一、礦物原料和用途

陶瓷用主要礦物原料有粘土類、長石類、石英類原料及其它輔助原料。

（一）粘土類原料

它是制造陶瓷的主要原料，除用于坯、釉外，還用作匣缽及窯的耐火磚。它們具有可塑性，具備成型性能，在坯體燒成過程中形成莫來石（3Al2O32SiO2），構(gòu)成陶瓷制品的骨架，在釉漿中主要起懸浮作用，防止釉漿以生沉淀，改善釉漿性能。屬于粘土類原料的有：

1、高嶺土：高嶺土是多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽混合體，基本組分有高嶺石組、多水高嶺石及少量蒙脫石組及水云母組等粘土礦物，一般含Al2O320—38%、SiO245—60%、H2O11—15%。陶瓷工業(yè)配料中的高嶺土所占比例一般為20—50%，有些制品多80%，部分電瓷則達(dá)100%。在造紙工業(yè)中，高嶺土用作填料和涂料，它可以提高紙張的密度、白度和紙面的平滑度，降低透明度，保證更好地吸收印色；在橡膠工業(yè)中，高嶺土用作填料，它是一種補(bǔ)強(qiáng)劑，能夠提高橡膠的機(jī)械強(qiáng)度和耐酸性能，降低制品的成本，在耐火器材的重要原料。除此以外，高嶺土還在染料、塑料、油漆、汽車、白水泥、搪瓷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、肥皂、化妝品、紡織等部門以及國防、原子能等工業(yè)中有一定的應(yīng)用。

2、瓷土及瓷石：礦物成分以伊利石和石英（部分高嶺土、長石）及絹云母和石英、長石和石英為主要成分的制瓷原料。瓷土為軟質(zhì)原料，礦物成分以伊利石和石英為主，部分高嶺石、長石，瓷石屬硬質(zhì)原料，有的仍保持原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，礦物成分以絹云母和石英、長石和石英為主。瓷土或瓷石，有的可單元配方成瓷。

瓷土、瓷石含一定量的鉀、鈉、在配方中可代替長石起熔劑作用。此外，尚有耐火粘土：主要用于制造陶瓷耐火材料，如匣缽、窯磚，部分用于制造有色日用陶瓷，如炻器；高鋁粘土，主要用于制造陶瓷耐火材料，部分用于日用陶瓷，如炻器，起補(bǔ)充配方中鋁含量不足的作用，木節(jié)土：富含有機(jī)質(zhì)的高可塑性沉積型高嶺土，主要作為日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷中的結(jié)合粘土，煤干石等。

（二）長石類原料

在陶瓷坯、釉中作為熔劑物質(zhì)，可降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度，促進(jìn)莫石晶體的形成，長石熔融是釉層中玻璃相物質(zhì)的主要來源之一，屬于長石類原料有：

偉晶巖中的長石，偉晶花崗巖、鉀長花崗巖，以鉀長石、石英為主的細(xì)晶巖或斑巖、霞石正長巖、酸性玻璃熔巖、長石熔融是釉層中玻璃熔巖、長石砂等，對(duì)它們的質(zhì)量要求與陶瓷用鉀長石的要求相同，即：K2O+Na2O≥10%；K2O∶Na2O＞2；Fe2O3+TiO2≤0.5%。此外鉀長石可作玻璃原料及磨料，也是制鉀肥的原料。

（三）石英類原料

石英屬瘠性原料，在陶瓷坯體的干燥及燒成過程中可減少其收縮，縮短干燥時(shí)間，石英熔融形成玻璃相物質(zhì)，未熔石英構(gòu)成坯體骨架，可減少產(chǎn)品變形，SiO2在產(chǎn)品燒成過程中也是形成莫來石晶體的來源之一，但過量易引起產(chǎn)品開裂，并降低產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。在陶瓷工業(yè)中應(yīng)用的石英，要求鐵質(zhì)含量極少（0.5%），純度較高，常用的脈石英（質(zhì)量較好），石英巖、石英砂巖及石英砂等。

（四）其它輔助原料

1、滑石：粘土質(zhì)匣缽中加入少量滑石，可提高使用壽命，釉料中加入少量滑石，可改善釉層的彈性、熱穩(wěn)定性，加寬熔融范圍等。

2、葉臘石：坯體中加入少量葉臘石，有助于提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性，并有助于克服精陶、釉面磚的后期釉裂問題。用于陶瓷工業(yè)的葉臘石要求鐵、鈦等雜質(zhì)含量少，一般應(yīng)小于1%。

3、硅灰石：可廣泛用于制造釉面磚等建筑衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷和釉料。它的優(yōu)點(diǎn)是干燥快、容易成型，呆降低燒緒結(jié)溫度，大大減少燒成時(shí)間，且產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度較高，但燒結(jié)溫度范圍較窄。

除此以外，在陶瓷工藝生產(chǎn)中，根據(jù)不同產(chǎn)品質(zhì)量的要求，有時(shí)還須配以少量的白云巖、螢石、白堊、硅藻土、石膏、石灰?guī)r等礦物作為熔劑或瓷釉配料。

二、工作利用對(duì)礦石的質(zhì)量要求

（一）配料用的各類礦石

1、建筑衛(wèi)陶瓷、日用陶瓷

2、無線電陶瓷

外觀要求：

高嶺土：Ⅰ級(jí)一白色，塊狀柔軟具滑感，應(yīng)有可見石英、石灰質(zhì)、鐵化合物及帶斑點(diǎn)或花紋；

Ⅱ級(jí)一白色或允許輕微的均勻藍(lán)灰色，不應(yīng)有可見石英、石灰質(zhì)及鐵化合物

Ⅲ級(jí)一允許白色塊狀內(nèi)有淡黃灰黑色夾層或均勻的淺灰色，不應(yīng)有可見的石英、石灰質(zhì)、鐵化合物及較大的有機(jī)質(zhì)。

長石：白、淡黃、肉紅色，未經(jīng)風(fēng)化。

石英：白色，不允許含多量顯著的紅色鐵質(zhì)，鐵雜質(zhì)分布應(yīng)集中，易于剔除。

3、電瓷（見下頁465）

（二）供制一般陶瓷坯的高嶺土

1、化學(xué)成分

Al2O318—20%；SiO2＜70%；Fe2O3+TiO2＜0.7%；CaO+MgO+K2O+Na2O 3—7%，燒失量6—7%。

2、物理性能

可塑性指標(biāo)為8左右。

對(duì)這類單元成瓷的高嶺土，評(píng)價(jià)時(shí)需作制陶試驗(yàn)。

（三）輔助原料

1、白云巖（熔劑、釉料）

CaCO3+MgCO3＞79%；Fe2O3＜0.3%，表面無鐵銹。

2、螢石（熔劑）

CaF2＞95—96%，SiO2＜2.5—3.0%，F(xiàn)e2O3＜0.12%，CaCO3＜1.0%。

Pb、Zn、S及重晶石為有害雜質(zhì)。通過100號(hào)篩孔的粒度占55%以上。

3、石灰?guī)r、白堊粉（熔劑）

（1）鎂鐵含量相當(dāng)多的類型：CaCO3＞96%；MgCO3＜1%；Fe2O3＜0.25%，SiO2＜2%，SiO3＜0.1%。

（2）鎂鐵含量相當(dāng)多的類型：MgCO3≤8%

4、硅藻土（用以增加成品強(qiáng)度）SiO2＞85%，F(xiàn)e2O3＜1%

5、滑石（提高電絕緣性及熱穩(wěn)定性）

滑石含量30—70%；CaO4—65%，CaO∶MgO＝1：4；Fe2O3＜0.5%（滑石瓷配料）。

要求耐火性能高，色白，具固定收縮性。

6、石膏（陶瓷模型）：

CaSO4·2H2O＞85%；潔白，雜色極少。

注：在陶瓷原料中，有害雜質(zhì)對(duì)陶瓷質(zhì)量的影響

①氧化鐵：它會(huì)降低粘土的耐火度，并使燒成后的陶瓷顯色（降低白度）或產(chǎn)生黑斑點(diǎn)，降低電瓷的電絕緣性。

②二氧化鐵：降低耐火度，燒成后制品顯灰色（在還原作用下）或淺黃色（在氧化作用下）。

③氧化鈣和氧化鎂：降低耐火度，降低燒結(jié)溫度范圍，過量則使制品發(fā)泡。

④堿金屬氧化物：含量過多時(shí)會(huì)降低耐火度，使制品表面生成光滑的斑點(diǎn)而不能附著釉料，但含量也有好處，可降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)坯體燒結(jié)、節(jié)省燃料。

⑤硫：燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生氣體，破壞陶瓷品的結(jié)構(gòu)，使制品起泡并發(fā)灰色。

⑥二氧化硅：游離二氧化硅過多會(huì)降低坯料的可塑性，影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度，并使制品產(chǎn)生裂紋或開裂，適量可減少制品變形、收縮。

三、高嶺土礦的一般工業(yè)要求

（一）礦石質(zhì)量要求

1、不同的工業(yè)部門對(duì)高嶺土礦石的質(zhì)量要求不盡相同，陶瓷工業(yè)通常要求高嶺土礦石熟料的白度高，F(xiàn)e、Mn、Ti等著色、電導(dǎo)性元素含量低，焙燒時(shí)使制品易熔、起泡的雜質(zhì)和其它機(jī)械混入物少，有一定的耐火度，燒成后不變形，造紙工業(yè)要求礦石生料白度高，造漿性能好，顆粒微細(xì)、均勻，如用于刮刀涂布原料的應(yīng)屬以粒徑小于2微米的占80%以上鱗片狀高嶺石組成的高嶺土，橡膠工業(yè)也要求粒度小，以產(chǎn)生高度的分散性和吸附性，并極少含Cu，Mn等易使橡膠過早硬化的雜質(zhì)，F(xiàn)e、SO3的含量也必須很低，但對(duì)白度卻無具體要求，耐火材料工業(yè)的基本要求是耐火＞1580℃白水泥工業(yè)區(qū)要求礦石中Fe2O3＜0.7%，而對(duì)SiO2、Al2O3等則南朝鮮嚴(yán)格要等等。

為此，在評(píng)價(jià)高嶺土礦石時(shí)，應(yīng)綜合考慮各工業(yè)部門的相同要求，以最低工業(yè)要求作為劃分礦與非礦的標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上劃分出優(yōu)質(zhì)礦石，同時(shí)要考慮各種陶瓷對(duì)礦石質(zhì)量要求。至于原礦的工業(yè)指標(biāo)通過礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和礦床具體情況合理確定，在找礦評(píng)價(jià)時(shí)可參考如下指標(biāo)要求：

（1）按日用及建筑衛(wèi)生瓷要求評(píng)價(jià)高嶺土礦床的一般工業(yè)指標(biāo)：

（2）按造紙涂料要求評(píng)價(jià)高嶺土礦床一般工業(yè)指標(biāo)

注：①目前缺少實(shí)例，本指標(biāo)是綜合國內(nèi)外資料擬訂的，有特實(shí)踐檢驗(yàn)和修訂；

②砂質(zhì)高嶺土原礦經(jīng)制瓷試驗(yàn)證明能直接利用時(shí)，可采用原礦指標(biāo)，若需水洗選礦后方能被利用時(shí)，應(yīng)采用精礦指標(biāo)。砂質(zhì)高嶺礦還應(yīng)做白度測定。

③凡采用原礦指標(biāo)的礦床，均要求選取適量有代表樣品作淘洗試驗(yàn)（過日子325目水篩）了解淘洗率和精礦化學(xué)分析（項(xiàng)目與原礦相同）。

④若能保證礦床開發(fā)后經(jīng)濟(jì)效益，陶洗率（即水洗通過325目篩的高嶺土精礦產(chǎn)率）可酌情降低。

2、在實(shí)際工作中，常常有些中、小型高嶺土礦床，其礦石質(zhì)量要求與使用單位聯(lián)系確定，如江西景德鎮(zhèn)瓷用高嶺土礦的原礦不經(jīng)洗選不能利用，故其礦石質(zhì)量要求系指淘洗后的質(zhì)量要求。

又如浙江省有些中小型礦床,主要用于陶瓷工業(yè)，其普通分析不作化學(xué)分析,而代之以簡易陶試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目為干燥收縮、熟料白度、燒成收縮、燒成孔隙率等四項(xiàng)，可供工作中參考。

（二）開采技術(shù)條件

單層礦床可采厚度：≥1米（露采≥0.7—2米）

某些粘土中的塊狀高嶺土可放寬至上0.2米，

夾石剔除厚度：≥1米（露采≥1—2米）

露天開采的礦石，覆土剝離率（覆土厚度/礦床平均厚度）＜2—3，須淘洗的高嶺土，淘洗率（淘洗后的“精礦”重/原礦重）＞13—15%。

四、礦床實(shí)例

（一）浙江溫州瓷土礦高

該礦特點(diǎn)是：礦石含SiO2高，含Al2O3低，與一般沉積—風(fēng)化型礦床有很大差別，礦床須經(jīng)漂洗除砂后才能作為陶瓷配水料，以下指標(biāo)是對(duì)除砂后礦石的質(zhì)量要求，并非原石質(zhì)量要求。

1、化學(xué)成分與制陶試驗(yàn)燒成結(jié)果

2、開采技術(shù)條件

覆土剝離率：礦床厚度1米，木覆土厚度2—3米

漂洗（精礦）回收率＞35%

可采取厚度：1米，夾石剔除厚度：1米

（二）江蘇蘇州高嶺土礦

注：①化學(xué)分析樣品，基本分析項(xiàng)目為Al2O3、SiO2、Fe2O3，組合分析項(xiàng)目為TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、SO3和灼堿；

②用選礦后產(chǎn)品作物理技術(shù)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目為粒度、可塑性、粘結(jié)力、耐火度、燒結(jié)范圍、白度、干燥收縮和燒成收縮等；

③不必按品級(jí)圈定礦體，但須以統(tǒng)計(jì)法計(jì)算出各品級(jí)礦石量。

（三）湖南溆黃茅園青界高嶺土礦

該礦為斜長花崗巖風(fēng)化殘積型礦床，工業(yè)要求如下：

（四）湖南衡陽—衡山界牌坪田丘高嶺土礦

該礦產(chǎn)于二云母巖內(nèi)接觸帶，產(chǎn)品供制細(xì)瓷、電瓷用，工業(yè)要求如下：

最低可采厚度：1米

夾石剔除標(biāo)準(zhǔn)：0.5米

（五）安徽壽縣孔家山鉀長石礦

工業(yè)要求如下：

邊界品位：K2O 6%

工業(yè)品位：K2O 9%

可采厚度： 2米

夾石剔除厚度：1米

五、綜合評(píng)價(jià)

高嶺土礦常共（伴）生有黃鐵礦、明礬石、菱鐵礦、葉臘石、鉀長石、稀有元素、瓷石、石英巖、硬質(zhì)粘土、鋁土礦、膨潤土、煤等，應(yīng)注意綜合評(píng)價(jià)。