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石灰的特性与应用(硅灰石在陶瓷中的用途)

石灰的特性与应用(硅灰石在陶瓷中的用途) 硅灰石的特性与用途的关系

近二十年来,硅灰石的消费量以每年10%的速度增长。除了用于陶瓷行业,还用于涂料和造纸行业,消费缺口也在变化。不断拓展硅灰石的工业应用领域,具有重要的经济意义。

1.针状结晶习性

大多数天然硅灰石呈针状或纤维状,其长度约为其直径的7倍。粉碎研磨后,仍有针状结构。经研究,硅灰石沿B轴拉长成柱状和纤维状,其解理平行于B轴。钙氧八面体沿B轴延伸,在同一边相连。边的方向是固定的,所以八面体结构的固有倾向是直的。合成硅灰石具有环状结构,通常是粒状的。集合体呈放射状或平行柱状,并饰有其他共生矿物特有的颜色。

精细陶瓷素坯通过混合粉末和粘土压制而成。由于针状晶体在其他原料中交织分布,增加了颗粒间的结合力,饼干具有更高的干燥强度和压制质量。因为这不是最密实的填料,而且素坯吸水率高(23-27%),国外采用大吨位压机来提高密实度。非致密填料能为内部水分快速逸出提供通道,使其具有干燥速度快的特点,以满足快速窑烧时素坯水分含量应低于0.5%的要求。

硅灰石和氧化铝制成的陶瓷模具强度高,使用寿命是石膏模具的几倍。采用硅灰石作为注浆的原料,可以增加浆液的稳定性。当用作涂料的填料时,它还具有良好的稳定性。它还可以替代25%的石棉作为水泥石棉制品。这些都与其针状体和交织结构有关。据报道,硅灰石和硅酸盐水泥制成的700-1000特种混凝土的极限抗折强度可提高一倍。

2.亮度和发光度

纯硅灰石呈亮白色,与其他杂质混合时呈灰灰褐色。纯度为90%、粒度小于325目硅灰石的反射率为92-96%。

白色和明亮的颜色是它被用于涂料工业的主要原因。其良好的热稳定性和针状结构可以提高涂料的流平性。美国水泥工业使用的硅灰石占总消费量的30%。它特别适用于生产白色和浅色涂料。对于低吸收-发射比的热控涂层,颜填料的选择是基于白色、高入射角度和光学稳定性。大部分颜料在真空紫外线照射后会严重变色,但硅灰石稳定性较好。

国产硅灰石用于替代乳胶漆中的钛白粉(5%),在水性漆中可替代30-40%的钛白粉。美国产醋酸乙烯乳胶漆中硅灰石占9%。

硅灰石在紫外照射下发出橙黄色荧光;通过在365微米激发可以获得蓝色荧光。含锰的硅灰石能激发亮绿色。这种发光特性被用来制作发光彩色搪瓷。

3.化学性质

硅灰石的成分一般接近纯硅酸钙,可以代替合成硅酸钙广泛使用。在1: 4的盐酸中,能缓慢反应,在浓盐酸中,能完全分解成絮状物。絮凝剂是超细的(< 0.5微米),具有高化学活性。加拿大的研究表明,用酸处理的硅灰石比高岭土更适合用作纸张填料。10%浓度的悬浮液呈碱性,不适合在酸性介质中涂布填料,但可以中和部分酸性,如聚醋酸乙烯酯中的醋酸,有利于颜料的扩散和稳定。

在玻璃工业中,用硅灰石代替石灰石,不仅减少了氯的逸出,还带入了二氧化硅。在陶瓷行业,用它代替钙釉中的方解石或白垩,釉面光泽度好,但需要解决坯釉界面反应强烈、釉中玻璃相少等工艺问题。硅灰石可以为药皮焊条的焊剂提供氧化钙,同时带入二氧化硅。得到的高碱性渣可以减少接头处的烧孔等缺陷,加入量为10-20%。

4.热性质

在20-1000℃的温度范围内,硅灰石沿B轴的膨胀为1.6*10-6度,含杂质时可达6.7*10-6度。合成硅酸钙在900℃以下的膨胀为10.7×10-6度。

硅灰石具有较高的热物理和热化学稳定性,有利于低温快速烧成釉面砖。硅质釉面砖的晶相都是矿物,热膨胀系数低,有利于快速冷却。硅灰石因其热稳定性、抗冲击性和助熔作用而被用于制作陶瓷砂轮和多孔过滤陶瓷。苏联制造的多孔过滤陶瓷的总孔隙率为40-50%。他们用硅灰石制成的耐热纤维板,工作温度在1000℃以上。

5.电特性

硅灰石具有低介电损耗和高电阻率,因此用于制备高频绝缘材料。用美国硅灰石制造电子管真空空涂层。硅灰石也可作为聚丙烯的填料,其保温效果优于石棉和滑石粉。

6.纯度和可洗性

硅灰石的用途与其纯度密切相关。国外精矿要求Fe2O3小于1%,方解石含量

去除杂质需要精选。矿石可选性评价的关键是杂质的性质和嵌布特征。湖北大冶的硅灰石,经过手工挑选,可以用作建筑陶瓷。湖北李家山和凤山洞矽卡岩型矿石,经过分级脱泥和两段湿式强磁选,杂质大大降低,效果明显。为了去除杂质,国外还采用浮选、重力分离、光电分离等选矿方法。

 
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