鋰礦物有鋰云母、鋰輝石、磷鋁石、透鋰長石等。其理論化學(xué)式為：鋰云母LiF•KF•Al2O3•3SiO2；鋰輝石Li2O•Al2O3•4SiO2；磷鋁石Li•AlF•PO4；透鋰石Li2O•Al2O3•8SiO2。
我國含鋰礦物的主要產(chǎn)地有江西宜春鋰云母，新疆鋰輝石等。其中宜春鋰云母化學(xué)組成為：Si0252.14wt％，Al2O324.51wt％，F(xiàn)e2O30.51wt％，Ti020.04wt％，CaO0.3lwt％，MgO微量，K2O12.13wt％，Na2O1.26wt％，Li2O3.58wt％，燒失為5.9wt%。
目前，日用陶瓷、建筑陶瓷部分產(chǎn)品中使用有含鋰礦物熔劑原料，尤其是耐熱烹調(diào)陶瓷如耐熱砂鍋產(chǎn)品中使用鋰礦物改善其耐熱性能，經(jīng)濟效益很好。
5、巖漿巖類熔劑
這類熔劑原料包括有霞石正長巖、花崗巖、班巖、珍珠巖、長英巖、輝綠巖、斜長石等。
霞石正長巖中含有霞石（K2O•3Na2O•4Al2O3•8SiO2）、鉀長石、鈉長石及少量角閃石、云母、菱鎂礦等，是強熔劑原料。霞石正長巖在陶瓷坯體中能明顯降低燒結(jié)溫度，擴大燒結(jié)范圍，降低燒成收縮；在釉中能降低膨脹系數(shù)，減少釉裂其它巖漿巖原料都可以利用，特別是在建筑陶瓷上燒應(yīng)用，既能降低產(chǎn)品成本，又能適應(yīng)低溫快燒的工藝要求。
6、礦渣熔劑原料工業(yè)礦渣主要用于建筑陶瓷產(chǎn)品的坯料，也可用于陶瓷色釉料。某些工業(yè)礦渣中往往含有較小的熔劑氧化物，燒失量小，收縮不大。因此，工業(yè)礦渣特別適用于低溫快燒的墻地磚坯料。常用的有磷礦渣、高爐礦渣，螢石礦渣等。
（1）磷礦渣含有SiO2、Al203、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、SO3等化學(xué)成分，其主要成分為Si0240wt％左右，Ca040wt％左右。其化學(xué)組成與硅灰石相似，主要礦物組成為非晶質(zhì)假硅灰石。
在磷礦渣中經(jīng)常混有碳，并含有水溶性堿，所以在使用前，最好在1100℃以上煅燒一下。由于磷礦渣與硅灰石性質(zhì)相似，所以是釉面磚的理想原料，可以適應(yīng)高溫快燒工藝，也可以用作色釉原料，但要求其中含F(xiàn)e、Ti等著色氧化物愈少愈好。
（2）高爐礦渣：冶金高爐礦渣中的主要成份為CaO、MgO、Si02、Al2O3。主要礦物組成為鈣、鎂硅酸鹽，一般礦物為鈣鋁硅酸鹽和鈣鎂硅酸鹽。
鈣鋁硅酸鹽有：鈣黃長石（2CaO•Al2O3•SiO2）、鈣長石（Ca0•Al2O3•2Si02）。
鈣鎂硅酸鹽有：鎂黃長石（MgO•2CaO•2SiO2）、鎂硅鈣石（Mg0•3Ca0•2SiO2）、二鈣硅酸鹽（2Ca0•SiO2）、硅鈣石（3Ca0•Si02）、硅灰石（Ca0•SiO2）。
礦渣有許多種形態(tài)，如粒狀礦渣、粉碎礦渣、膨脹礦渣、礦棉渣等。在陶瓷制品中一般僅使用粒狀及粉碎礦渣。高爐礦渣最大的特點是不含有游離氧化物，其次是化學(xué)成份較穩(wěn)定，成本低，來源很豐富，完全可以用作陶瓷墻地磚坯料。
除了以上礦渣外，螢石礦渣化學(xué)組成與硅灰石極為相似，因而可以用作墻地磚坯料。此外廢玻璃中以無色平板玻璃較好（含F(xiàn)e203少）。廢平板玻璃是制造陶瓷結(jié)晶釉的主要熔劑原料。在化學(xué)儀器廢玻璃中，由于含有B203，用于陶瓷釉料中可降低熔融溫度和膨脹系數(shù)，提高制品的熱穩(wěn)定性。礦渣熔劑原料的使用，對于治理環(huán)境污染、變廢為寶、降低產(chǎn)品成本具有很高的社會價值，今后應(yīng)大力推廣。
7磷酸鹽類熔劑原料
陶瓷工業(yè)中常用的磷酸鹽原料主要有動物骨灰和磷灰石。動物骨灰主要成份為Ca3(PO4)2，還有少量的CaCO3、Mg3-(PO4)2、CaF2等。豬骨的化學(xué)成份為P2O5 46.49wt％，CaO51.90wt%，SiO20.4wt%，Al2O30.13wt%，K2O0.24wt%，Na2O 0.18wt%，其它含量0.66wt％。
骨灰一般由牛、豬、羊等動物殘骨經(jīng)煅燒獲得。煅燒前應(yīng)煮沸或采用蒸汽脫脂洗凈，煅燒溫度在900～1300℃之間，煅燒時一定須通風(fēng)良好，受熱均勻，防止骨灰碳化發(fā)黑。經(jīng)煅燒、球磨、洗滌、除鐵等，加工好的骨灰為白色粉末，其熔點為1700℃。有跡象表明動物骨灰在陶瓷中用量越來越多。骨灰可以用作助熔劑，同時還具有乳濁作用。在釉中加入適量的骨灰可提高釉面光澤度；作為乳濁劑時能夠使釉不透明。在陶瓷鐵紅釉中，骨灰是重要的原料之一。骨灰是高級瓷器品種——骨質(zhì)瓷的重要原料，在坯料中引入50％左右的骨灰，與長石、石英、高嶺土配制成骨質(zhì)瓷，具有良好的半透明性、裝飾性亦很強。不過骨質(zhì)瓷燒成溫度范圍較窄，約在5～10℃之內(nèi)。若溫度過高將會導(dǎo)致變形、熱性能及耐化學(xué)腐蝕性變差等缺陷。過去生產(chǎn)骨質(zhì)瓷使用的主要是牛骨灰，因為它含鐵量低。由于原料精制技術(shù)的提高，類似豬骨骨灰亦可采用，近年來國外也有制備磷酸鈣化工原料取代動物骨灰的。
磷灰石主要化學(xué)成份為磷酸鈣。天然礦物有氟磷灰石及氯磷灰石兩種，通常以氯磷灰石較多，兩種礦石均可形成固熔體。優(yōu)質(zhì)磷灰石還可用于制作骨質(zhì)瓷，也可用于釉料中，但用量亦少。用于建筑衛(wèi)生陶瓷釉料中時，可代替長石。
總之，特殊陶瓷溶劑原料在使用時，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選用。同屬熔劑原料，但它們發(fā)揮的作用卻不一樣，尤其在當前提倡低溫快燒工藝，降低生產(chǎn)成本、增加企業(yè)效益過程中，特殊熔劑原料將會發(fā)揮更大的作用.
|
|
相關(guān)鏈接
|
|