耐火粘土（Fire Clay）

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

一般包括粒度成分、矿物成分和液相成分。

①粒度成分。土粒按粒径大小及其性质的近似性归并成粒组，

土性质

用各粒组占总土重的百分数表示土的粒度成分。粒度分析结果用累积曲线图和分布曲线（柱状）图（图1、2）表示。据累积曲线可图解出d10、 d30、d50、d60等特征粒径值。d10为有效粒径，累积百分含量为10%的粒径，是土的有代表性的粒径，常用于计算潜蚀、透水性和毛细管性的经验公式中；d50为平均粒径，指累积含量为50%的粒径；d30、d60为限制粒径，指累积含量分别为30%和60%的粒径。此外，不均匀系数Cu=d60/d10和曲率系数 也是表示粒度成分的定量指标。分布曲线图中具有一个较窄的峰者，称单分散土；具有两个峰者，称双分散土；峰多而平缓者，称多分散土。

土性质

②矿物成分。土中的粗碎屑颗粒多由石英、长石、云母等原生矿物组成。原生矿物经风化，可溶物被溶蚀后形成不溶于水的次生矿物。其颗粒很细小(小于0001毫米),是构成粘土的主要成分，故称粘土矿物。主要代表性粘土矿物是高岭石、蒙脱石和伊利石。它们的比表面积大、阳离子交换吸附能力强，是控制粘性土产生塑性、膨胀性、收缩性等特殊性质的主要因素。

③液相成分。土中的液相成分通常不全是自由水。根据水分子的活动性可分为毛细管水、结合水、结构水等类型。结合水是土粒与水发生复杂物理－化学作用的产物。土粒表面常分布有具游离电价的原子或离子，它们能吸引极性水分子形成水化膜。在水化膜中直接与土粒相接触，并牢固被吸引的水称吸附结合水(强结合水)。远离颗粒表面的水构成浓差渗透吸附结合水(弱结合水)。结合水形成的形式如图 3。强、弱结合水构成土粒表面双电层的反离子层，其中弱结合水大体相当于扩散层。结合水的发育是决定粘性土工程性质的主要因素。土中存在一定数量的可溶盐(NaCl、Na2SO4、CaCl2)。土中的水是水溶液。粘土胶粒从介质水溶液中吸附和交换分子、离子的能力称土的吸附能力。吸附有物理吸附（无极性吸附）和物理－化学吸附（极性吸附）。后者对土的工程性质的形成和演化有重要影响。在自然条件下,土粒表面荷负电,故阳离子吸附最普遍。吸附阳离子可与其他阳离子按化学当量进行离子交换。 100克干土能吸附阳离子的最大量称交换容量,以毫克当量表示。粘土胶体通常呈两性胶体,在等电点以下荷正电，将吸附交换阴离子（Cl、PO婯等），在富含铝及水铝英石的粘土中常见此种情况。

问题一：粘土的密度是多少 湿的干的不一样。

矿物成分主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英颗粒等，含水率为10%左右，孔隙比为05～07，干容重为16～17 kN/m3，塑性指数为1l～16。但是随隧洞开挖其含水率不断增加，一般为15%～22%憨甚至有的洞段土体含水率达到塑限，天然压缩系数a1-2=009-01 MPa-1，饱和压缩系数a1-2-01～015 MPa-1，自由膨胀率为5%～20%。

问题二：万分紧急 粘土密度式多少 5分 大约175~20 g/cm3

粘土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过才具有较好的可塑性。一般的粘土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化，颗粒较大而成分接近原来的石块的，称为原生黏土或者是一次黏土。这种黏土的成分主要为氧化硅与氧化铝，色白而耐火，为配制瓷土之主要原料。

黏土(英语：clay)，又作粘土，是颗粒非常小的（ 问题三：一立方粘土有多重，如果湿了它有多重？请教。 土一般密度是14 g/cm3 1立方米是14吨

饱和粘土的比重大约是27。

所以1立方米饱和粘土的重量大约是27吨。

不过，粘土的种类有多种，以上答案仅供参考

问题四：粘土的密度是多少 湿的干的不一样。

矿物成分主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英颗粒等，含水率为10%左右，孔隙比为05～07，干容重为16～17 kN/m3，塑性指数为1l～16。但是随隧洞开挖其含水率不断增加，一般为15%～22%憨甚至有的洞段土体含水率达到塑限，天然压缩系数a1-2=009-01 MPa-1，饱和压缩系数a1-2-01～015 MPa-1，自由膨胀率为5%～20%。

问题五：万分紧急 粘土密度式多少 5分 大约175~20 g/cm3

粘土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过才具有较好的可塑性。一般的粘土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。一般在原地风化，颗粒较大而成分接近原来的石块的，称为原生黏土或者是一次黏土。这种黏土的成分主要为氧化硅与氧化铝，色白而耐火，为配制瓷土之主要原料。

黏土(英语：clay)，又作粘土，是颗粒非常小的（ 问题六：一立方粘土有多重，如果湿了它有多重？请教。 土一般密度是14 g/cm3 1立方米是14吨

饱和粘土的比重大约是27。

所以1立方米饱和粘土的重量大约是27吨。

不过，粘土的种类有多种，以上答案仅供参考

问题七：粘土的比重是多少 粘土岩的比重取决于其内部的固体颗粒和教街舞的含量大小，比重不是一定的。比重大体上在1到3的样子