粘土的矿物成分？

粘土是一种含水铝硅酸盐产物，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的，在自然界中分成广泛，种类繁多，藏量丰富，是一种宝贵的天然资源。

粘土具有颗粒细、可塑性强、结合性好，触变性过度，收缩适宜，耐火度高等工艺性能，因而，粘土是成为瓷器的基础。它主要有瓷土、陶土和耐火土粘土等三类，据矿物的结构与组成的不同，陶瓷工业所用粘土中的主要粘土矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石（水云母）等三种，另外还有较少见的水铝石。

粘土矿物的主体化学成分是硅铝氧化物和水，其特征是与适量水结合可调成柔可绕指的软泥，具有可塑性，将塑性成形的泥团烧后会变成具有一定湿度的坚硬烧结体。正是由于这种特性使它与人类生活发生了联系。从久远的制瓷经历数万年的发展直到今天，仍是制瓷胎的最基本的原料。

一、概述

耐火粘土是指耐火度大于1580℃的粘土，依其理化性能、矿石特征和工业用途，一般分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土等四种。

耐火粘土中常见的主要矿物有：一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石、珍珠陶土、高岭石、迪开石、水铝石、埃洛石、伊利石、叶蜡石、蒙脱石。这些主要矿物的化学成分见表3-21-1；耐火粘土中的次要矿物有褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、钛矿铁、金红石、白钛矿、锐钛矿、石英、蛋白石、玉髓、电气石、锆石、石榴子石、长石、角闪石、辉石、榍石、方解石、白云石、石膏等。

耐火粘土的有害杂质主要有铁的氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐、游离SiO2、钙和镁的碳酸盐和硫酸盐、锰的氧化物、钾和钠的氧化物、炭质和有机质等。此外，钛的氧化物常因其含量的多少，而在耐火粘土中有不同的作用。

表3-21-1　耐火粘土中常见主要矿物的化学成分

表3-21-2　耐火粘土矿石工业类型

注：高铝粘土、硬质粘土不具可塑性，半软质粘土、软质粘土具可塑性。

耐火粘土的化学成分，一般不稳定，其主要成分为Al2O3、SiO2、H2O，次要成分为TiO2、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、Na2O、K2O、CO2、SO3以及有机物等。

二、矿石类型及工业要求

1耐火粘土矿石工业类型

见表3-21-2。

2工业要求

耐火粘土一般质量要求列于表3-21-3，矿床开采技术条件一般要求列于表3-21-4。

表3-21-3　耐火粘土的一般质量要求

表3-21-4　耐火粘土矿床开采技术条件一般要求

评价高杂质耐火粘土的参考指标如下。高杂质耐火粘土指的是含碱、钛、铁高的耐火粘土，常见的有以下四种。

（1）高碱高铝粘土（含K2O+Na2O＞1%）　其工业指标除一般要求外，并要求K2O+Na2O＜2%,TiO2＜45%，可制低级高铝制品和无荷重软化温度要求的浇铸用砖。

（2）高碱硬质粘土（含K2O+NaO＞1%）　其参考指标，见表3-21-5。

表3-21-5　高碱硬质粘土参考工业指标

（3）高钛耐火粘土（TiO2>45%）　其工业指标除一般要求外，对高钛高铝粘土，要求TiO2＜15%；对高钛高铝粘土，一般要求TiO2＜75%。

（4）高铁耐火粘土（Fe2O3＞35%）　其工业要求Fe2O3＜5%。

三、矿产资源概况

我国的耐火粘土资源丰富，是我国的优势矿产之一。矿石类型和品种齐全。全国矿产地达250处以上，绝大多数省、市、自治区都有分布，其中山东、山西、河北、河南、辽宁、内蒙古、吉林及湖北等地资源较集中，探明的储量为全国的76%。高铝粘土主要分布于山西、河南及贵州；硬质粘土主要分布于辽宁、内蒙古、河北、山东、河南、湖北、安徽、四川；软质粘土主要分布于黑龙江、吉林、内蒙古、山西、河南及广东各地。

耐火粘土矿多分布于储煤盆地内，对开发十分有利，目前主要矿产地有：山西阳泉、孝义，河南巩县、新安，河北唐山、沙河，山东章丘、淄博，贵州修文，内蒙古准格尔，辽宁复县，吉林舒兰、黑龙江牡丹江，安徽淮北，湖北恩施、宜城，陕西铜川等耐火粘土矿。

耐火粘土矿床多分布于古陆边缘，有一些矿床分布于古侵蚀面上，约有80%的矿床产于石炭纪—二叠纪，10%矿床产于侏罗纪，其余产于第三纪，第四纪。

耐火粘土矿在河南省分布广、储量大、品种齐全，是我省的优势矿产资源之一。截至1991年底，全省共有探明储量的耐火粘土矿产地41处。其中规模为大型的5处，中型的24处，小型的12处。累计探明储量294332万t，保有储量279489万t，在各省、市、自治区中仅次于山西省而居全国第二位。

河南省的耐火粘土矿分布在豫西、豫北和豫中的焦作、郑州、洛阳、三门峡、平顶山、许昌等6市的15个县（市）中。其中，以郑州市的储量最丰，境内9个矿产地内有矿石储量114196万t，占全省总储量的4086%。其次，是洛阳市，有8个矿产地，矿石储量为76779万t，占全省总储量的2747%。再次是焦作市，境内14个矿产地有矿石储量42999万t，占全省的1538%。往下，依次是三门峡、平顶山和许昌市。矿产地数分别是5处、3处和2处，矿石储量依次为20065万t、19577万t和5873万t。

从地质勘查工作程度来看，41处矿产地中，经过详细勘探的有23处，保有储量85803万t，占总储量的3070%；经过初步勘探的有8处，储量157069万t，占总储量的5620%；经过详细普查的有8处，储量30744万t，占总储量的1100%。经过初步普查的只有2处，储量5873万t，仅占总储量的210%。以上数据显示，达到详勘、初勘程度的粘土矿产地有31处，矿石储量占了总量的8690%，耐火粘土矿的地质勘探工作程度较高。

如果按矿产组合来划分矿床类型，只有耐火粘土单一矿产的矿床有7处，储量20152万t，占总储量的721%；以耐火粘土为主要矿产，有其他矿产共伴生的矿床有12处，耐火粘土矿石储量129139万t，占总储量的4621%；与其他矿产如铝土矿、赤铁矿、黄铁矿等共生的粘土矿床有22处，储量130198万t，占总储4658%。以单一矿产的形式产出的耐火粘土矿较少。

根据矿床成因来划分，耐火粘土矿床的类型很简单，皆属化学和生物化学沉积矿床类型。赋矿地层主要为中石炭统本溪组，是一套在奥陶系或寒武系风化侵蚀面上沉积发育的富铝富铁的粘土岩。该层位中赋存的耐火粘土矿石储量占总储量的90%以上，且常有铝土矿、赤铁矿、黄铁矿等矿产与其共生或伴生。另一个赋矿层位是二叠系上石盒子组。目前，仅在个别矿区有探明储量。

按矿石类型来划分，则有高铝粘土矿石、硬质粘土矿石和软质粘土矿石3种。其中，硬质粘土矿石最多，有储量14250万t，占总储量的5099%。其次，是高铝粘土矿石，有储量117325万t，占总储量的4198%。软质粘土矿石最少，只有19664万t，仅占总储量的704%。硬质和软质粘土矿石主要成分为高岭石，而高铝粘土矿石主要成分为一水硬铝石，其Al2O3含量较前者为高，故其耐火度也最高。

从矿石品级看，以I、Ⅱ级品占多数，品级在Ⅱ级以上（含Ⅱ级）的矿石占总量的8147%。其中，硬质粘土矿石特级品有13294万t，占粘土矿石总量的476%；I级品有59344万t，占总量的2123%；Ⅱ级品有65295万t，占总量的2336%；Ⅲ级品有2875万t，仅占总量的103%。高铝粘土矿石特级品有2837万t，占总量的102%；Ⅱ级品有67875万t，占总量的2428%；Ⅲ级品有42767万t，占总量的153%。软质粘土矿石I级品有12996万t，占总量的465%；Ⅱ级品有6068万t，占总量的217%；Ⅲ级品只有60万t，仅占总量的021%。此外，硬质和高铝粘土矿石中均有少量品级不明。

按矿床的开采方式来分，适于露天开采的矿石有110857万t，占总量的3966%；需地下开采的矿石有70381万t，占总储量的2518%；可混合开采的有64197万t，占2297%。此外，尚有34054万t矿石的开采方式不明，占总储量的1218%。

河南省的耐火粘土矿早在50年代就已开采利用。至1991年底，累计采矿石14843万t。全省41处矿产地中，正在开采有13处，保有矿石储量114348万t；已停采的有1处，储量91万t；矿石采尽已闭坑的有1处；尚未开发利用的有26处，储量164231万t。26处未开发的矿产地中，有11处被推荐近期利用，储量60171万t；4处可供边探边采，储量59821万t；11处值得进一步工作，现有储量44239万t。

河南省耐火粘土矿开发利用最多的首推焦作市。该市境内的14处矿产地中有8处获得开发利用，历年累计采矿石9557万t，占全省已采矿石总量的644%。主要采矿单位有武汉钢铁公司焦作粘土矿、焦作市安阳坡粘土矿、焦作市西张庄粘土矿、焦作市上刘庄粘土矿等矿山企业。其次，是登封县庄头矿区。登封粘土矿已采矿石3161万t，占全省已采矿石总量的213%。再其次，是巩义市涉村矿区。巩义粘土矿已采矿石1343万t，占全省已采矿石总量的90%。此外，新安县张窑院、郁山，三门峡市七里沟，陕县杜家沟诸矿区有少量开采。河南省耐火粘土矿储量大、质量好、易开采，交通运输方便，因此成为我国重要的耐火材料生产基地。

四、耐火粘土的主要用途

工业上通常将耐火粘土作为耐火材料的一种原料使用，一般用于粘土质耐火材料和高铝质耐火材料。主要用于冶金、机械等部门，其次为轻工、建材、化工、国防等部门。

五、产品的工业技术指标

（一）冶金工业部部颁标准，硬质粘土熟料技术条件（YB2211-82）的技术要求，本标准适用于供耐火材料用的硬质粘土熟料产品。

产品按其理化指标分为下列品级，列于表3-21-6。

表3-21-6　产品理化指标

（1）与煤接着触煅烧的产品通过5mm标准筛的筛下料不超过5%；用回转窑和外燃式窑煅烧的产品，通过5mm标准筛的筛下料不超过8%。

（2）产品中的杂质含量：特级品不超过3%，其他品级不超过4%。

（3）产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。

（二）高铝矾土熟料技术标准（YB2212-82）的技术要求，本标准适用于供耐火材料用的高铝矾土熟料产品

（1）产品按其理化指标分为下列品级，见表3-21-7。

表3-21-7　高铝矾土熟料产品理化指标

（2）与煤接触煅烧的产品，通过10mm标准筛的筛下料不超过10%；回转窑和外燃式窑煅烧的产品，通过5mm标准筛的筛下料不超过10%。

（3）产品中的杂质含量不超过4%。

（4）同一品级中允许相邻混级品不大于10%。

（5）产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。

（三）软质及半软质粘土技术标准（YB2213—78）的产品理化指标，见表3-21-8。

表3-21-8　软质及半软质粘土产品理化指标

（四）高铝粘土的标准分类，见表3-21-9。

表3-21-9　高铝粘土的标准分类

（五）用于陶瓷原料对耐火粘土的质量要求

①原料质量均一；②Fe2O3在05%以下；③具有适当的可塑性；④烧成后色泽纯白，不变形；⑤成型干燥时收缩均一，无龟裂。

其他用途的质量要求，现尚无标准，可参考主要用途质量要求。

超轻粘土成分包括发泡粉、水、纸浆、糊剂，由于膨胀体积较大，比重很小，一般为025~028，做出来的作品干燥后的重量是干燥前的1/4，极轻而又不容易碎。

又称为弹跳泥。超轻粘土是一种无毒、无味、无刺激性新型环保工艺材料(产品符合：GB21027-2007；EN-71,ASTM-D4236等标准。),属粘土类，超轻粘土最早诞生于德国并逐渐传遍整个欧洲，后经日本、韩国、台湾传至中国大陆。该材料可塑性强、色彩艳丽，手工者可自由揉捏、随意创作。是一种集陶土、纸粘土、雕塑油泥、橡皮泥等优点集于一身的最新手工创作材料，它可与木头、金属片、亮片、玻璃等材质完美结合使用，由弹跳泥制作的作品不需要烧烤，在24--48小时内可自然风干且有弹性、不碎裂，可以永久保存。

超轻粘土、陶泥、橡皮泥比较超轻粘土 陶泥 橡皮泥 材料 环保材料 工业原料 化学原料 重量/体积 超轻，是一般粘土的1/4重量 质地重 质地重 气味 无味 无味 香精刺鼻味 油腻度 不油腻 油腻 油腻 手感 手感细腻，不污染及环境。 质地硬、不掉色 材料粗糙、易掉色、易沾手 色彩 色彩炫丽、色泽纯正 色彩炫丽、色泽纯正 色彩较暗、色泽不正 混色 色彩可自由调配，变幻无穷 易混色 颜色不可调配，色彩偏差较大，混色不纯正 可塑性 易造型，粘性强，拉伸强度大，可做精细物品 易造型，粘性强，拉伸强度大，可做精细物品 不易造型，需用模具成型，粘性不强，无拉伸强度 作品保存 易定型，不会裂开，色泽亮丽 需要高温定型，可长期保存，易碎，色泽亮丽 易干裂、无法保存 附加色彩 可用水性记号笔，水彩颜料和丙烯颜料等附加色彩 不可附加色彩 不可附加色彩 附着性 能够粘在塑料、玻璃、木头上等

太空粘土又称超轻粘土，是纸粘土的一种

成分包括发泡粉、水、纸浆、糊剂，由于膨胀体积教大，比重很小，一般为025~028，做出来的作品干燥后的重量是干燥前的1/4，极轻而又不容易碎。

所以有如下特性

1、超轻、超柔、超干净、不粘手、不留残渣。

2、颜色多种，可以用基本颜色按比例调配各种颜色，混色容易，易操作。

3、作品不需烘烤，自然风干，干燥后不会出现裂纹。

4、与其它材质的结合度高，不管是纸张、玻璃、金属、还是蕾丝、珠片都有极佳的密合度。干燥定型以后，可用水彩、油彩、压克力颜料、指甲油等上色，有很高的包容性。

5干燥速度取决于制作作品的大小，作品越小，干燥速度越快，越大则越慢，一般表面干燥的时间为3小时左右。

因而用于手工艺捏塑素材，美劳教育素材等。

有两种橡皮泥;

1、工业橡皮泥：工业上使用的是类橡皮泥的泥状物，有广泛用途。

特点：高级彩色泥土无毒、环保，主要用于工艺品、五金、塑胶开模、学生雕塑，可循环使用，久置不变质。

2、油粘土-新型橡皮泥：该类型橡皮泥主要以碳酸钙等为原料，以液体石蜡为油性成分,与甘油等配制而成，可供幼儿、儿童及有关人员练习制作陶瓷工艺品等使用。

特点：不含防腐剂，作为油性成分使用的是液体石蜡，无毒无臭，使用安全。室温下几乎不会蒸发干燥，故长期稳定性好。

扩展资料

玩橡皮泥注意

1、买大品牌。质量不好的软泥添加的多为劣质香料，硼元素超标的几率也大，建议家长尽量购买大品牌商品；不要选择颜色太过鲜艳的产品。

2、玩前玩后先洗手。孩子玩软泥时，手上的细菌会粘到泥上，使软泥上的细菌越来越多，造成重复污染，所以玩前玩后都要先洗手。如果对材质过敏或担心伤手，可以戴手套玩。

3、年龄太小不能玩。软泥的适合人群是2岁及以上儿童，所以2岁内的宝宝，家长不要提供软泥玩具。

4、做好监督。玩软泥时，家长应做好监督，年龄小一些的孩子，不要选择香味浓烈的软泥，防止他们误食。

—橡皮泥

黏土的主要成分是二氧化硅( SiO2 ),还有氧化镁MgO、碳酸钙Caco3和三氧化二铝( Al2O3 )，。它们的熔点都不很高,在大约900℃条件下,它们之间会部分进行化学反应,生成硅酸钙和硅酸铝,并融合在一起形成坚硬的陶。