飛天燕瓷土礦的研究及應用*

(廣東省潮州市群發衛浴有限公司 廣東 潮州 521000)

前言

廣東省潮州市橋東的飛天燕礦山開采的瓷土舉世聞名，多年來在國內外被廣泛應用于陶瓷生產，其獨特的物理性能在陶瓷生產中起到了很大的作用。在此之前還沒有專業人員對該瓷土的應用進行深入的研究。

近年來在礦區不斷開采過程中，對礦物性質的演變特征及變化屬性需要有一個清晰的了解。對礦物性質特征的恰當表達，能給予生產廠家在應用領域以更好的幫助。

1 瓷土礦的性質

飛天燕瓷土礦(簡稱瓷土礦)是屬于風化殘積型高嶺土礦床，其礦物組成以高嶺土、絹云母、石英為主，帶有較為少量的長石，因其化學成分與成瓷化學組成較為接近，故稱之為瓷土。瓷土礦因為不是單一的優質礦物，而是簡單的幾種天然礦物組合體，所以應用在陶瓷上最為恰當，不能作為單一礦物深加工。

瓷土礦由于本身是高嶺土礦，含有較多的高嶺土成分，故含鋁偏高，燒成范圍稍大；其次由于礦體中富含絹云母，促進并平衡了成瓷的組成。絹云母與白云母、水云母同屬伊利石類，是熱液蝕變或變質作用下形成的細小鱗片狀白云母，晶體結構及成分與白云母相似，但外觀呈土狀，表面呈絲絹光澤，具有一定的粘土性質。云母類礦物具有天然的高溫粘度，抗變形能力較好。

2 瓷土礦的性能表現

瓷土礦的優質礦土中礦物含量為：高嶺土35%，絹云母35%，石英30%(不規則存在，視風化情況而定)。

其化學成分為：鋁26%，鉀5.6%，硅58%。在原礦中分布有綠色結核狀晶體，含鋁量比正常礦物高一倍以上。實際應用中常通過調節性能后參與總體配方使用。在性能的表現上，瓷土礦本身由于其風化程度好，加工方式針對性強，疏水性能極佳，其表現為均勻透水，利于坯體干燥。

3 瓷土礦的加工及性狀

瓷土礦屬于硬質土，使用潮州獨特的機錐加工，其顆粒呈現多邊形構造，在排列中易于形成拱橋效應，通透性好，促使干燥過程的均勻性和燒成過程的排雜質順利進行。

但不能不指出，在瓷土礦范圍內開采的礦土，并非都是優質礦土，其等級不同，性能在應用上需要區別對待。

隨著開采的進一步深入，礦區中風化期適中的材質已大量減少，開采出的多是夾雜大量未風化的硬土及硬石，這在一定程度上影響了材料性能。

近幾年來，在加工工藝方面，小型機錐加工正在向大臼加工方面發展，大臼的加工工藝改善了人為的影響，同時提升了產量和效率，消除了硬料不易加工的特性，但是對用料的調配要求更加嚴格，稍有不慎，就會出現明顯的性能偏差，如硅超標、坯體硬皮、屈服值低等，這需要在生產加工工藝上給予協調糾正。

當前瓷土礦洗泥的化學成分見表1。

排篩的應用也在一定程度上影響了細度的變化。

細度在加工過程的變化：

1)原加工細度：250目(0.7～1.5 mm)，325目(3.0～3.5 mm)。

2)現加工細度：250目(0.5～1.0 mm)，325目(4.5～5.0 mm)。

體現在沉積的二層細砂的增多。

以瓷土礦為主體的礦物加工后的性能及應用 (衛生陶瓷)。

表1 當前瓷土礦洗泥的化學成分(近似值)(質量%)

表2 當前瓷土礦洗泥的物理性能表現

流動度(涂四100mL極)25.025.0 25.0 觸變性(厚化度)1.35 1.45 1.55屈服值 (NDJ-1粘度計)20.018.016.0 細度(標準250目) (%)0.6～1.0 0.5～1.5 1.0～1.5 吸厚(45min成坯速率) 4.5～5 4.5～5.5 4.5～6.0 pH值 5.0～5.5 5.0～5.5 5.0～5.5

瓷土礦洗泥由于加工細度偏細，而且呈多邊形結構，所以單項測試收縮較烏土略大一些，但配成泥漿之后的收縮與烏土的收縮一致，不受影響。

洗泥在配方中其配搭用量要視烏土的性能以及成坯的要求而定，用量多在30%～35%，當然20%或40%的用量也是同樣存在的。

當前瓷土礦洗泥的物理性能表現見表2。

4 瓷土礦的開采

目前隨著瓷土礦的大規模的開采，在礦土中帶入了大量的含鐵雜質，使得燒成中排雜質難度增大，燒后色澤明顯下降(機錐泥含鐵量由原有的1%以內逐漸上升至2 %以上)，在瓷土礦中這種富鐵、含泥、細顆粒的瓷土中，各種除鐵效果均很難達到要求。鐵礦物與鉀鋁等正電子結合較為緊密，如不用分散劑難以將它們分開去除，但加入分散劑后易于影響到瓷土的本質性能特征，故不能用；在除鐵工藝上可考慮多腔、多位、大流量的高密度高強永磁自動循環除鐵，但其一次性投入較高，泥漿前處理應該是稀釋后的泥漿進行高速攪拌后，平緩過流除鐵，方能收到明顯效果。

另外，由于開采的盲目性，在礦體上方的表層常帶有含鎂材質，含細泥較多的礦土表現，這給瓷土產品的性能帶來了明顯不良影響。

5 邊礦及同類礦

在瓷土礦的邊礦中，首先應用的有臥石村礦土，其礦土同屬瓷土礦脈，材料性質相同，但風化程度更大，泥質特征明顯，且性質分布極不均勻，在性能的穩定性上明顯不如瓷土礦，如有的地方礦物電解質耗用量超大，有的地方礦物電解質耗用量超小，有的地方礦物觸變性較大，有的地方透水功能特別差等。這對使用這類礦土的廠家增加了應用的難度，在使用中應加以鑒別，協調運用。

如在黃金塘村出產的礦土，其礦物成分含量大多不錯，總體上由于其正電子較多，往往耗用電解質數量特別多，在使用上應注重性能協調后方能加以應用，否則在使用后會有較多的雜質表現。

不能不提的外圍礦土，外圍礦土進入搭配在一定程度上緩解了對瓷土礦主礦的依賴性，也從一定程度上改進、協調了性能的穩定，但外圍土大多只能作為輔助材料應用。

鄰近其他的礦土表現如下：

1)南坑土:其質地偏硅土，透水性強，成坯性好，耗電解質少，在冬春季節用以協調泥漿性能，適量應用往往能起到較好的效果。

2)大龍華與豐良土都與南坑土同屬于這一類。

3)優質錫坑土其性質與瓷土礦非常接近，未來幾乎可以代替瓷土礦使用。

4)西坑土。其性質主要是高嶺土，含鋁高，不能作瓷土性質使用。

5)登塘雙白。該礦土中主要以高嶺土為主，伴生含有偏鈉長石成分，與瓷土礦本來礦物相比較，相距較遠。

6)赤鳳溪西及意溪坪埔礦土因成礦原因不同，酸性較大，懸浮性差，易生沉淀，注漿洗泥一定不能使用。

7)留隍蓮塘土，色白，泥質重，吸漿慢，粘度低。

8)大埔土。其電解質耗用量偏大，粘度低，吸漿快，硬性。

9)橫居土。其泥質重，分散性大，粘度低，吸漿快。

6 結語

飛天燕瓷土礦洗泥作為一種獨立的加工材料，在很大程度上協調了陶瓷成形的成坯性能；優質的瓷土礦洗泥燒成范圍大，抗變形能力強，燒成強度好，在泥漿中能穩定屈服值，加強均勻透水性能，特別有利于成形的收成率提高。