矿物材料：叶腊石的研究进展

1、矿物材料与工程论文题目：关于叶腊石的应用研究进展姓 名：XXXX学 号：12XXXXXX专 业：无机非金属材料工程班 级：无机XXX指导教师：XX2015年12月18日关于叶腊石的应用研究进展摘要：叶腊石又称腊石，是粘土矿物的一种，属结晶结构为21型的层状含水铝硅酸盐矿物。其化学结构式为Al2Si4O10(OH)2，理论化学组成为Al2O328.3%,SiO266.7%,H2O5.0%，分子式为Al2O3.4SiO2.H2O。属单斜晶系，晶体结构高度无序。叶腊石具有优良的理化性能，最大优点是其高温稳定性、耐火度为1710-1770。除此之外，它在水中无膨胀性与可塑性，因此在作为添加剂或填料时，

2、具有其它矿物不具备的优异性能。同时，质地细、柔软脂润的优点，硬度低（1-2°），有良好的机械加工性能，较纯的叶腊石还具有粉末色白、吸油性能好、遮盖率高等特点。基于叶腊石优良的应用特性，在雕刻工业品、耐火材料、陶瓷制备、填料及装饰材料等领域得到了广泛应用，本文主要是简述其应用研究进展概况。关键词：叶腊石 硅酸盐矿物材料 应用进展 Abstract:Ye Lashi, also known as wax stone, is a kind of clay minerals, is a crystalline structure of 2: 1 type of layered aqueous

3、 aluminum silicate minerals. Its chemical structure is Al2Si4O10 (OH) 2, the theoretical chemistry is Al2O328.3%, SiO266.7%, H2O5.0%, molecular formula is Al2O3.4SiO2.H2O. Belong to the system of the single crystal structure, the crystal structure is highly disordered. Ye Lashi has excellent physica

4、l and chemical properties, the biggest advantage is its high temperature stability, fire resistance for 1710-1770. In addition, it has no expansion and plasticity in the water, so it has the excellent properties of other minerals as additives or fillers. At the same time, the advantages of fine text

5、ure, soft grease, low hardness (1-2 degrees), has good mechanical properties, compared with the pure pyrophyllite powder also has white color, good oil absorption, cover rate etc.The application characteristics of pyrophyllite based on the good, is widely used in the field of carving industrial prod

6、ucts, refractory materials, ceramic preparation, packing and decoration materials, the main purpose of this paper is the research on the application of progress.Key words: Ye Lashi silicate mineral materials application progress目录一、叶腊石成因4二、矿物特征4三、工业类型4四、工艺性质5五、叶腊石矿产的分布情况6六、技术介绍6七、产品主要特性及用途7八、开发生产实例7

7、九、应用领域8十、叶蜡石的主要用途及质量要求图片一览表11十二、发展趋势12十三、结语12十四、参考文献13一、叶腊石成因叶腊石（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。二、矿物特征叶蜡石是粘土矿物的一种，属结晶结构为21型的层状含水铝硅酸盐矿物。其化学结构式为AlSiO(OH)，理论化学组成为AlO28.3%,

8、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。三、

9、工业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

10、叶蜡石、中铝叶蜡石、低铝叶蜡石。四、工艺性质叶腊石为晶体结构，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Al2Si4O10(OH)2，实验式为Al2O3·4H2O，理论化学成分为Al2O328.3%，SiO266.7%，H2O 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2.752.80g/cm3，莫氏硬

11、度1.52.0。在600700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

12、、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。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

13、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。自然界很少见到纯叶腊石，其通常与石英、高岭石、蒙脱石、地开石、绢云母以及蓝晶石、红柱石、刚玉等矿物共生叶蜡石是一种低温热液蚀变形成的粘土矿物，属结晶结构为21型的层状含水铝硅酸盐矿物。其化学结构式为AlSiO(OH)，理论化学组成为AlO28.3%,SiO66.7%,HO5.0%，分子式为AlO4SiO.HO。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。容重2.752.80g/cm3，莫氏硬度1.52.0。在600700有一个平衡的

14、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。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。一般工业上用的矿石含叶腊石50%以上，其矿石类型有

15、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。各种叶腊石经过磨粉机加工后的粉末均呈白色，一般白度在80%以上，最高可达93%。随着不同规格的磨粉设备的加工，叶腊石粉末的细度越高，白度值也越大，煅烧后的腊石白度也会提高，最高可达96%。五、叶腊石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5.86.8%。六、技术介绍一

16、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。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。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

17、石及陶石。七、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、热稳定性好的产品八、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。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Al

18、2O3>22%，Fe2O3<0.5%；耐火材料级：含Al2O3<22%，Fe2O3 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。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。九、应用领域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。颜色花纹美观、呈蜡状

19、或珍珠光泽的半透明的叶蜡石，是雕刻工艺的名贵原料，如寿山石、青田石、鸡血石、冻石等。下面对其主要用途进行分条概述。1、制陶瓷生产陶瓷、面砖、电瓷、卫生瓷，作耐熔的惰性坯料，耐熔坯体填料，辅助材料Al2O3>1427%，SiO2为6575%，Fe2O3<0.5%，K2O+Na2O<0.61.2%，泥浆流动性好，渗透性好，坯体干燥收缩小，不变形，烧成裂隙小，烧成白度9096%2、耐火材料    早期大块叶蜡石直接砌凿成砖块、烟囱、炉底，称作耐火石或炉石。 叶腊石含二氧化硅及三氧化二铝，加热时不熔化，可以作为制耐火砖原料，耐火砖用于转炉炼钢盛钢桶衬砖。

20、叶蜡石也可以与粘土制成耐火泥浆、耐火涂料、耐火混凝土骨料。制造坩埚，铸膜涂料一般用作耐火材料要求：Al2O3 1530%；SiO2 7085%；Fe2O3<0.52%；MgO<1；CaO<1；烧失量<57%，耐火度16501690°C用作盛钢桶衬砖要求：含石英少；Fe2O3<1%，耐火度1670°C；坩埚用叶蜡石要求：耐火度>1690°C；Al2O325%；Fe2O30.5%其制造硅酸铝耐火材料原料。其实质要求为，限制氧化铁含量，一般要求三氧化二铝（Al2O3）24%，三氧化二铁（Fe2O3）<3%，氧

21、化钙（CaO）<1%，耐火度>1670。此外，在不定形耐火材料领域，叶腊石也有其用武之地。不定形耐火材料是一种不经烧成而直接使用的耐火材料，在高温和冷却过程中产生膨胀或者收缩而导致出现材料裂缝和剥落，因此缩短了不定形耐火材料的使用寿命。由于叶蜡石在一定温度下会产生体积膨胀，在不定形耐火材料中，常利用叶蜡石的膨胀来抵消基体的收缩，进而改善不定形耐火材料的使用性能。生产耐火材料时叶腊石的具体应用如下：破碎与磨矿叶腊石的破碎与磨矿有两个目的：一是为选矿提纯作业准备叶腊石与杂质矿物单体解离的粉体原料；二是对于纯度能够满足应用领域要求的叶腊石直接加工叶腊石粉体产品。破碎机常用的破碎机有颚式、

22、锤式、反击式、辊式等；常用的磨矿（粉）设备主要有雷蒙磨、球磨机、冲击磨的等。由于叶腊石矿中常含有较硬的杂质（刚玉类），而也拉是交柔软，因此，选矿是采用选择性粉碎工艺设备是非常重要的。（2）、拣选  叶腊石内在组成的差异，反映在外观较明显，主要有光性及色泽等信息。因此，可用人工拣选出大块杂质矿石，也可采用光电拣选机拣选。（3）、重选  叶腊石与杂质矿物的密度差异不大，但经过磨矿，尤其是选择性磨矿，不同矿物的原生粒度有差异，硬度差异更明显，硬矿物常在较粗的粒级中分布。根据这些特性可采用分散和分级的方法进行选别。（4）、磁选  叶蜡石矿中大部分矿物磁性不明显，含铁杂质磁

23、性较弱，除破碎和磨矿过程中混入的杋械铁可用弱磁选机或悬吊式磁选器外，一般要用强磁选机或高锑度磁选机。（5）、浮选  当铁矿物杂质为硫化物时，可用黄药为捕收剂进行浮选除铁；铁杂质为氧化物时，用石油磺酸盐作捕收剂进行浮选除铁。叶蜡石和石英的分离也可采用浮选方法。一般在碱性矿浆中用脂肪酸作捕收剂，在酸性介质中用长链胺类作捕收剂。（6）、化学提纯  对于白度较差，物理选矿方法难以达到质量指标要求的矿石，可采用化学提纯方法。一般采用还原漂白工艺本条信息叶腊石的加工工艺。3、吸附材料由于叶錯石为2:1层状结构，层间以较弱的范德华力连接，因此其结构易于沿层间破坏，特别是在外加机械力研磨条

24、件下，使得外界某些离子可以较容易地进入层间，使叶蜡石具有天然的吸附活性。有学者将叶腊石和蒙脱石在一定条件下混合得到一种新型复合材料，研究了该种复合材料对金属镍的吸附情况，发现这种复合粉体对金属镍的吸附效果优于单纯的蒙脱土。4、填料叶腊石的填充作用和滑石一样，但由于它硬度低，易于粉碎，化学及物理性质稳定，因此是比滑石更为理想的填充材料。可广泛应用于橡胶、沥青、造纸、油漆、颜料、制药、洗衣粉、化妆品、牙膏和塑料制品等领域。如： 白棉布、防火布的填料及增白剂，糖果等的填料。搪瓷釉原料，焊条掺合料色铅笔芯填加，增加书写时滑度 纺织布用白度>85%，-0.044mm>98%，食品药

25、用-10m>99%，含砷<0.0014%。5、用于人造金刚石工业  叶腊石条是人造金刚石高温、高压设备中的密封材料和传压介质。叶腊石分子层间易于滑动而产生蠕变，本身硬度又较低，还有比较低的抗剪强度和较好的电热绝缘性，而且价廉易得。因此，它适用于人造金刚石工业中做几万个大气压的传压介质和密封材料。叶腊石中的氧化铁及金红石（TiO2）是影响硬度、降低流动性的有害物质，在人造金刚石用叶腊石中，应尽量除去这两种物质。此外，还要求叶腊石纯度较高，质地均匀。6、做玻璃纤维 叶腊石是生产玻璃纤维原料球的主要配料之一，它要求限制氧化铁含量，但氧化钠、氧化钙含量可不限制。

26、0;研究人员就叶腊石作为无碱玻璃纤维原料的性能做了较详细的论述。指出在叶腊石原料中，其中铁含量对融化过程中能源消耗、玻璃液的热透性等会产生较大的影响。此外，硅、铝的含量也会直接影响到玻璃体拉丝的透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性。7、工艺品和装饰材料 叶腊石色彩艳丽，比滑石丰富，做工艺品在中国有悠久的历史，享誉世界。著名的有寿山石、鱼脑冻、灯光冻、芙蓉冻、鸡血石、青田石等。工艺品有香炉、烟具、佛珠、印章、石俑、花瓶、装饰石材等色泽艳丽，光彩夺目，无裂隙，强度大，硬度适中，透明度好，少杂质。而且又易于雕刻加工，可以雕刻出各种山水、花鸟、动植物，供观赏用的艺术品及图章和各种工艺品，如

27、砚台、乐器、屏风等。8、制塑料在偶联剂作用下，表面亲有机物性能增强，用于塑料的填料的强度和刚度-0.15mm>98%，白度7080%，水分<0.5%，含叶蜡石8085%。9、制橡胶用作掺合剂，使橡胶表面光滑，增加耐磨性和强度。用于电缆能防止沥青粘连-0.044mm>98%,FeO<11.5%，烧失量<80%，水分<0.5%，含叶蜡石8085%。10、复合颜料   最新的研究发现，以叶腊石微粉为内核材料、金红石型钛白粉为包覆材料，利用内核化学表面改性与机械研磨的协同效应，可以实现叶腊石/钛白粉的核壳包覆结构，进而得到新型的复合钛白粉体。通过

28、HRTEM、复合粉体表面的元素分析、白度及遮盖力等测试，表明钛白粉与叶腊石基质达到较好的包覆，复合粉体可实现颜料等级钛白粉的替代。所以说，叶腊石是极具发展前景的新型颜料的重要原料之一。11、其他用途       （1）直接加工成电气绝缘零件和高绝缘器件；       （2）叶腊粉可做农药杀虫剂掺合料；       （3）人造粉子筛和白水泥的主要配料；       （4）搪瓷器皿的涂料；       

29、;（5）做其他工业的防粘隔离剂。十、叶蜡石的主要用途及质量要求图片一览表应用领域主 要 用 途质 量 要 求雕刻工艺品香炉、烟具、佛珠、印章、花瓶、装饰品、石佣、石笔、宝石等色彩艳丽、光彩夺目、无裂缝、强度大、硬度适中，透明度好，少杂质或杂质嵌布有特点陶瓷陶瓷面砖（釉面砖）、日用陶瓷器皿、卫生陶瓷、电瓷、无线电零件、灯座、瓦斯灯嘴、气焊嘴等Al2O3>1427%; SiO26575%;Fe2O3<0.5%; K2O+Na2O<0.61.2%;泥浆流动性、渗透性好，坯体干燥收缩小，不变形，烧成裂隙小，烧成白度9096%耐火材料蜡石质耐火砖和蜡石质耐火泥，用于盛钢桶的衬砖、铸造化

30、铁炉衬砖、坩埚等Al2O3>1530%; SiO27585%;Fe2O3<0.52.0%;MgO<1.0%; CaO<1.0%;耐火度16501690；用作盛钢桶衬砖要求含石英少，Fe2O3<1.0%，耐火度1670；坩埚用叶蜡石要求耐火度>1690，Al2O3>25%，Fe2O3<0.5%玻璃无碱玻璃球、中碱性玻璃球的原料。无碱玻璃球用于拉丝成无碱玻璃纤维或制成耐酸碱或高温的玻璃布等Al2O3>25%; SiO2<70%；Fe2O3<0.4%，K2O<1.0%不含着色金属和杂质蜡石颜色要浅橡胶填料，填充于各种橡胶制品叶蜡

31、石含量8085%；Fe2O3<1.01.5%；烧失量<8.0%；水分<0.5%，细度45mm>98%塑料填料，填充于各种塑料制品白度7080%；叶蜡石含量8085%；Fe2O3<1.01.5%；烧失量<8.0%；水分<0.5%，细度45mm>98%造纸用作填料，增加纸张的密度、平滑性、均整性、柔软性等，片状结构的叶蜡石可用作铜板纸和涂布纸板的涂料填料要求细度45mm，白度³90%；涂料要求2mm³80%，白度³90%人造金刚石高压合成金刚石的固体传压介质和密封材料叶蜡石含量8085%；Al2O3>30%；Fe2

32、O3<1.0%其它催化剂及载体、农药载体、白水泥、低尘碳钢电焊条等十一、存在问题及解决对策开发利用现状、存在问题及解决对策。中国叶蜡石矿资源丰富，开发利用方面主要产品为陶瓷级、耐火材料级、玻璃级、雕刻级，规模与国外比偏小，产品档次不高，深加工产品所占份额极少，因而经济效益欠佳。解决对策：解决以上问题的关键在于加强叶蜡石深加工产品的研究和开发，如开发磨细改性的填料级产品、造纸级微粉、药用及农药用产品等。十二、发展趋势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270300万吨年产量的90%左右。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