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几种特种熔剂原料的介绍
几种特种熔剂原料的介绍
1、萤石 矿物萤石的化学式为CaF2，其矿物特征外观为白色、红色、蓝色、绿或紫色等的透明体；天然萤石矿中含有一些杂质，如二氧化硅、碳酸钙、氧化铁等。萤石硬度较小，烧成熔点为1230℃左右。 萤石是强烈的熔剂原料，它能够降低釉的熔融温度和高温粘度，提高釉面的光泽度。在陶瓷墙地砖中萤石也是常用乳浊剂之一。在烧成中萤石中的氟在高温中能与铁发生反应，生成FeF3挥发，另一部分可与铁生成透明无色的NaFeF6，所以萤石能够提高釉的白度。在建陶产品中，萤石正在成为重要的釉料原料之一。 2、硅灰石 硅灰石的化学式为CaO•SiO2，其理论化学组成为：CaO48.25wt%，SiO251.75wt%。天然硅灰石矿物中还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、MnO2及K2O、Na2O等杂质。我国湖北、福建、吉林、辽宁、江西等地均出产硅灰石原料，其化学组成为：SiO246.30wt％～50.27wt％，Al2O34lwt％～0.82wt%，TiO20.01wt%，CaO3.l5wt%～47.97wt%，MgO1.00wt%～1.95wt%，K2O0.08wt%，Na2O 0.01wt%，烧失为1.58wt%～7.57wt％。 硅灰石矿物原料外观—般为白色或乳白色、灰白色，呈纤维状、块状或柱状。其硬度为4.5～5，熔点为1540℃左右。 硅灰石在陶瓷工业中的应用有许多特点，主要表现如下。 （1）由于硅灰石不含有机物、吸附水与结构水，在烧成中受热分解时不放出气体，干燥收缩与烧成收缩小，膨胀系数较小且变化均匀。由于上述优点，硅灰石很适用于低温快烧陶瓷坯料。 （2）硅灰石的引入可以降低坯体烧结温度，节约能源与缩短烧成时间。目前以硅灰石为主要熔剂的硅灰石低温瓷已研制成功。此外在釉面砖中也有使用。 （3）硅灰石可以代替方解石与部分石英配制釉料，并且可以减少烧成制品中的釉泡与针孔。 （4）硅灰石陶瓷制品的机械强度较高，而且后期吸湿膨胀系数小，产品经久耐用。 （5）硅灰石坯体的烧成范围窄，这是它的不足之处，在应用于釉面砖坯料时，烧成温度不宜过高。加入Al2O3、ZrO2、SiO2或钡锆硅酸盐时，可以提高坯体烧成中液相的粘度，扩大烧成范围。 3、透辉石（CaMgSi2O6） 透辉石实际上是钙镁的复合硅酸盐，其理论化学组成为：Ca025.9Wt％，Mg018.5wt％，SiO255.6wt％，熔融温度为1319℃，体积密度为3.3g／cm3，硬度为6～7。透辉石矿石常呈现灰、黄、浅绿到深绿色。杂质矿物中常有钙铁辉石［caFe(Si2O6)］。所以，透辉石矿石中Fe2O3含量较高，品位较好，质量较纯的矿石中Fe2O3＜l％，一般透辉石含铁量在l％以上。 在陶瓷工业中，透辉石的工艺性能与硅灰石相似，都可以应用于陶瓷坯、釉中。透辉石质釉面砖坯料烧成温度为980～1020℃，比硅灰石坯体烧成温度低100℃左右。所以透辉石更是一种优质的低温快烧原料。 我国透辉石资源丰富，如东北的吉林和黑龙江省发现的透辉石矿是世界罕见的。此外，湖北与湖南也有产出。吉林透辉石的化学组成为：SiO2 51.6wt％～45.71wt％，Al2O3 3.52wt％～7.29wt％，Fe2O3 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、含锂矿物 氧化锂（Li2O）是一种强助溶剂。它的熔融温度低，可应用于陶瓷的坯、釉中。在陶瓷产品中，氧化锂可以降低膨胀系数，增加釉面的耐磨性，提高釉的机械强度和耐化学腐蚀性，同时能够提高釉的高温流动性，减少釉面针孔缺陷，增加釉面的光泽。所以含锂矿物因其中含有的氧化锂而成为陶瓷业重要的熔剂原料。 现在常用的含锂矿物有锂云母、锂辉石、磷铝石、透锂长石等。其理论化学式为：锂云母LiF•KF•Al2O3•3SiO2；锂辉石Li2O•Al2O3•4SiO2；磷铝石Li•AlF•PO4；透锂石Li2O•Al2O3•8SiO2。 我国含锂矿物的主要产地有江西宜春锂云母，新疆锂辉石等。其中宜春锂云母化学组成为：Si0252.14wt％，Al2O324.51wt％，Fe2O30.51wt％，Ti020.04wt％，CaO0.3lwt％，MgO微量，K2O12.13wt％，Na2O1.26wt％，Li2O3.58wt％，烧失为5.9wt%。 目前，日用陶瓷、建筑陶瓷部分产品中使用有含锂矿物熔剂原料，尤其是耐热烹调陶瓷如耐热砂锅产品中使用锂矿物改善其耐热性能，经济效益很好。 5、岩浆岩类熔剂 这类熔剂原料包括有霞石正长岩、花岗岩、班岩、珍珠岩、长英岩、辉绿岩、斜长石等。 霞石正长岩中含有霞石（K2O•3Na2O•4Al2O3•8SiO2）、钾长石、钠长石及少量角闪石、云母、菱镁矿等，是强熔剂原料。霞石正长岩在陶瓷坯体中能明显降低烧结温度，扩大烧结范围，降低烧成收缩；在釉中能降低膨胀系数，减少釉裂其它岩浆岩原料都可以利用，特别是在建筑陶瓷上烧应用，既能降低产品成本，又能适应低温快烧的工艺要求。 6、矿渣熔剂原料工业矿渣主要用于建筑陶瓷产品的坯料，也可用于陶瓷色釉料。某些工业矿渣中往往含有较小的熔剂氧化物，烧失量小，收缩不大。因此，工业矿渣特别适用于低温快烧的墙地砖坯料。常用的有磷矿渣、高炉矿渣，萤石矿渣等。 （1）磷矿渣含有SiO2、Al203、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、SO3等化学成分，其主要成分为Si0240wt％左右，Ca040wt％左右。其化学组成与硅灰石相似，主要矿物组成为非晶质假硅灰石。 在磷矿渣中经常混有碳，并含有水溶性碱，所以在使用前，最好在1100℃以上煅烧一下。由于磷矿渣与硅灰石性质相似，所以是釉面砖的理想原料，可以适应高温快烧工艺，也可以用作色釉原料，但要求其中含Fe、Ti等着色氧化物愈少愈好。 （2）高炉矿渣：冶金高炉矿渣中的主要成份为CaO、MgO、Si02、Al2O3。主要矿物组成为钙、镁硅酸盐，一般矿物为钙铝硅酸盐和钙镁硅酸盐。 钙铝硅酸盐有：钙黄长石（2CaO•Al2O3•SiO2）、钙长石（Ca0•Al2O3•2Si02）。 钙镁硅酸盐有：镁黄长石（MgO•2CaO•2SiO2）、镁硅钙石（Mg0•3Ca0•2SiO2）、二钙硅酸盐（2Ca0•SiO2）、硅钙石（3Ca0•Si02）、硅灰石（Ca0•SiO2）。 矿渣有许多种形态，如粒状矿渣、粉碎矿渣、膨胀矿渣、矿棉渣等。在陶瓷制品中一般仅使用粒状及粉碎矿渣。高炉矿渣最大的特点是不含有游离氧化物，其次是化学成份较稳定，成本低，来源很丰富，完全可以用作陶瓷墙地砖坯料。 除了以上矿渣外，萤石矿渣化学组成与硅灰石极为相似，因而可以用作墙地砖坯料。此外废玻璃中以无色平板玻璃较好（含Fe203少）。废平板玻璃是制造陶瓷结晶釉的主要熔剂原料。在化学仪器废玻璃中，由于含有B203，用于陶瓷釉料中可降低熔融温度和膨胀系数，提高制品的热稳定性。矿渣熔剂原料的使用，对于治理环境污染、变废为宝、降低产品成本具有很高的社会价值，今后应大力推广。 7磷酸盐类熔剂原料 陶瓷工业中常用的磷酸盐原料主要有动物骨灰和磷灰石。动物骨灰主要成份为Ca3(PO4)2，还有少量的CaCO3、Mg3-(PO4)2、CaF2等。猪骨的化学成份为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、猪、羊等动物残骨经煅烧获得。煅烧前应煮沸或采用蒸汽脱脂洗净，煅烧温度在900～1300℃之间，煅烧时一定须通风良好，受热均匀，防止骨灰碳化发黑。经煅烧、球磨、洗涤、除铁等，加工好的骨灰为白色粉末，其熔点为1700℃。有迹象表明动物骨灰在陶瓷中用量越来越多。骨灰可以用作助熔剂，同时还具有乳浊作用。在釉中加入适量的骨灰可提高釉面光泽度；作为乳浊剂时能够使釉不透明。在陶瓷铁红釉中，骨灰是重要的原料之一。骨灰是高级瓷器品种——骨质瓷的重要原料，在坯料中引入50％左右的骨灰，与长石、石英、高岭土配制成骨质瓷，具有良好的半透明性、装饰性亦很强。不过骨质瓷烧成温度范围较窄，约在5～10℃之内。若温度过高将会导致变形、热性能及耐化学腐蚀性变差等缺陷。过去生产骨质瓷使用的主要是牛骨灰，因为它含铁量低。由于原料精制技术的提高，类似猪骨骨灰亦可采用，近年来国外也有制备磷酸钙化工原料取代动物骨灰的。 磷灰石主要化学成份为磷酸钙。天然矿物有氟磷灰石及氯磷灰石两种，通常以氯磷灰石较多，两种矿石均可形成固熔体。优质磷灰石还可用于制作骨质瓷，也可用于釉料中，但用量亦少。用于建筑卫生陶瓷釉料中时，可代替长石。 总之，特殊陶瓷溶剂原料在使用时，应根据具体情况灵活选用。同属熔剂原料，但它们发挥的作用却不一样，尤其在当前提倡低温快烧工艺，降低生产成本、增加企业效益过程中，特殊熔剂原料将会发挥更大的作用. 信息来源： |
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