无机材料工艺原理 2 原料

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1、无机材料工艺原理原料无机材料制备原理－原料概述无机非金属材料的原料种类繁多、来源丰富，既有天然的岩石、矿物，也有人工合成的高纯、超细、改性原料，甚至还有工业固体废弃物。无机材料工艺原理－－原料本章主要内容天然原料人工原料工业废渣原料的评价、选择原料的预处理原料评价示例天然原料－－概述无机非金属材料的原料来源十分丰富。我们所见到的，几乎都可作为生产无机非金属材料的原料。天然原料－－概述从元素含量看：地壳中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg这8种元素占98.56％，其中O、Si、Al即占了82.45％，其它元素仅占1.44％。

2、天然原料－－概述而O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等元素，也正是无机非金属材料的主要成分。这就是无机非金属材料原料来源丰富的根本原因。问题：既然无机非金属材料的原料十分丰富，是否就是取之不尽？可以无限制地开采？天然原料－－概述实际情况：仍然存在着好矿、富矿与贫矿的区别。仍然存在着选矿、仍然存在着尾矿、仍然有着环境问题。景德镇，采高岭土，留下了石英及其它废石……我们要爱惜资源，保护好环境。天然原料－－概述从构成来看，地壳的岩石，都可作为无机非金属材料的原料：而地壳中岩石按成因可分为：岩浆岩：约占地壳岩石总量的95%，沉积岩

3、：沉积岩的出露面积则占整个岩石出露面积的70%。变质岩。天然原料－－概述三大类岩石相互关系天然原料－－概述岩浆岩的化学成分主要为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、FeO、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、H2O，其含量占99%。－－无机非金属材料的主要成分。天然原料－－概述组成岩浆岩的矿物有铁镁矿物（如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等）和硅铝矿物（如石英、长石、似长石、白云母等）两个系列。天然原料－－概述组成沉积岩的矿物有20多种，最重要的有石英、长石、云母、粘土类、碳酸盐类、硫酸盐类、卤素化合物类以及含水的氧化铁、氧化锰

4、、氧化铝等。泥质岩、砂岩、碳酸盐岩是分布最广的沉积岩，约占全部沉积岩的99%。天然原料－－概述在变质岩中，正变质岩往往都含有几种主要的造岩氧化物，且含量范围比较集中；负变质岩，有时某些造岩氧化物特别集中，如SiO2、CaO、Al203、Fe203等。变质岩中常见的矿物有十字石、蓝晶石、矽线石、红柱石、阳起石、透闪石、滑石、叶蜡石、硅灰石、堇青石、蛇纹石、绢云母、刚玉、钠长石等。天然原料－－概述岩浆岩常具有大面积分布的特点，岩石成分、结构、构造一般变化较小；沉积岩具成层分布特点，一般岩石成分和结构、构造沿走向较为稳定，而在垂直走向方

5、向上往往变化较大。正变质岩的分布特点与岩浆岩相似，副变质岩则与沉积岩相似。接触变质岩具环带分布特点，沿半径方向逐渐变化。天然原料－－概述想一想：无机非金属材料的原料主要来源于上述哪些类型的岩石？在化学成分与矿物成分上各有何特点？天然原料－－概述耐火材料－－岩浆岩，次为沉积岩和变质岩水泥原料－－沉积岩为主化工原料－－沉积岩为主玻璃原料－－石英岩类为主铸石原料－－中基性岩浆岩为主；建材原料－－几乎遍及了所有的岩石类型。天然原料－－概述想一想：普通陶瓷的原料，你认为应来源于哪种类型的岩石？天然原料－－总论粘土类原料石英类（硅质）原料长石

6、类原料钙质类原料铝质原料其它类原料天然原料－－粘土类原料凡粒径多数小于2μ，主要由粘土矿物组成的土状岩石均称为粘土，为细而分散的含多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，其主要化学组成为SiO2、Al2O3和结晶水。粘土矿物是由SiO4四面体组成的(Si2O5)n层和由铝氧八面体组成的AlO(OH)2层相互以顶角联接起来的层状结构。天然原料－－粘土类原料我国粘土矿产资源丰富，开采历史悠久，但正规开采的大型矿山少，矿产的深加工少，距标准化原料仍然有很大的距离。天然原料－－粘土类原料现有200多个高岭土矿点，总储量约为32500万吨，其中储量在

7、2000万吨以上的有3处。目前几个主要矿山年产高岭土原矿仅30万吨左右，加上地方开采的矿山，估计总量也不会超过50万吨。而国际高岭土产量约为1700万吨。今后随着陶瓷工业、造纸工业与其他工业的发展，对高岭土的需求量将越来越大，迅速发展我国以高岭土为主的粘土工业，已是当务之急。天然原料－－粘土类原料天然原料－－粘土类原料粘土分类方法我国高岭土矿床成因分类1)风化残余型产在中酸性岩石，特别是酸性侵入岩，如白云母花岗岩、花岗伟晶岩、细晶岩、石英斑岩的风化壳中。其中的铝硅酸盐矿物在酸性环境(PH＜6)中，通过H2O和CO2的“加水、脱碱、

8、去硅”作用，逐渐高岭土化，其反应过程可用下式表示：(K、Na)2O·Al2O3·6SiO2＋mH2O＋CO2→Al2O3·2SiO2·2H2O十K2CO3＋4SiO2·nH2O1)风化残余型成矿条件：湿热气候条件：充沛的雨量和繁茂的植物，形成弱酸性