南宁球粘土的主要特征和开发利用.docx

南宁球粘土的主要特征和开发利用王双彬（邢台市中纬矿物材料有限公司） 球粘土（球土）这一词最早源于英国的采矿业，即开采一种高可塑性高岭石粘土时，由于粘性高不易挖掘，而是滚成一个个的球，也便于运输，从而得名。实质上，球粘土是软质粘土的一个变种。由于它具有突出性能和特点，在国外将其列为独立矿种，并得到普遍认可。随着耐火材料行业的科学发展，球粘土成为一种良好的结合粘土。从而，我国开始了对球粘土的研究。1990年开始刘长龄、王双彬等人进行了我国球粘土的找矿研究，先后发现或找到了一批球粘土矿区，进行了球粘土的开发利用。南宁球粘土就是在其期间确定的，我们根据南宁球粘土的岩石学、矿物学、工艺学性能进行一系列开发利用研究和推广使用。 一 南宁球粘土的主要特征 南宁球粘土主要分布于南宁南部地区，为大型或超大型粘土矿。产于第四系沉积层中，属于湖沼河流相沉积、矿层埋葬浅、厚度大、矿石为白色至浅黄色、棕色、黑色，呈松散状。 1、矿物成分 南宁球粘土的主要矿物为高岭石（97%65%），次为石英，含有微量伊利石、蒙脱石、钛矿物、铁矿物及有机质。高岭石是南宁球粘土的一个特征矿物，经射线衍射分析，曲线上（001）衍射峰宽钝不对称，（001）与（002）衍射峰之间的衍射峰数少于6条，一般为13条。扫描电镜观察，高岭石自形程度低，为他形片状或粒状，径厚比小。热重分析曲线在100左右有一吸热谷，是放吸附水的反应，540脱结晶水较结晶良好的高岭石脱水温度低40至60。1000方热峰的强度较弱。这表明南宁球粘土的高岭石属于很无序的高岭石。也证明南宁球粘土在形成过程中经历了大自然的“球磨”、“砂磨”，使高岭石粒度变小，晶体受损，断键增加，吸附能力增强。 2、化学成分（表1） 南宁球粘土按Al2O3含量可划分为Al2O335%、32%、30%、 28%、 20%五个品级，各品级按Fe2O3含量确定为不同品种。表1 我国主要产地球粘土化学成分（%）产地SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2O灼失南宁WSB16-144.821.7737.510.800.270.290.1914.26南宁WSB16-251.021.5833.131.130.130.160.1812.93南宁WSB16-360.451.1125.240.770.280.110.4610.25南宁WSB16-463.901.0922.970.870.240.330.409.60吉林水曲柳153.081.0433.311.310.290.480.4011.64吉林水曲柳254.081.0930.421.440.220.360.6911.44牡丹江50.541.0032.052.290.340.330.9812.42虎林WSB13-3152.900.6530.463.770.940.470.3010.30吉林永吉57.281.1027.471.610.320.640.7410.58广东54.730.9330.051.150.280.031.2711.27山西朔州52.290.2828.463.371.700.984.088.29美国55.511.2927.252.191.160.290.4612.16从表1可以看出南宁球粘土与相似粘土比较Al2O3高，Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、低。 3、可塑性、粒度分析、烧结温度、耐火度 南宁球粘土耐火度高，、级品耐火度大于1710，具有很高的可塑性，尤其是矿物颗粒极细，矿物粒度集中在1m以下在国内外是少见的。其次，具有较宽的烧结温度（表2）。表2 球粘土的重要工艺性能产地-2m含量（%）平均粒度m可塑性指数烧结温度真密度（g/cm ）山 西 朔 州57.632.3326.461200-13502.54水曲柳（特）1.6417.441230-15002.61水曲柳（）3.6219.751350-15502.56南宁 W16-1950.9436.211320-15502.57南宁 W16-2841.2521.121300-15502.60广东80.1025.602.61牡丹江68.4920.371200-15502.61虎 林 W1376.319.471350-15502.60 其次，南宁球粘土还具有良好的分散性、悬浮性、触变性。 总上所述，南宁球粘土的主要矿物为无序高岭石，有害杂质低，具有极高的可塑性和极细的矿物颗粒组成，以及较宽的烧结温度和良好的触变性。 二 南宁球粘土的开发利用 南宁球粘土是一种优质球粘土，可适于多种行业的使用要求。 1、在耐火材料中的应用 我国耐火材料应需求行业的要求，正迅速地向高强度和纯度，高纯度和使用寿命长的方向发展。在Si-Al耐火材料中要提高其强度和纯度，增加莫来石和刚玉的含量，必须降低粘土矿物的配比。球粘土的矿物颗粒细、表面积大、分散性能好以及极高的可塑性，适应耐火材料发展要求。可用5%-10%的球粘土取代30%-40%的普通耐火粘土，使富铝矿物加量加大，提高材料的纯度。耐火材料生产证明使用球粘土的产品，其强度增加，并且“声、色、形”具佳。产品的使用寿命均延长了5倍以上。尤其在不定形耐火材料中，球粘土优质的流变性，改善了材料的施工性能，提高了材料的中、高温强度、热震稳定性，大延长使用寿命。在耐火材料中球粘土还可以取埃洛石粘土（俗称羊油矸），具有良好的结合性。 2、用于炼铁高炉出铁口炮泥 南宁球粘土的性能是出铁口炮泥优先选择的原料。南宁球粘土在用量10%以上时，会因高岭石的烧成收缩出现微裂纹，使胶结疏松，对减少出铁口周围炉体的损坏更为可贵。生产实践表明球粘土能提高高炉炮泥的可塑性指数，使炮泥易成团。炮泥中加入球粘土30%时，气孔率可提高，改善了炮泥的透气性，有利于水分排出，铁口快速干燥。炭化后的耐压强度提高到115kg/cm2。高温吸渣荷重软化在1150时，样品荷重4kg/cm2 能保持较长的时间不溃裂，炮泥高温强度性能很好。尤其是配用球粘土的炮泥，能提高铁口深度，并保持铁口深度的稳定性。炮泥打入铁口内具有很高抗渣铁侵蚀和抗冲刷能力。南宁球粘土用于高炉炮泥，易堵口，易开口，减少了事故的发生，减轻了人们的劳动强度。相应的也降低了原料成本，保证高炉正常生产。 3、塑胶体填充的试验与应用 球粘土细而均匀，分散性能良好，无序高岭石具有较强的吸附性，可制约塑胶体中离子的活动。南宁球粘土应用于塑料制品加工，可改变产品的物理性能和热扭变性能，还是良好绝缘体。易用于电缆、管材、板材。其配方中南宁球粘土使用量为20-30份时，塑胶体产品性能与配入苏州土塑胶产品性能相当。 4、制取硫酸铝及硅铝白炭黑 南宁球粘土-2m的矿物颗粒含量高，杂质少，自然白度较高。酸浸制取硫酸铝反应较快，酸浸时间短。其浸渣可以制取硅铝白炭黑。 其次，在陶瓷行业球粘土是优良的粘土原料，能提高泥料的可塑性和浇注性能，还是釉料的熔剂和稀释剂。在涂料中，球粘土具优良好的分散性和悬浮性，又能提高涂膜的物理