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钾长石在陶瓷中的作用(钾钠长石在陶瓷中的作用)

钾长石在陶瓷中的作用(钾钠长石在陶瓷中的作用) 钾长石在陶瓷工业中的应用技术及产业前景

是长石钾、钠、钙等碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。钾长石的熔点很低(1150 & plus Mn;20℃)、熔化间隔长、熔化粘度高等特点。广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨料等工业部门。长石矿物除用作玻璃工业的原料(约占总量的50% ~ 60%)外,在陶瓷工业中占30%,其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨具、玻璃纤维、焊条等行业。

钾长石在陶瓷工业中的应用

是长石钾、钠、钙等碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。钾长石的熔点很低(1150 & plus Mn;20℃)、熔化间隔长、熔化粘度高等特点。广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨料等工业部门。长石矿物除用作玻璃工业的原料(约占总量的50% ~ 60%)外,在陶瓷工业中占30%,其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨具、玻璃纤维、焊条等行业。

钾长石在陶瓷中的应用有以下几个方面:

(1)钾长石既是熔剂原料,又是贫瘠原料。降低生坯中的烧制温度可以缩短生坯的干燥时间,同时减少生坯在干燥过程中的收缩和变形。陶瓷工业中钾长石的量约占钾长石总量的30%。

(2)在高温下,钾长石熔化成长石玻璃,填充了坯体颗粒间的空间隙,使颗粒粘结,使坯体致密,可以提高透明度,有助于提高坯体的机械强度。

(3)长石玻璃在高温下是液体介质,能促进应时和高岭石矿物的熔融和相互渗透,促进莫来石晶体的形成和发展。

(4)钾长石的成分中含有瓷坯中的主要氧化物,因此作为主要原料,可以替代其他工业原料,降低生产成本。我国几种常见钾长石的化学成分见下表。

2中国钾长石资源的分布及特征

我国钾长石资源丰富,分布广泛,储量和质量不一。主要分布在黑龙江、新疆、陕西、青海、云南、山西、辽宁、河北、河南、江苏、安徽、福建、广东、广西、四川、山东等省份。文献报道的钾长石资源有60多种。K2O平均含量为11.63%,储量为79亿吨。其中山西、黑龙江、新疆、陕西、青海的储量约占钾长石探明储量的90%。山西钾长石储量据报道居全国第一,达30亿t,其钾长石含钾12% ~ 13%,Fe2O3 : 1%,在工业应用指标上属于优质矿石。

(1)广东。

广东钾长石资源丰富,已探明储量居全国第四位,其中80%为伟晶岩矿床。受大断裂带和侵入岩体的影响。清远、中山、云浮、五华、高州等地有小规模开采。但质量不稳定,省内优质钾长石粉仍需从外地进口采购。

(2)山西。

山西钾长石分布广泛,北至阳高,南至运城,以太原附近的古交、娄烦、阳曲、静乐、原平、代县、吕梁最为集中。原矿肉红色,解理好,开采时间长。原钾长石含钾11%以上,钠2% ~ 3%,铁0.2%以下,云母较少,烧制后白度较好。

(3)河南。

河南的钾长石主要集中在西南的伏牛山,东北也有产。河南内乡、卢氏、西峡、嵩县等地都有大量钾长石,其特征是钾含量10.5%,钠含量3%左右,铁含量小于0.3%,含云母,部分矿体含云母。钾长石适用于陶瓷釉料的生产,烧成后白度好。河南安阳主要产钠长石,钾含量约7%,钠含量较高。

(4)内蒙古。

内蒙古钾长石分布在东起锡林浩特,西至巴彦淖尔,主产区在察哈尔右翼后旗、中旗、包头北部。内蒙古钾长石资源具有覆盖层薄、剥采比小、易开采的特点。然而,正是这些特征造成了该地区钾长石的一些显著特征。

(5)陕西。

陕西钾长石主要分布在秦岭南北和商洛地区,各具特色。商洛地区的钾长石大致分为两种:一种是解理较好的白色钾长石,一部分是云母,含钾量在8%以上,含钠量在3%以上,含铁量在0.1%以下的低钾长石。烧制后白度很好。用于小规模采矿。

(6)河北。

河北钾长石矿床分布广泛,从东北的唐山到西南的邢台。大多数钾长石是浅肉红色(王度)& mdash解理好的楚红(邯郸),铁含量0.2%左右,铝含量16% ~ 19%,钾含量10% ~ 13%,钠含量2% ~ 3%,烧制后白度一般。

(7)四川。

四川汉源储量达20亿t,但钾长石的K2O含量一般为3% ~ 7%,所以这类矿床一般不具有工业意义。四川宝兴钾长石矿床的化学成分一般为9% ~ 15.2% K2O,储量为4.5亿t,是工业应用指标中的优质矿石。

(8)辽宁。

辽宁钾长石资源丰富,主要分布在抚顺、阜新、辽阳、凤城、丹东和岫岩、鞍山等地。辽宁钾长石主要用于陶瓷工业。

(9)新疆。

新疆钾长石集中分布在阿尔泰地区,主要产于花岗伟晶岩脉和钾长石花岗岩中。钾长石矿床化学成分中K2O含量一般为11.71% ~ 13.54%,以Fe2O3为主

3国内钾长石加工技术水平和质量要求

我国钾长石资源丰富,但由于铁、钛等有害元素超标,钾长石的选矿提纯一直是困扰该行业的主要问题之一。由于陶瓷工业对原料要求严格,除少数天然钾长石资源外,一般需要对钾长石资源进行选矿,去除铁、钛、锰等有害杂质。目前国内选矿方法一般如下。

(1)传统加工方法。

国内一些民营企业采用破碎、碾压、筛分的方法加工钾长石。这种方法比较原始,洋铁少,投资少,加工成本低。但存在产量小、粉尘污染重、产品指标无法保证等缺点。

(2)干式选矿。

干法选矿工艺相对简单,具体为:原矿& rarr选择& rarr破碎& rarr研磨& rarr除铁& rarr成品。该方法简单,加工成本低,设备投资少。设备一般采用颚式破碎、辊式破碎、球磨和强磁选机。但该方法选矿效果不明显,指标不易达到要求。目前国内很少有企业选择这种选矿工艺。

(3)湿法选矿。

随着科学的进步和除铁技术的不断提高,湿法选矿除铁技术被越来越多的厂家所选择。流程为:原矿& rarr破碎& rarr研磨& rarr除铁& rarr脱水& rarr烘干& rarr成品。

设备选型主要有破碎用颚式破碎机和双辊破碎机,磨矿用球磨机,除铁用永磁除铁器和高梯度磁选机,脱水用true 空脱水机,干燥用滚筒干燥机。如有必要,在工艺设计中应考虑浮选工艺,以除去原矿中的其他有害杂质。目前国内钾长石加工企业大多选择该工艺。该技术成熟可靠,产品能满足陶瓷行业对原料的技术要求。

用作抛光砖坯体的钾长石的粒度要求

目前,我国钾长石原料短缺。钾含量在11%以上的钾长石非常适合做釉,钾含量在9%以下的钾长石适合做抛光砖坯。

4钾长石的国内需求状况和产业现状

4.1需求状况

钾长石在陶瓷工业中占陶瓷坯体配料和陶瓷釉料的30%,其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨具、玻璃纤维、焊条等其他行业。随着经济的发展,玻璃制品、建筑陶瓷等的消费。正在增加,钾长石的需求与日俱增,市场前景广阔。

随着陶瓷工业的蓬勃发展,钾长石资源的大量消耗使得钾长石的储量不断减少,开采成本不断增加,钾长石价格上涨是必然的。国内对优质钾长石的需求供不应求。目前,陶瓷工业用优质钾长石资源大量从韩国、印度等国进口。

从我国钾长石企业性质来看,目前钾长石的开采经营者主要是民营企业。我国钾长石矿分散,开采条件差,起点低,相对风险低。钾长石行业集中度低,企业数量多,规模小,资源浪费严重。

从全球钾长石市场来看,随着国际厂商不断进入中国市场,国内钾长石行业整合势必加剧,行业竞争越来越激烈。此外,我国钾长石产品多为低端产品,附加值低,竞争手段单一,使得我国企业在与国际企业的竞争中处于劣势。我国钾长石企业只有增加钾长石企业规模,提高钾长石行业集中度,才能改善钾长石行业秩序混乱、资源浪费严重、自然环境破坏严重、环保能力不足的局面。

4.2行业地位

山东省有两大陶瓷产区:淄博和临沂。山东淄博陶瓷生产历史悠久。淄博陶瓷建筑产业经过20多年的快速发展,已发展成为基础雄厚、体系完备、市场覆盖面广、社会从业人员众多、具有地域特色的优势产业。是该市支柱产业的主要组成部分,在国内同行业中占有重要地位。通过引进、消化和吸收意大利、德国和西班牙的先进生产设备,我市陶瓷企业的生产技术和装备水平得到了迅速提高。目前,该市陶瓷企业的主要产品有微粉、多晶微粉抛光砖、普通渗透砖、内墙砖、外墙砖等。临沂主要生产中低档内墙砖。低档墙砖很少用钾长石,大多用瓷石。

淄博陶瓷企业使用的钾长石大多来自当地的吉窝矿。目前国内陶瓷釉料主要产于佛山和淄博。淄博的熔块产能超过100万吨/年,达到了全国的一半。目前熔制和快速加工企业都是民营企业,技术要求高,市场竞争激烈。

山东钾长石需求量很大,主要来自山东、江西、河南、湖南、朝鲜等地。砖消耗量为150万吨/年。

从去年底开始,山东陶瓷行业产能逐步恢复。目前市场看涨,产品供不应求。就市场而言,由于陶瓷产业结构的变化,整体原料消耗在减少,但钾长石消耗在增加。高档原料的市场很好。

河南作为传统的陶瓷产区,随着近年来国内陶瓷产业的产业调整,正逐渐成为新的陶瓷产区,主要集中在内黄、鹤壁、汝阳、郑州等地。黄瓷区的主要产品有高档抛光砖、仿古砖、内外墙面砖等产品。鹤壁石林陶瓷产业集聚区是河南省新兴的陶瓷产区。目前,汝阳陶瓷区有四家陶瓷企业,其中三家生产内墙砖,一家生产抛光砖。

目前,河南省坯体用钾长石主要来自洛阳的林州、卢氏、伊川和登封。釉料用钾长石90%以上来自湖南平江,少量来自河南嵩县。钾长石主要用于陶瓷坯体和釉料。目前河南省钾长石用量超过300万t/年。

目前,陕西省有30多家陶瓷企业。鉴于陶瓷企业的窑炉越来越大型化,产品以墙地砖为主。工厂主要集中在咸阳、三原、宝鸡、阜平、千阳等地。产品以中低档产品为主,市场主要供应西部地区。由于东部和沿海地区的产业转移,新的陶瓷企业一直在陕西投资建厂。

因为价格问题,很多低档砖厂都不用钾长石,陶瓷坯体用的钾长石也是低档的。未来高档砖将是市场的主流方向,低档砖将逐步退出市场。因此,陕西钾长石的市场需求将逐步扩大。钾含量大于11%的优质钾长石在全国都有很大的市场空,而低品位钾长石一般在本地销售。

5结论

随着中国经济建设的快速发展和城市化速度的不断提高,为陶瓷行业的加速发展提供了巨大的空空间。从去年年底开始,国内陶瓷市场回暖,大部分企业产品供不应求。与以往不同的是,内陆地区的低端产品和广东的高端产品齐头并进,都受到市场的欢迎。据预测,未来十年,中国陶瓷工业将稳步发展,产品将向高档化、超薄化方向发展。对原料的需求可能会减少,但对钾长石的需求将呈现较大的增长趋势。

 
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