霞石正長巖的應用
自1935年加拿大建起個應于玻璃、陶瓷的霞石正長巖選礦廠起,許多國家如挪威、俄羅斯、美國、巴西相繼開發了這一礦種。2000年世界霞石正長巖產量已達321.8萬噸。相較而言,國外霞石正長巖的應用比較成熟,已有70多年的應用歷史。
由霞石正長巖的性質可知,霞石正長巖含有較多的堿金屬元素,Na2O+K2O總量大多超過了14%,因此,它是很強的熔劑性巖石。標準成分的霞石正長巖能在1050℃溫度下燒結,其熔點視堿含量的不同,而波動于1100~1200℃之間,故可替代長石作為助熔劑使用。有部分霞石正長巖熔點在1250℃以上,這部分礦種類長石含量較高,霞石含量成分較少,不屬于霞石的正常含量范圍。
在陶瓷坯料中,用霞石正長巖代替部分或全部長石時,會顯著降低坯體的燒成溫度,擴大燒結范圍,降低燒成收縮。另一方面,由于它的Al2O3含量高于鉀長石的Al2O3含量,這就不僅擴大了燒成范圍,而且有利于提高制品的機械強度,從而減少坯體的變形傾向。同時,霞石正長巖的霞石為SiO2不飽和礦物,不與石英共生。當霞石和石英混合在一起加熱時,高溫下兩者迅速反應,并放出熱量。這一反應過程使得難熔礦物石英在較低溫度下就被活化而熔融,這是霞石正長巖具有強烈助熔性能的內因。所以,使用霞石正長巖可以達到節能效果。
實驗表明,應用霞石正長巖代替長石,其效益是明顯的。
例1:黑龍江東寧縣陶瓷廠,利用當地儲量豐富的霞石正長巖和偉晶崗巖研制成外墻磚,獲得一定經濟效果。該廠是在原來配方中外加5%~15%霞石正長巖,或10%~20%偉晶花崗巖。也可混合使用,即在原坯料中同時加入3%~10%霞石正長巖、5%~14%偉晶花崗巖,其制品燒成溫度在1200℃左右。
例2:某美術瓷坯料配方為(wt%):
霞石正長巖30,鋰云母15,透閃石5,燧石(或石英)5,粘土45。燒成溫度為1020℃。
例3:快速燒成細瓷坯料配方為(wt%):
霞石正長巖20,透輝石20,粘土60。
燒成溫度為1150~1220℃,燒成時間2小時,燒成收縮率12%~13%。比傳統二元配方坯料燒成溫度低80~180℃,燒成時間短,燒成范圍寬,節能效果顯著,同時延長窯爐設備壽命,提高窯爐設備利用率,產品可有效地減少變形。
例4:衛生瓷坯料配方為(wt%)
霞石正長巖(精礦)35,雙河黑泥10,馬跡泥15,晉家山泥10,廢瓷粉5,石英15,廣州白泥10。
素燒溫度1125±25℃,比未引入霞石正長巖的原坯料(1150±30℃)素燒溫度降低25℃,素坯抗折強度34.78MPa,原坯料為29.5MPa,吸水率3.6%,原坯料為13%左右。
例如5:低溫快燒釉面磚坯料配方為(wt%):
霞石正長巖50,水曲柳粘土20,洪山粘土15,石英10,滑石5。
坯料化學成分(wt%:SiO256.66,Al2O319.54,Fe2O32.34,TiO20.85,CaO0.98,MgO2.28,K2O2.62,Na2O4.86,灼減6.76。采用二次燒成工藝。素燒溫度960℃,素燒時間1小時,較原硅灰石質釉面磚坯料素燒溫度降低130℃,總收縮0.87%,吸水率16.2%,白度58.9%,合格率88.5%。釉燒時間1小時,釉燒溫度930℃,比原硅灰石質釉面磚燒溫度降低30~120℃,產品合格率95.5%,白度90.4%,熱穩定性100%合格。
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