叶腊石(黏土矿物)
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。
中文名叶蜡石
Pyrophyllite
地质成因叶腊石
黏土风化而沉积的矿床稀少,并伴有高岭石或伊利石;热液叶腊石生成于火山岩内长石的交代变质作用,通常缺少火山灰的变质作用,一般伴有石英。
特性
叶腊石具有很多特性,从而使其适用于作陶瓷和耐火材料。这些性质是:化学稳定性、低热胀性、低热传导性、低导电性、高绝缘性、高熔点、良好的抗腐蚀性。
叶腊石的性质在很大程度上受所含杂质诸如石英、水铝石、绢云母和高岭石的影响。另外叶腊石的化学稳定性、中性的酸碱度、吸附性以及流动性使其在诸如杀虫剂和特种肥料等产品中作为载体而使用。以氧化铝和氧化硅的形式添加到玻璃纤维原材料中也具有促进流动作用。
形态
叶腊石通常有三种形态,依据其不同的形态,拥有独特的应用:细粒层状平面机理(很适合白色陶瓷诸如砖类、卫生洁具、餐具和电气瓷,起着降低烧结温度、减少收缩、开裂、以及抗热胀性的作用;或者填料应用);大量小粒结晶形成的集合体(用于耐火材料,包括氧化铝——二氧化硅整体成型料、绝热耐火砖、炉窑车耐火材料、铸模涂料);射线状晶体(用于填料、白色器皿耐火材料)。
用途
一.适合做人工合成金刚石用的坯料(模具),使用它生产的金刚石质量好,颜色纯正,无气泡,晶型好,透明度高,杂质少,没有黑色颗粒产生,经济效益明显提高,是一种深受用户欢迎的金刚石生产材料。
叶腊石
二.陶瓷。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,可用以制造尺寸准确、热稳定性好的产品。另外,叶腊石其最大特点还在于在含钙镁高的胚料及釉料中添加适量(5%----10%)的叶腊石,还可以消除气泡及针孔,从而保证胚釉面的平整平滑性,并且还具有泥浆流动性好、渗透性好、胚体干燥收缩小、抗变形、抗龟裂、白度高等特点,其抗变性效果均优于其他同类产品,可广泛应用于卫生洁具、抛光砖、釉面砖、墙地砖、日用陶瓷、成釉及化妆土以及超薄陶瓷等。
三.耐火材料。叶腊石可与粘土制成耐火泥浆、耐火涂料、耐火混凝土骨料、制造坩埚、铸膜涂料等。耐火度达1700℃以上。
四.质纯细腻、色泽美观者可做雕刻石等。
分布及利用
有经济价值的叶腊石矿床在多数国家有开发(欧洲除外),但亚洲主导着世界的生产,其中韩国、日本和中国约占全球270~300万吨年产量的90%左右。
自20世纪90年代以来,中国叶腊石的年产量均在百万吨以上,约有150-200个小矿。产品主要来自东南的浙江和福建两省。大多数矿石在碾磨前于小型露天矿采出并经人工挑选,不过一些较大的企业已经进行了机械化投资。产量的90%以上消费于国内陶瓷、耐火材料和玻璃纤维行业。日本每年从中国进口约2万吨叶腊石用于玻璃纤维。
叶腊石在日本,由于耐火材料循环使用率提高以及生产者将大量的生产线移往海外,再加上近期日本钢铁业的疲软景象,使得叶腊石作为耐火材料应用量在日本需求急剧下降。另外,由于其水稻种植面积的减少,叶腊石作为杀虫剂载体的应用量亦逐步减少。同时日本的叶腊石产量自20世纪80年代以来也一直在下降,目前日本叶腊石的年产量在40万吨的原矿生产水平上。
韩国南部的全罗南道和庆上南道等省拥有丰富的叶腊石矿藏,大型矿位于光星、莞岛、诺哈岛,1996年总产量为78万吨,2000年约为92万吨。不过韩国叶腊石质量一般,总产量的60%用于该国的水泥业,其余主要用于瓷砖、耐火材料应用及向日本出口。其他的叶腊石生产国有美国、南非、巴西、泰国、巴基斯坦、印度。韩国将不纯的叶腊石当作水泥的拼料,白色叶腊石则可用作橡胶、油漆、乙烯基地砖等的填料。,叶腊石价格受到氧化铝含量、铁及其他杂质含量、色泽、耐磨性、吸附性等的影响。在日本,叶腊石矿石价格会从很低的每吨10美元达到每吨100美元,而加工获得叶腊石黏土价格在每吨150-400美元之间。
叶腊石在中国,叶腊石在玻璃纤维及填料方面的应用表现坚稳,发展较快;随着陶瓷生产的发展,叶腊石在陶瓷中的应用正在增加。但受钢铁业低迷和技术发展带来的耐火材料使用寿命延长、更注重循环使用、以及材料消费率减低等因素的影响,和其他耐火矿物一样,在耐火材料应用方向面临很大的压力,而杀虫剂载体应用方向不仅有赖于农业生产走势,并面临许多其他矿物吸附剂如膨润土和凹凸棒石的竞争,发展前景也不明朗。
质量标准
叶蜡石是含水铝硅酸盐,主要由石英、高岭土、绢云母组成,也有以高岭土或绢云母为主的叶蜡石。叶蜡石常有石英、绢云母等机械混入物,并含有氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾等杂物,对叶蜡石的工业技术要求因用途而异,目前尚无统一标准。作耐火材料用的叶蜡石,主要要求耐火度在1630°C以上,有用元素铝越高越好,通常要求Al2O3≥15%。(边界品位≥13%),伴生元素钾、钠能降低耐火材料熔点,从而影响其耐火度,因而越低越好,一般要求K2O+Na2O≤0.8~2.0%。
陶瓷工业用的叶蜡石要求Al2O3≥18~20%,K2O+Na2O≤0.5~0.7%,Fe2O3≤0.8~1.0%。
作填料用的叶蜡石要求白度>70~80%,水分<0.5%,染色矿物铁、锰含量要尽可能低,化学物理性能稳定的叶蜡石含量大于80~85%。
作糖果填料用的叶蜡石要求对人体有害的砷<0.0014%。
橡胶工业用的叶蜡石要求Fe2O3<1~1.5%,烧失量<8%,水分<0.5%,叶蜡石含量大于80~85%。
参考资料1.叶腊石·咸阳非金属矿研究设计院有限公司