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叶腊石

 叶腊石是黏土矿物的一种,属结晶结构为2:1型的层状含水铝硅酸盐矿物引。叶腊石质地细腻,硬度低(1-2),适合做人工合成金刚石用的坯料(模具)、陶瓷、耐火材料、玻璃纤维、雕刻石等。叶蜡石的用途与其具有的特性紧密相关,主要用作耐火材料、陶瓷材料以及雕刻原料;其次还用于橡胶制品、化妆用品、农药等的填料和载体。叶蜡石的新用途是作涂料,也是制作壁板的良好原材料,还可用来制白水泥。
1成因类型

叶蜡石(Pyrophylite)晶体扁长板状且常呈现歪晶,多以叶片状、纤维状、放射状和片状块体产出。白色、灰色、浅蓝色、浅黄色、浅绿色和绿棕色,条痕白色。透明到半透明,新鲜面上呈珍珠光泽。叶腊石触摸时有油脂感。加热成片剥落,且不溶于大多数酸。

主要成因:与滑石、红柱石、硅线石和天蓝石共生于结晶片岩,还与云母和石英等矿物形成于热液矿脉。

2特征实例

成矿母岩成矿构造, 主要成矿作用于矿石矿物组成中心型火山构造酸性火山碎屑岩热液喷气蚀变型矿床富含火山物质的酸性火山碎屑岩,特别是在其上有沉积岩覆盖的层位中心型火山构造,如火山洼地、火山穹窿,边缘断裂裂碎发育,主要在岛弧带内热液喷气交代蚀变 叶蜡石为主,其次为高岭石、地开石、石英、

3工业类型

中国叶蜡石按矿物成分划分的矿石类型如表2,按结构划分的矿石类型见表3。按成分分的叶蜡石矿石类型

蜡石质叶蜡石主要矿物为叶蜡石,占其成分的90%;其他为玉髓、褐铁矿、水铝石陶瓷、雕刻、填料、涂料及耐火材料。

水铝石质叶蜡石主要矿物为叶蜡石,次要矿物为水铝石,含微量褐铁矿、金红石等耐火材料、玻璃坩埚。

高岭石质叶蜡石主要矿物高岭石,次要矿物为叶蜡石,含微量褐铁矿、金红石等 陶瓷、耐火材料。

硅质叶蜡石主要矿物为叶蜡石,次要矿物有石英、玉髓,微量矿物有褐铁矿等 陶瓷、耐火材料、填料

按结构特征分的矿石类型

细粒页板状矿石

致密球粒集合体状矿石往往含较多绿泥石,杂质含量高

放射状晶体矿石产出较少,纯度也较高

叶蜡石矿石还可按用途不同分为工业叶蜡石、雕刻叶蜡石两类。其中工业叶蜡石又按含铝的多少,分为高铝叶蜡石、中铝叶蜡石、低铝叶蜡石。3.矿产的分布情况。

中国的叶蜡石矿山多地处福建和浙江两省。全国叶蜡石年生产能力约14万t,其中雕刻叶蜡石产量仅1000多吨。主要生产矿山有浙江省的青田叶蜡石矿、上虞叶蜡石矿、福建省福州峨嵋叶蜡石矿、福州寿山叶蜡石矿、闽清白中叶蜡石矿,据估计至2000年,中国对叶蜡石总需求量达90万t,平均每年递增5.8~6.8%。

4工业指标

1.一般工业要求为:

⑴化学成分为

AlO≥16%,SiO≤75%,FeO≤1.0%。

⑵开采技术条件

可采厚度1~2m,夹石剔除厚度1~2m。

矿物组成

叶蜡石常与石英、高岭石、蒙脱石、地开石、绢云母以及蓝晶石、红柱石、刚玉等矿物共生。

矿物特征

叶蜡石是粘土矿物的一种,属结晶结构为2∶1型的层状含水铝硅酸盐矿物。其化学结构式为Al[SiO](OH),理论化学组成为AlO28.3%,SiO66.7%,HO5.0%,分子式为AlO4SiO.HO。

叶蜡石是低温热液蚀变形成的粘土矿物,属单斜晶系,晶体结构高度无序。

叶蜡石质地细腻,硬度低(1-2°),密度2.65-2.90g/cm3,耐火度>1700°C,绝缘、绝热性好,化学性能稳定,只有在高温下才能被硫酸分解。

叶蜡石矿石常呈淡黄、乳灰白、灰绿等颜色,若含铁的氧化物或汞,则呈现褐红或血红色。蜡状光泽、有滑感,常为致密块状、叶片状,变种具放射状。

自然界纯叶蜡石矿物集合体产出很少见,一般都由类似的矿物呈集合体产出。矿石以块状为主,也有土状和纤维状的。主要伴生矿物为石英、高岭石、水铝石、绢云母、黄铁矿等

工艺特性

叶蜡石具有质地细、柔软脂润的优点,有良好的机械加工性能,粉末色白,吸油率高,遮盖率好等特点。

5工艺技术

技术介绍

一般用磁选法;当含铁矿物为重金属时,也可用重选法;铁以硫化物或氧化物形式存在时,可用浮选法。浮选法还用于从叶蜡石矿石中分离出石英等杂质。

叶蜡石通常加工制成工艺品和磨粉及对叶蜡石粉漂白等。

叶蜡石的选矿加工流程,就根据产品的要求而确定,如用于生产耐火材料、制耐火砖的叶蜡石,白度要求不高,产品粒度也不要求很细,制砖用叶蜡石粒度为3mm左右,通常为干法生产。中国用于耐火材料,制砖叶蜡石加工的原则流程如图1所示。

用于陶瓷、造纸、农药载体等的叶蜡石,细度往往要求在200目以下,白度85%以上,这时流程中除粗、中、细碎外,还要用悬辊粉碎机进行粉碎,要选矿,甚至还要漂白才能达到要求,这时多用湿法作业。中国常用原则流程如图2所示。

用叶蜡石生产面砖时,叶蜡石的用量约50-60%,其余为粘土、石灰石及陶石,原则工艺流程如图3所示。

叶蜡石生产耐火砖的原则流程如图4所示。

叶蜡石生产白水泥的主要工序如图5所示。

开发生产实例

中国的叶蜡石矿山处福建和浙江两省,主要的矿山及加工厂有福建的福州叶蜡石矿,福建寿山叶蜡石矿、福建闽清县白中叶蜡石矿等。

⑴福州峨嵋叶蜡石矿。

该矿为中国目前储量最大的叶蜡石矿,宜作耐火材料用。选矿流程为选除铁,年产工业叶蜡石20000t,雕刻用叶蜡石200t。

产品规格为:陶瓷级叶蜡石:含AlO>22%,FeO<0.5%;耐火材料级:含AlO<22%,FeO 0.5%;雕刻级:不含砂粒,无裂隙,色泽鲜艳,质地均匀。产品除内销外,还出口日本。

⑵浙江青田叶蜡石矿。

该矿是目前国内产量最大的叶蜡石矿,年产30000吨,产品为高铝叶蜡石,产品规格参见表11、表12。产品除供国内生产面砖、玻璃、坩埚、耐火材料外,还出口日本、德国。

6发展趋势

叶蜡石矿开发利用的发展趋势是企业上规模,产品上档次,牡丹江市东宁县耐火材料公司,拟建年产叶蜡石矿石10万吨、叶蜡石粉1万吨,耐火砖1万吨的生产厂。日本叶蜡石开采量和产量均较大,产品一半左右用于耐火材料。如日本胜光山工业公司拥有一座年产20000吨产品的选矿厂,生产造纸涂料、药品、农业、玻陶、耐火材料用叶蜡石。

产品主要特性及用途:叶腊石线膨胀系数小,在未烧结前在一定的温度范围内(1050-1150℃)会产生线膨胀,这种线膨胀可抵消胚体在烧成过程中其他物料所造成的收缩,从而抗大了烧成范围,保证产品尺寸规格的一致。叶腊石具有良好的热稳定性和很少的湿膨胀,为此,可以用于制造尺寸准确、热稳定性好的产品。

性质及工艺趋向

叶腊石为晶体结构,属层状硅酸盐矿物,其晶体结构是每一结构单位层由上下二层(Si-O)四面体层中间夹一层(Al-O,OH)八面体层组成。结构式为Al[SiO](OH),实验式为AlO·4HO,理论化学成分为AlO28.3%,SiO66.7%,HO 5.0%,自然界很少见到纯叶腊石,往往有各种杂质伴生。叶腊石晶体主要为单斜晶系,通常为片状,放射状集合体,带珍珠状晕彩或为隐晶质鳞片状致密块体,一般为白色,微带浅黄色或淡绿色、条痕白色,从玻璃光泽、珍珠光泽、蜡状光泽到无光泽、性柔,具滑腻感,容重2.75~2.80g/cm3,莫氏硬度1.5~2.0。在600~700℃有一个平衡的吸热反应谷,到1000℃还没有出现放热反应峰,这是由于叶腊石脱水反后结构未被破坏,不发生新的结晶作用和结合的原因。

一般工业上所用的矿石含叶腊石50%以上,其矿石类型 有石英-叶腊石,高岭土-叶腊石,水铝石-叶腊石,绢云母-叶腊石及比较纯的叶腊石等。各种叶腊石的粉末均呈白色,一般白度在80%以上,最高可达93%。随着粉末细度提高,白度值增大,煅烧后的腊石白度提高,最高可达96%。一般叶腊石质地柔软,细腻,硬度不大,具有良好的机械加工性能,也容易被破磁针和磨细,含石英多的腊石,硬度增大。纯叶腊石耐火高为1710℃。天然叶腊石随Al2O3含量增高,即水铝石、刚玉、红柱石等含量增加,耐火度增高。随灼减增大,耐火度提高。随Fe2O3、K2O、Na2O含量增高,耐火度降低。叶腊石的介电性能并不很好,因此不能广泛用于做电的绝缘体。煅烧后的叶腊石约缘性能提高。在高频率下,腊石的电介损失率不大,导电导热性低。叶腊石具有良好的化学惰性,与强酸强碱都不作用,这可能与表面形成防护膜有关,因为后者能阻止试剂渗透到晶体深处,因此反应进行的很慢。

一般叶腊石致密光滑,具有油腻感,粉末具有润滑性,其吸润率高,遮盖性能好。将叶腊石置于高温窑炉内煅烧,在不同温度下显气孔率、吸水率、体积密度、真比重、比表面积等均有显著变化。

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