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1、l l第六章第六章 非金属矿产非金属矿产l l以矿物和岩石的天然物理性质加以利用的矿产叫非金素属矿产，以矿物和岩石的天然物理性质加以利用的矿产叫非金素属矿产，以矿物和岩石的天然物理性质加以利用的矿产叫非金素属矿产，以矿物和岩石的天然物理性质加以利用的矿产叫非金素属矿产，有一些是从矿物中提炼非金属元素或者化合物，如硫磺、磷、硼有一些是从矿物中提炼非金属元素或者化合物，如硫磺、磷、硼有一些是从矿物中提炼非金属元素或者化合物，如硫磺、磷、硼有一些是从矿物中提炼非金属元素或者化合物，如硫磺、磷、硼酸等。酸等。酸等。酸等。l l非金属矿产不易简单分类，同一种矿物可以有不同的用途，不同非金属矿产不易简单分
2、类，同一种矿物可以有不同的用途，不同非金属矿产不易简单分类，同一种矿物可以有不同的用途，不同非金属矿产不易简单分类，同一种矿物可以有不同的用途，不同的矿物可以有同样的用途。的矿物可以有同样的用途。的矿物可以有同样的用途。的矿物可以有同样的用途。l l非金属的价格不象金属那样稳定，其价格变化一取决于运输；二非金属的价格不象金属那样稳定，其价格变化一取决于运输；二非金属的价格不象金属那样稳定，其价格变化一取决于运输；二非金属的价格不象金属那样稳定，其价格变化一取决于运输；二是经济形势；三是社会消耗量。是经济形势；三是社会消耗量。是经济形势；三是社会消耗量。是经济形势；三是社会消耗量。l l我国的非
3、金属矿产如陶瓷黏土、石盐、石膏、石棉等非金属矿产我国的非金属矿产如陶瓷黏土、石盐、石膏、石棉等非金属矿产我国的非金属矿产如陶瓷黏土、石盐、石膏、石棉等非金属矿产我国的非金属矿产如陶瓷黏土、石盐、石膏、石棉等非金属矿产是极其丰富的，有一些非金属矿产储量居于世界前列（表是极其丰富的，有一些非金属矿产储量居于世界前列（表是极其丰富的，有一些非金属矿产储量居于世界前列（表是极其丰富的，有一些非金属矿产储量居于世界前列（表3 31 1），），），），可以作为出口创汇矿产。可以作为出口创汇矿产。可以作为出口创汇矿产。可以作为出口创汇矿产。l l近些年我国又发现了一大批非金属新矿种，如硅灰石、累脱石、近些年
4、我国又发现了一大批非金属新矿种，如硅灰石、累脱石、近些年我国又发现了一大批非金属新矿种，如硅灰石、累脱石、近些年我国又发现了一大批非金属新矿种，如硅灰石、累脱石、海泡石、凹凸棒石（坡蝼石）、绢英岩（陶瓷原料）、水云母、海泡石、凹凸棒石（坡蝼石）、绢英岩（陶瓷原料）、水云母、海泡石、凹凸棒石（坡蝼石）、绢英岩（陶瓷原料）、水云母、海泡石、凹凸棒石（坡蝼石）、绢英岩（陶瓷原料）、水云母、千枚岩（水泥配料）、矽线石、蓝晶石、红柱石、杂卤石、霞石千枚岩（水泥配料）、矽线石、蓝晶石、红柱石、杂卤石、霞石千枚岩（水泥配料）、矽线石、蓝晶石、红柱石、杂卤石、霞石千枚岩（水泥配料）、矽线石、蓝晶石、红柱石、杂
5、卤石、霞石正长岩、透闪石、透辉石、粉石英（高硅石）、钠长石阳起石片正长岩、透闪石、透辉石、粉石英（高硅石）、钠长石阳起石片正长岩、透闪石、透辉石、粉石英（高硅石）、钠长石阳起石片正长岩、透闪石、透辉石、粉石英（高硅石）、钠长石阳起石片岩、麦饭石、水镁石等。岩、麦饭石、水镁石等。岩、麦饭石、水镁石等。岩、麦饭石、水镁石等。l l表表表表6 61 1 中国主要非金属矿产的储量及产量中国主要非金属矿产的储量及产量中国主要非金属矿产的储量及产量中国主要非金属矿产的储量及产量l一 陶瓷、耐火原料及可烧结材料：l l（一）（一）陶瓷原料陶瓷原料l l陶瓷是陶器和瓷器的总称，陶器是指用粘土类矿产烧制陶瓷是陶
6、器和瓷器的总称，陶器是指用粘土类矿产烧制陶瓷是陶器和瓷器的总称，陶器是指用粘土类矿产烧制陶瓷是陶器和瓷器的总称，陶器是指用粘土类矿产烧制的器皿，具有吸水性，现代陶器也涂一些粗釉；的器皿，具有吸水性，现代陶器也涂一些粗釉；的器皿，具有吸水性，现代陶器也涂一些粗釉；的器皿，具有吸水性，现代陶器也涂一些粗釉；l l瓷器是指用高岭土等烧制的器皿，质地细腻，硬而脆。瓷器是指用高岭土等烧制的器皿，质地细腻，硬而脆。瓷器是指用高岭土等烧制的器皿，质地细腻，硬而脆。瓷器是指用高岭土等烧制的器皿，质地细腻，硬而脆。l l陶瓷与玻璃的区别是由半熔融物质与残余物质固结而成。陶瓷与玻璃的区别是由半熔融物质与残余物质固
7、结而成。陶瓷与玻璃的区别是由半熔融物质与残余物质固结而成。陶瓷与玻璃的区别是由半熔融物质与残余物质固结而成。l l1 1 1 1、组分、组分、组分、组分l l传统的陶瓷原料由三部分组成，即传统的陶瓷原料由三部分组成，即传统的陶瓷原料由三部分组成，即传统的陶瓷原料由三部分组成，即主料粘土类，助溶剂主料粘土类，助溶剂主料粘土类，助溶剂主料粘土类，助溶剂长石、硅灰石、透辉石、透闪石等及石英硅质填料长石、硅灰石、透辉石、透闪石等及石英硅质填料长石、硅灰石、透辉石、透闪石等及石英硅质填料长石、硅灰石、透辉石、透闪石等及石英硅质填料。l l传统的陶瓷组分配方多凭经验技术调制，随着对陶瓷产传统的陶瓷组分配方
8、多凭经验技术调制，随着对陶瓷产传统的陶瓷组分配方多凭经验技术调制，随着对陶瓷产传统的陶瓷组分配方多凭经验技术调制，随着对陶瓷产品的新用途的要求，传统配方已经不能满足要求，需要品的新用途的要求，传统配方已经不能满足要求，需要品的新用途的要求，传统配方已经不能满足要求，需要品的新用途的要求，传统配方已经不能满足要求，需要定量测定陶瓷性能，因此开展陶瓷配方的定量研究成为定量测定陶瓷性能，因此开展陶瓷配方的定量研究成为定量测定陶瓷性能，因此开展陶瓷配方的定量研究成为定量测定陶瓷性能，因此开展陶瓷配方的定量研究成为新的研究趋势。新的研究趋势。新的研究趋势。新的研究趋势。l l白志民等以硅酸岩陶瓷原料为研
9、究对象，白志民等以硅酸岩陶瓷原料为研究对象，白志民等以硅酸岩陶瓷原料为研究对象，白志民等以硅酸岩陶瓷原料为研究对象，选择石英、碱选择石英、碱选择石英、碱选择石英、碱性长石、高岭土、透辉石和红柱石为实验原料性长石、高岭土、透辉石和红柱石为实验原料性长石、高岭土、透辉石和红柱石为实验原料性长石、高岭土、透辉石和红柱石为实验原料，进行了，进行了，进行了，进行了定量配比实验研究，并且分析了定量配比实验研究，并且分析了定量配比实验研究，并且分析了定量配比实验研究，并且分析了烧结体的物相主要有生烧结体的物相主要有生烧结体的物相主要有生烧结体的物相主要有生成物莫来石、白榴石、透辉石、玻璃相和烧结残余物石成物
10、莫来石、白榴石、透辉石、玻璃相和烧结残余物石成物莫来石、白榴石、透辉石、玻璃相和烧结残余物石成物莫来石、白榴石、透辉石、玻璃相和烧结残余物石英、鳞石英、碱性长石、斜长石、透辉石组成。英、鳞石英、碱性长石、斜长石、透辉石组成。英、鳞石英、碱性长石、斜长石、透辉石组成。英、鳞石英、碱性长石、斜长石、透辉石组成。定量测定量测定量测定量测定了烧结体的吸水率、抗折强度、硬度、收缩率、密度定了烧结体的吸水率、抗折强度、硬度、收缩率、密度定了烧结体的吸水率、抗折强度、硬度、收缩率、密度定了烧结体的吸水率、抗折强度、硬度、收缩率、密度等物理性能。等物理性能。等物理性能。等物理性能。l l2 2 2 2、烧结工
11、艺、烧结工艺、烧结工艺、烧结工艺l l低温快烧原料低温快烧原料低温快烧原料低温快烧原料开发是另一研究方向，由于陶瓷生产自动开发是另一研究方向，由于陶瓷生产自动开发是另一研究方向，由于陶瓷生产自动开发是另一研究方向，由于陶瓷生产自动化程度提高、燃料费用上升，促使人们认识到降低烧结化程度提高、燃料费用上升，促使人们认识到降低烧结化程度提高、燃料费用上升，促使人们认识到降低烧结化程度提高、燃料费用上升，促使人们认识到降低烧结温度、缩短烧结时间是节省能耗的关键，这其中采用合温度、缩短烧结时间是节省能耗的关键，这其中采用合温度、缩短烧结时间是节省能耗的关键，这其中采用合温度、缩短烧结时间是节省能耗的关键
12、，这其中采用合适的助溶剂是有效的手段。适的助溶剂是有效的手段。适的助溶剂是有效的手段。适的助溶剂是有效的手段。l l长石类矿物是传统的助溶剂，但研究发现霞石正长岩、长石类矿物是传统的助溶剂，但研究发现霞石正长岩、长石类矿物是传统的助溶剂，但研究发现霞石正长岩、长石类矿物是传统的助溶剂，但研究发现霞石正长岩、硅灰石、透辉石、锂辉石、叶腊石、滑石也是很有效的硅灰石、透辉石、锂辉石、叶腊石、滑石也是很有效的硅灰石、透辉石、锂辉石、叶腊石、滑石也是很有效的硅灰石、透辉石、锂辉石、叶腊石、滑石也是很有效的助溶剂。助溶剂。助溶剂。助溶剂。l l提高陶瓷制品的机械强度，并相应降低其重量、厚度提高陶瓷制品的机
13、械强度，并相应降低其重量、厚度提高陶瓷制品的机械强度，并相应降低其重量、厚度提高陶瓷制品的机械强度，并相应降低其重量、厚度是是是是现代陶瓷工艺研究的另一重要目标，研究发现在长石现代陶瓷工艺研究的另一重要目标，研究发现在长石现代陶瓷工艺研究的另一重要目标，研究发现在长石现代陶瓷工艺研究的另一重要目标，研究发现在长石 石英石英石英石英 高岭土陶瓷配料中加入高岭土陶瓷配料中加入高岭土陶瓷配料中加入高岭土陶瓷配料中加入 AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3，可以明显提高可以明显提高可以明显提高可以明显提高陶瓷制品强度。陶瓷制品强度。陶瓷制品强度。陶瓷制品强度。l l粘土是传统陶瓷
14、的主要配料，粘土是各种粘土矿物与胶粘土是传统陶瓷的主要配料，粘土是各种粘土矿物与胶粘土是传统陶瓷的主要配料，粘土是各种粘土矿物与胶粘土是传统陶瓷的主要配料，粘土是各种粘土矿物与胶体物质混杂的矿物集合体，其中高岭土是主要陶瓷粘土体物质混杂的矿物集合体，其中高岭土是主要陶瓷粘土体物质混杂的矿物集合体，其中高岭土是主要陶瓷粘土体物质混杂的矿物集合体，其中高岭土是主要陶瓷粘土矿物。矿物。矿物。矿物。l l高岭土，是以高岭石为主，并含其它矿物如迪开石、埃高岭土，是以高岭石为主，并含其它矿物如迪开石、埃高岭土，是以高岭石为主，并含其它矿物如迪开石、埃高岭土，是以高岭石为主，并含其它矿物如迪开石、埃洛石、水
15、云母、蒙脱石等粘土矿物。洛石、水云母、蒙脱石等粘土矿物。洛石、水云母、蒙脱石等粘土矿物。洛石、水云母、蒙脱石等粘土矿物。l l一般日用瓷器或卫生瓷器高岭土原矿要求其一般日用瓷器或卫生瓷器高岭土原矿要求其一般日用瓷器或卫生瓷器高岭土原矿要求其一般日用瓷器或卫生瓷器高岭土原矿要求其AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3成分在成分在成分在成分在14141414以上，精矿高于以上，精矿高于以上，精矿高于以上，精矿高于24242424。其它用作陶瓷原料的矿产是。其它用作陶瓷原料的矿产是。其它用作陶瓷原料的矿产是。其它用作陶瓷原料的矿产是钾长石、煤矸石、铝土矿、矽线石。钾长石、煤矸石、
16、铝土矿、矽线石。钾长石、煤矸石、铝土矿、矽线石。钾长石、煤矸石、铝土矿、矽线石。l l其中有害成分是其中有害成分是其中有害成分是其中有害成分是FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3和和和和TiOTiOTiOTiO2 2 2 2。l l陶瓷辅助原料有滑石、叶腊石、硅灰石、白云石、萤石、陶瓷辅助原料有滑石、叶腊石、硅灰石、白云石、萤石、陶瓷辅助原料有滑石、叶腊石、硅灰石、白云石、萤石、陶瓷辅助原料有滑石、叶腊石、硅灰石、白云石、萤石、硅藻土、石膏、硼砂（搪瓷必需材料）等。硅藻土、石膏、硼砂（搪瓷必需材料）等。硅藻土、石膏、硼砂（搪瓷必需材料）等。硅藻土、石膏、硼砂（搪瓷必需材料
17、）等。l(二二)玻璃原料玻璃原料l l玻玻玻玻璃璃璃璃与与与与陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷类类类类似似似似，主主主主要要要要由由由由硅硅硅硅质质质质原原原原料料料料熔熔熔熔制制制制而而而而成成成成，硅硅硅硅质质质质原原原原料料料料主要是主要是主要是主要是石英砂、石英砂岩、石英岩、脉石英石英砂、石英砂岩、石英岩、脉石英石英砂、石英砂岩、石英岩、脉石英石英砂、石英砂岩、石英岩、脉石英。l l除除除除硅硅硅硅质质质质原原原原料料料料外外外外，还还还还需需需需要要要要白白白白云云云云岩岩岩岩、石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩、纯纯纯纯碱碱碱碱、芒芒芒芒硝硝硝硝、萤石、长石、硼砂、锂等原料萤石、长石、硼砂、锂等原料萤石、长
18、石、硼砂、锂等原料萤石、长石、硼砂、锂等原料。l l玻玻玻玻璃璃璃璃生生生生产产产产中中中中，纯纯纯纯碱碱碱碱消消消消耗耗耗耗量量量量达达达达原原原原料料料料的的的的15151515 18181818，由由由由于于于于纯纯纯纯碱碱碱碱市市市市场场场场紧紧紧紧俏俏俏俏，价价价价格格格格较较较较高高高高，寻寻寻寻找找找找开开开开发发发发节节节节碱碱碱碱或或或或代代代代碱碱碱碱玻玻玻玻璃璃璃璃原原原原料料料料，是目前开发的主要方向。是目前开发的主要方向。是目前开发的主要方向。是目前开发的主要方向。l l目目目目前前前前采采采采用用用用的的的的节节节节碱碱碱碱玻玻玻玻璃璃璃璃原原原原料料料料有有有有霞
19、霞霞霞石石石石正正正正长长长长岩岩岩岩、响响响响岩岩岩岩、浅浅浅浅粒粒粒粒岩岩岩岩、珍珠岩、铌钽矿尾砂珍珠岩、铌钽矿尾砂珍珠岩、铌钽矿尾砂珍珠岩、铌钽矿尾砂等。等。等。等。l l（三）耐火材料（三）耐火材料l l1 1 1 1、矿产种类、矿产种类、矿产种类、矿产种类l l耐火材料在现代冶金工业中有重要作用，高温耐火材料主要是富耐火材料在现代冶金工业中有重要作用，高温耐火材料主要是富耐火材料在现代冶金工业中有重要作用，高温耐火材料主要是富耐火材料在现代冶金工业中有重要作用，高温耐火材料主要是富镁铝矿物岩石，包括菱镁矿、水镁石、高铝粘土、蓝晶石、红柱镁铝矿物岩石，包括菱镁矿、水镁石、高铝粘土、蓝晶
20、石、红柱镁铝矿物岩石，包括菱镁矿、水镁石、高铝粘土、蓝晶石、红柱镁铝矿物岩石，包括菱镁矿、水镁石、高铝粘土、蓝晶石、红柱石、矽线石、叶腊石、石墨。石、矽线石、叶腊石、石墨。石、矽线石、叶腊石、石墨。石、矽线石、叶腊石、石墨。l l2 2 2 2、用途、用途、用途、用途l l用耐火材料修建的炉窑及炉衬或耐火砖，具有熔点高、不变形、用耐火材料修建的炉窑及炉衬或耐火砖，具有熔点高、不变形、用耐火材料修建的炉窑及炉衬或耐火砖，具有熔点高、不变形、用耐火材料修建的炉窑及炉衬或耐火砖，具有熔点高、不变形、不脆裂的特点，可以在不脆裂的特点，可以在不脆裂的特点，可以在不脆裂的特点，可以在20002000200
21、02000度以上高温不熔融。度以上高温不熔融。度以上高温不熔融。度以上高温不熔融。l l耐火材料是指耐火度在耐火材料是指耐火度在耐火材料是指耐火度在耐火材料是指耐火度在1580158015801580以上的无机材料，耐火度是指在高以上的无机材料，耐火度是指在高以上的无机材料，耐火度是指在高以上的无机材料，耐火度是指在高温下达到特定软化程度的温度。温下达到特定软化程度的温度。温下达到特定软化程度的温度。温下达到特定软化程度的温度。l l耐火材料与高温技术尤其是与高温冶金工业发展密切相关，相互耐火材料与高温技术尤其是与高温冶金工业发展密切相关，相互耐火材料与高温技术尤其是与高温冶金工业发展密切相关
22、，相互耐火材料与高温技术尤其是与高温冶金工业发展密切相关，相互依存，互相促进，共同发展。依存，互相促进，共同发展。依存，互相促进，共同发展。依存，互相促进，共同发展。l l耐火材料是由特征的矿物岩石经过一定工艺加工而成的制品。耐耐火材料是由特征的矿物岩石经过一定工艺加工而成的制品。耐耐火材料是由特征的矿物岩石经过一定工艺加工而成的制品。耐耐火材料是由特征的矿物岩石经过一定工艺加工而成的制品。耐火材料的气孔类型、孔隙率、密度、吸水性及透气性直接影响其火材料的气孔类型、孔隙率、密度、吸水性及透气性直接影响其火材料的气孔类型、孔隙率、密度、吸水性及透气性直接影响其火材料的气孔类型、孔隙率、密度、吸水
23、性及透气性直接影响其强度、热稳定性等力学和热力学性质，而这些都与材料类型有关，强度、热稳定性等力学和热力学性质，而这些都与材料类型有关，强度、热稳定性等力学和热力学性质，而这些都与材料类型有关，强度、热稳定性等力学和热力学性质，而这些都与材料类型有关，因此根据不同用途了解不同种类耐火材料的性质是重要的。因此根据不同用途了解不同种类耐火材料的性质是重要的。因此根据不同用途了解不同种类耐火材料的性质是重要的。因此根据不同用途了解不同种类耐火材料的性质是重要的。l l3 3 3 3、分类、分类、分类、分类l l按照矿物及化学组成，耐火材料可以划分如下类别：按照矿物及化学组成，耐火材料可以划分如下类别
24、：按照矿物及化学组成，耐火材料可以划分如下类别：按照矿物及化学组成，耐火材料可以划分如下类别：l l硅质耐火材料硅质耐火材料l l以以以以SiOSiOSiOSiO2 2 2 2为主要成分的耐火材料，主要生产硅砖和石英玻璃制品，为主要成分的耐火材料，主要生产硅砖和石英玻璃制品，为主要成分的耐火材料，主要生产硅砖和石英玻璃制品，为主要成分的耐火材料，主要生产硅砖和石英玻璃制品，其生成矿物相为鳞石英、方石英及石英玻璃。其生成矿物相为鳞石英、方石英及石英玻璃。其生成矿物相为鳞石英、方石英及石英玻璃。其生成矿物相为鳞石英、方石英及石英玻璃。l l 硅酸铝质耐火材料硅酸铝质耐火材料l l其主要成分其主要成
25、分其主要成分其主要成分AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3在在在在30303030以上，以上，以上，以上，AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3在在在在46464646以上的铝质耐火材料为以上的铝质耐火材料为以上的铝质耐火材料为以上的铝质耐火材料为高铝耐火材料。铝质耐火材料是由含一水硬铝石、高岭石、叶腊高铝耐火材料。铝质耐火材料是由含一水硬铝石、高岭石、叶腊高铝耐火材料。铝质耐火材料是由含一水硬铝石、高岭石、叶腊高铝耐火材料。铝质耐火材料是由含一水硬铝石、高岭石、叶腊石、水云母、伊利石、蒙脱石等粘土矿物岩石生产。石、水云母、伊利石、蒙脱石等粘土矿物岩石
26、生产。石、水云母、伊利石、蒙脱石等粘土矿物岩石生产。石、水云母、伊利石、蒙脱石等粘土矿物岩石生产。l l一般硅酸铝耐火材料生成矿物相是方石英和莫来石，高铝耐火材一般硅酸铝耐火材料生成矿物相是方石英和莫来石，高铝耐火材一般硅酸铝耐火材料生成矿物相是方石英和莫来石，高铝耐火材一般硅酸铝耐火材料生成矿物相是方石英和莫来石，高铝耐火材料生成矿物相是莫来石（料生成矿物相是莫来石（料生成矿物相是莫来石（料生成矿物相是莫来石（3 3 3 3 AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3.2SiO.2SiO.2SiO.2SiO2 2 2 2）与刚玉（与刚玉（与刚玉（与刚玉（AlAlAlAl2 2
27、 2 2O O O O3 3 3 3）。）。）。）。l l*l lAlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3 SiOSiOSiOSiO2 2 2 2相平衡图相平衡图相平衡图相平衡图l l蓝晶石、矽线石与红柱石是一组无水铝硅酸盐蓝晶石、矽线石与红柱石是一组无水铝硅酸盐蓝晶石、矽线石与红柱石是一组无水铝硅酸盐蓝晶石、矽线石与红柱石是一组无水铝硅酸盐AlAlAlAl2 2 2 2SiOSiOSiOSiO5 5 5 5的同质异相的同质异相的同质异相的同质异相变体，经过高温烧结可以产生莫来石、方石英、刚玉，因此是优变体，经过高温烧结可以产生莫来石、方石英、刚玉，因此是优变体，经过高温烧结
28、可以产生莫来石、方石英、刚玉，因此是优变体，经过高温烧结可以产生莫来石、方石英、刚玉，因此是优质高铝耐火材料矿产。质高铝耐火材料矿产。质高铝耐火材料矿产。质高铝耐火材料矿产。l 镁质耐火材料镁质耐火材料以以以以MgOMgOMgOMgO为主要成分，耐火度高达为主要成分，耐火度高达为主要成分，耐火度高达为主要成分，耐火度高达1900190019001900以上，菱镁矿、以上，菱镁矿、以上，菱镁矿、以上，菱镁矿、白云石等含镁矿物岩石经过焙烧生成重烧镁是优质碱性白云石等含镁矿物岩石经过焙烧生成重烧镁是优质碱性白云石等含镁矿物岩石经过焙烧生成重烧镁是优质碱性白云石等含镁矿物岩石经过焙烧生成重烧镁是优质碱
29、性耐火材料，对各种熔融金属和炉渣具有抗腐蚀性。因此耐火材料，对各种熔融金属和炉渣具有抗腐蚀性。因此耐火材料，对各种熔融金属和炉渣具有抗腐蚀性。因此耐火材料，对各种熔融金属和炉渣具有抗腐蚀性。因此重烧镁主要用作冶金工业的耐火材料，制造镁砖、镁坩重烧镁主要用作冶金工业的耐火材料，制造镁砖、镁坩重烧镁主要用作冶金工业的耐火材料，制造镁砖、镁坩重烧镁主要用作冶金工业的耐火材料，制造镁砖、镁坩锅及耐火炉衬等。锅及耐火炉衬等。锅及耐火炉衬等。锅及耐火炉衬等。镁质耐火材料的主要生成矿物相是方镁石（镁质耐火材料的主要生成矿物相是方镁石（镁质耐火材料的主要生成矿物相是方镁石（镁质耐火材料的主要生成矿物相是方镁石
30、（MgOMgOMgOMgO），），），），铁铁铁铁方镁石、镁铝尖晶石（方镁石、镁铝尖晶石（方镁石、镁铝尖晶石（方镁石、镁铝尖晶石（MgOMgOMgOMgO.Al.Al.Al.Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3）、）、）、）、镁铁尖晶石镁铁尖晶石镁铁尖晶石镁铁尖晶石（MgO.FeMgO.FeMgO.FeMgO.Fe2 2 2 2O O O O3 3 3 3）、）、）、）、镁铬尖晶石（镁铬尖晶石（镁铬尖晶石（镁铬尖晶石（MgO.CrMgO.CrMgO.CrMgO.Cr2 2 2 2O O O O3 3 3 3）。橄榄石也是含橄榄石也是含橄榄石也是含橄榄石也是含MgOMgOMgOMgO较
31、高的矿物，也可以用于生产镁质耐较高的矿物，也可以用于生产镁质耐较高的矿物，也可以用于生产镁质耐较高的矿物，也可以用于生产镁质耐火材料，其生成矿物相主要是镁橄榄石（火材料，其生成矿物相主要是镁橄榄石（火材料，其生成矿物相主要是镁橄榄石（火材料，其生成矿物相主要是镁橄榄石（2 2 2 2MgO.SiOMgO.SiOMgO.SiOMgO.SiO2 2 2 2）与少量方镁石。与少量方镁石。与少量方镁石。与少量方镁石。l l4 尖晶石质耐火材料尖晶石质耐火材料l l主要含铬尖晶石（主要含铬尖晶石（主要含铬尖晶石（主要含铬尖晶石（CrCrCrCr2 2 2 2O O O O3 3 3 330303030）
32、和方镁石等矿物组成的和方镁石等矿物组成的和方镁石等矿物组成的和方镁石等矿物组成的制品。镁铬耐火砖具有耐急冷急热性能，镁铬砖的发明制品。镁铬耐火砖具有耐急冷急热性能，镁铬砖的发明制品。镁铬耐火砖具有耐急冷急热性能，镁铬砖的发明制品。镁铬耐火砖具有耐急冷急热性能，镁铬砖的发明极大促进了碱性平炉的发展。极大促进了碱性平炉的发展。极大促进了碱性平炉的发展。极大促进了碱性平炉的发展。l l 5 碳质耐火材料碳质耐火材料l l主要由石墨及碳化物构成的耐火材料，如碳化硅、碳纤主要由石墨及碳化物构成的耐火材料，如碳化硅、碳纤主要由石墨及碳化物构成的耐火材料，如碳化硅、碳纤主要由石墨及碳化物构成的耐火材料，如碳
33、化硅、碳纤维等。石墨质耐火材料具有耐高温、不熔化，耐酸碱的维等。石墨质耐火材料具有耐高温、不熔化，耐酸碱的维等。石墨质耐火材料具有耐高温、不熔化，耐酸碱的维等。石墨质耐火材料具有耐高温、不熔化，耐酸碱的性能，但石墨材料高温时易氧化、硬度及强度低，因此性能，但石墨材料高温时易氧化、硬度及强度低，因此性能，但石墨材料高温时易氧化、硬度及强度低，因此性能，但石墨材料高温时易氧化、硬度及强度低，因此常与耐火粘土结合使用。常与耐火粘土结合使用。常与耐火粘土结合使用。常与耐火粘土结合使用。l l硅石与焦炭、无烟煤在高温电炉中合成，碳化硅的化学硅石与焦炭、无烟煤在高温电炉中合成，碳化硅的化学硅石与焦炭、无烟
34、煤在高温电炉中合成，碳化硅的化学硅石与焦炭、无烟煤在高温电炉中合成，碳化硅的化学性质稳定、耐酸碱、耐高温，因此是一种优质耐火材料。性质稳定、耐酸碱、耐高温，因此是一种优质耐火材料。性质稳定、耐酸碱、耐高温，因此是一种优质耐火材料。性质稳定、耐酸碱、耐高温，因此是一种优质耐火材料。l l一般由于各种耐火材料常各有优劣，因此经常是根据不同需求结一般由于各种耐火材料常各有优劣，因此经常是根据不同需求结一般由于各种耐火材料常各有优劣，因此经常是根据不同需求结一般由于各种耐火材料常各有优劣，因此经常是根据不同需求结合一起利用。以优质镁砂为主要原料，配合一定量的高铝粘土、合一起利用。以优质镁砂为主要原料，
35、配合一定量的高铝粘土、合一起利用。以优质镁砂为主要原料，配合一定量的高铝粘土、合一起利用。以优质镁砂为主要原料，配合一定量的高铝粘土、铬铁矿，可以烧制成优质的复合耐火材料，如镁铝耐火砖或镁铬铬铁矿，可以烧制成优质的复合耐火材料，如镁铝耐火砖或镁铬铬铁矿，可以烧制成优质的复合耐火材料，如镁铝耐火砖或镁铬铬铁矿，可以烧制成优质的复合耐火材料，如镁铝耐火砖或镁铬耐火砖，也可以生产镁硅砖、镁钙砖等耐火砖。耐火砖，也可以生产镁硅砖、镁钙砖等耐火砖。耐火砖，也可以生产镁硅砖、镁钙砖等耐火砖。耐火砖，也可以生产镁硅砖、镁钙砖等耐火砖。l l（四）砖瓦粘土（四）砖瓦粘土l l大规模的普通建筑用砖瓦是一种低温粘
36、土烧结制品，在我国已经大规模的普通建筑用砖瓦是一种低温粘土烧结制品，在我国已经大规模的普通建筑用砖瓦是一种低温粘土烧结制品，在我国已经大规模的普通建筑用砖瓦是一种低温粘土烧结制品，在我国已经有有有有3000300030003000多年的的历史，历史上有名的秦砖汉瓦是砖瓦烧结制品的多年的的历史，历史上有名的秦砖汉瓦是砖瓦烧结制品的多年的的历史，历史上有名的秦砖汉瓦是砖瓦烧结制品的多年的的历史，历史上有名的秦砖汉瓦是砖瓦烧结制品的顶盛时期。顶盛时期。顶盛时期。顶盛时期。l l砖瓦与陶器制品类似或者说是一种初级陶器制品，其具有更大的砖瓦与陶器制品类似或者说是一种初级陶器制品，其具有更大的砖瓦与陶器制
37、品类似或者说是一种初级陶器制品，其具有更大的砖瓦与陶器制品类似或者说是一种初级陶器制品，其具有更大的孔隙度和较强的透气性，其配料分为主料粉砂、粘结及助熔料粘孔隙度和较强的透气性，其配料分为主料粉砂、粘结及助熔料粘孔隙度和较强的透气性，其配料分为主料粉砂、粘结及助熔料粘孔隙度和较强的透气性，其配料分为主料粉砂、粘结及助熔料粘土质，以适当比例配制，可以烧结不同性能的砖瓦制品。土质，以适当比例配制，可以烧结不同性能的砖瓦制品。土质，以适当比例配制，可以烧结不同性能的砖瓦制品。土质，以适当比例配制，可以烧结不同性能的砖瓦制品。l l粘结料多导热不均、透气性差、易裂纹，但制品结构细腻，适合粘结料多导热不
38、均、透气性差、易裂纹，但制品结构细腻，适合粘结料多导热不均、透气性差、易裂纹，但制品结构细腻，适合粘结料多导热不均、透气性差、易裂纹，但制品结构细腻，适合烧制薄层瓦制品。粉砂料多坯料透气性好导热均匀，但制品结构烧制薄层瓦制品。粉砂料多坯料透气性好导热均匀，但制品结构烧制薄层瓦制品。粉砂料多坯料透气性好导热均匀，但制品结构烧制薄层瓦制品。粉砂料多坯料透气性好导热均匀，但制品结构粗糙，适于烧制砖。粗糙，适于烧制砖。粗糙，适于烧制砖。粗糙，适于烧制砖。l l用于烧制砖瓦的粘土，按所含杂质不同可以分为普通粘用于烧制砖瓦的粘土，按所含杂质不同可以分为普通粘用于烧制砖瓦的粘土，按所含杂质不同可以分为普通粘
39、用于烧制砖瓦的粘土，按所含杂质不同可以分为普通粘土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰粘土、黄土、红土等，土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰粘土、黄土、红土等，土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰粘土、黄土、红土等，土、砂质粘土、铁质粘土、泥灰粘土、黄土、红土等，此外粘土质页岩或煤矸石也可以用于烧制砖瓦。此外粘土质页岩或煤矸石也可以用于烧制砖瓦。此外粘土质页岩或煤矸石也可以用于烧制砖瓦。此外粘土质页岩或煤矸石也可以用于烧制砖瓦。l l粘土的主要化学成分是粘土的主要化学成分是粘土的主要化学成分是粘土的主要化学成分是AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3和和和和SiOSiOSiOSiO2 2 2 2，
40、并含有铁、镁、钙、并含有铁、镁、钙、并含有铁、镁、钙、并含有铁、镁、钙、钾、钠等组分。钾、钠等组分。钾、钠等组分。钾、钠等组分。l l砖瓦粘土的耐火度在砖瓦粘土的耐火度在砖瓦粘土的耐火度在砖瓦粘土的耐火度在1350135013501350以下，属于低温烧结制品。以下，属于低温烧结制品。以下，属于低温烧结制品。以下，属于低温烧结制品。l l由于砖瓦烧结多为民间经验传授，没有系统科学研究资由于砖瓦烧结多为民间经验传授，没有系统科学研究资由于砖瓦烧结多为民间经验传授，没有系统科学研究资由于砖瓦烧结多为民间经验传授，没有系统科学研究资料，对于不同产品质量缺乏对比研究，根据一般的分析料，对于不同产品质量
41、缺乏对比研究，根据一般的分析料，对于不同产品质量缺乏对比研究，根据一般的分析料，对于不同产品质量缺乏对比研究，根据一般的分析砖瓦粘土有如下一些要求：砖瓦粘土有如下一些要求：砖瓦粘土有如下一些要求：砖瓦粘土有如下一些要求：l l 1 1 1 1、化学成分有较大的波动范围（表、化学成分有较大的波动范围（表、化学成分有较大的波动范围（表、化学成分有较大的波动范围（表3.13.13.13.1 1 1 1 1）l l表表表表3.13.11 1 砖瓦粘土化学成分表砖瓦粘土化学成分表砖瓦粘土化学成分表砖瓦粘土化学成分表l l2 2 2 2、矿物组成、矿物组成、矿物组成、矿物组成 砖瓦粘土的矿物组成主要有粘土
42、和粉砂，一般粘砖瓦粘土的矿物组成主要有粘土和粉砂，一般粘砖瓦粘土的矿物组成主要有粘土和粉砂，一般粘砖瓦粘土的矿物组成主要有粘土和粉砂，一般粘土颗粒土颗粒土颗粒土颗粒0.0050.0050.0050.005，粉尘级颗粒多属硅质矿物介于，粉尘级颗粒多属硅质矿物介于，粉尘级颗粒多属硅质矿物介于，粉尘级颗粒多属硅质矿物介于0.0050.0050.0050.005 0.050.050.050.05，粉砂颗粒，粉砂颗粒，粉砂颗粒，粉砂颗粒0.050.050.050.05。根据矿物颗粒组成可以划分砖瓦粘。根据矿物颗粒组成可以划分砖瓦粘。根据矿物颗粒组成可以划分砖瓦粘。根据矿物颗粒组成可以划分砖瓦粘土如下级别
43、（表土如下级别（表土如下级别（表土如下级别（表3.13.13.13.1 2 2 2 2），用于烧制砖瓦的粘土粉砂含量一般低），用于烧制砖瓦的粘土粉砂含量一般低），用于烧制砖瓦的粘土粉砂含量一般低），用于烧制砖瓦的粘土粉砂含量一般低于于于于25252525。一般细颗粒多的肥粘土和粘土适合于制瓦和薄壁空心。一般细颗粒多的肥粘土和粘土适合于制瓦和薄壁空心。一般细颗粒多的肥粘土和粘土适合于制瓦和薄壁空心。一般细颗粒多的肥粘土和粘土适合于制瓦和薄壁空心制品，砂质粘土、一般粘土适合烧制普通砖。制品，砂质粘土、一般粘土适合烧制普通砖。制品，砂质粘土、一般粘土适合烧制普通砖。制品，砂质粘土、一般粘土适合烧制普
44、通砖。l l表表表表3.13.13.13.1 2 2 2 2 砖瓦粘土分类表砖瓦粘土分类表砖瓦粘土分类表砖瓦粘土分类表l l3 3 3 3、一般砖瓦的粘土要求有适当的可塑性及收缩性，制、一般砖瓦的粘土要求有适当的可塑性及收缩性，制、一般砖瓦的粘土要求有适当的可塑性及收缩性，制、一般砖瓦的粘土要求有适当的可塑性及收缩性，制瓦粘土比制砖粘土塑性及收缩性要大，干缩率在瓦粘土比制砖粘土塑性及收缩性要大，干缩率在瓦粘土比制砖粘土塑性及收缩性要大，干缩率在瓦粘土比制砖粘土塑性及收缩性要大，干缩率在3 3 3 3 12121212，烧成收缩率，烧成收缩率，烧成收缩率，烧成收缩率2 2 2 2 8 8 8 8
45、。l l随随随随着着着着建建建建筑筑筑筑业业业业的的的的大大大大力力力力发发发发展展展展，砖砖砖砖瓦瓦瓦瓦烧烧烧烧结结结结制制制制品品品品配配配配料料料料及及及及烧烧烧烧结结结结工工工工艺艺艺艺及及及及其其其其制制制制品品品品物物物物理理理理性性性性质质质质的的的的定定定定量量量量研研研研究究究究显显显显得得得得越越越越来来来来越越越越重重重重要要要要，应应应应该该该该是是是是一个重要的研究发展方向。一个重要的研究发展方向。一个重要的研究发展方向。一个重要的研究发展方向。l二、结构建筑材料二、结构建筑材料(建筑学照片建筑学照片.ppt)l1 石材石材 l l凡具有可拼接性、具有装饰效果、坚固耐
46、用、有一定块凡具有可拼接性、具有装饰效果、坚固耐用、有一定块凡具有可拼接性、具有装饰效果、坚固耐用、有一定块凡具有可拼接性、具有装饰效果、坚固耐用、有一定块度适于加工抛光的岩石均可以用作石材。度适于加工抛光的岩石均可以用作石材。度适于加工抛光的岩石均可以用作石材。度适于加工抛光的岩石均可以用作石材。l l天然石材商品分类可以分为大理石、花岗石、板材三类。天然石材商品分类可以分为大理石、花岗石、板材三类。天然石材商品分类可以分为大理石、花岗石、板材三类。天然石材商品分类可以分为大理石、花岗石、板材三类。l l大理石大理石大理石大理石是碳酸盐岩矿产，因云南大理出产著名的石材而是碳酸盐岩矿产，因云南
47、大理出产著名的石材而是碳酸盐岩矿产，因云南大理出产著名的石材而是碳酸盐岩矿产，因云南大理出产著名的石材而得名，包括大理石、白云质大理石、蛇纹石化大理石、得名，包括大理石、白云质大理石、蛇纹石化大理石、得名，包括大理石、白云质大理石、蛇纹石化大理石、得名，包括大理石、白云质大理石、蛇纹石化大理石、结晶灰岩、石灰岩及白云岩等碳酸盐石材。结晶灰岩、石灰岩及白云岩等碳酸盐石材。结晶灰岩、石灰岩及白云岩等碳酸盐石材。结晶灰岩、石灰岩及白云岩等碳酸盐石材。l l大理石结构致密、颜色各样，往往具有独特的花纹，形大理石结构致密、颜色各样，往往具有独特的花纹，形大理石结构致密、颜色各样，往往具有独特的花纹，形大
48、理石结构致密、颜色各样，往往具有独特的花纹，形成彩色图案，纯白的大理石也称汉白玉，大理石硬度低，成彩色图案，纯白的大理石也称汉白玉，大理石硬度低，成彩色图案，纯白的大理石也称汉白玉，大理石硬度低，成彩色图案，纯白的大理石也称汉白玉，大理石硬度低，性柔润，具有良好的加工性能，是高档建筑石雕材料。性柔润，具有良好的加工性能，是高档建筑石雕材料。性柔润，具有良好的加工性能，是高档建筑石雕材料。性柔润，具有良好的加工性能，是高档建筑石雕材料。l l一般大理石的质量要求有如下方面：一般大理石的质量要求有如下方面：一般大理石的质量要求有如下方面：一般大理石的质量要求有如下方面：、质地细腻、致密、颜色与花纹
49、美观、稳定。、质地细腻、致密、颜色与花纹美观、稳定。、质地细腻、致密、颜色与花纹美观、稳定。、质地细腻、致密、颜色与花纹美观、稳定。、加工性能良好，易于开采、切割、抛光打磨。、加工性能良好，易于开采、切割、抛光打磨。、加工性能良好，易于开采、切割、抛光打磨。、加工性能良好，易于开采、切割、抛光打磨。、一般荒料最小规格是、一般荒料最小规格是、一般荒料最小规格是、一般荒料最小规格是0.60.60.60.6 0.50.50.50.5 0.30.30.30.3m m m m3 3 3 3，不应有裂纹。不应有裂纹。不应有裂纹。不应有裂纹。、成分均匀，如含玉髓、硅质成分则开采加工困难；若含、成分均匀，如含
50、玉髓、硅质成分则开采加工困难；若含、成分均匀，如含玉髓、硅质成分则开采加工困难；若含、成分均匀，如含玉髓、硅质成分则开采加工困难；若含绿泥石条带，则易碎裂；含黄铁矿多，降低绝缘性，其氧化绿泥石条带，则易碎裂；含黄铁矿多，降低绝缘性，其氧化绿泥石条带，则易碎裂；含黄铁矿多，降低绝缘性，其氧化绿泥石条带，则易碎裂；含黄铁矿多，降低绝缘性，其氧化出现铁斑，影响美观效果。出现铁斑，影响美观效果。出现铁斑，影响美观效果。出现铁斑，影响美观效果。l l大理石是结晶碳酸盐岩石，在雨水尤其是酸雨作用下易于腐蚀脱大理石是结晶碳酸盐岩石，在雨水尤其是酸雨作用下易于腐蚀脱大理石是结晶碳酸盐岩石，在雨水尤其是酸雨作用