硅灰石是一种硅酸钙矿物，由英国矿物学家沃尔斯顿命名，是沃尔斯顿的英文名。硅灰石在地球上分布广泛，具有普遍的工业意义。早在20世纪50年代，美国就开始利用天然硅灰石生产陶瓷釉面砖。中国硅灰石资源丰富。20世纪70年代以来，湖北大冶发现了质量高、储量大的硅灰石矿，后来福建、吉林、辽宁、安徽等地也相继发现了硅灰石矿，为我国建筑陶瓷生产硅灰石-炉甘石-粘土系列釉面砖提供了丰富的基础。近年来，作为建筑卫生陶瓷开发利用的原料，特别是作为低温快烧陶瓷的原料，逐渐受到人们的重视。1.硅灰石的矿物特征:硅灰石一般产于石灰岩或大理岩与花岗岩的接触变质带，常与透闪石共生。两者容易混淆，但硅灰石比较软，透闪石比较脆，容易碎。此外，它还可以形成于火成岩的富钙岩石中。我国大冶产硅灰石的矿物组成为硅灰石占75%以上，此外钙铁石榴石约占15-02%，透辉石约占5-10%，其次为少量蛋白石、应时、方解石、绿帘石、浮山石、磁铁矿、黄铁矿等。由于硅灰石中的钙往往被同相的铁、锰、镁、锶所替代，所以在自然界中很难找到绝对纯净的硅灰石。硅灰石可分为高温相和低温相。前者称为伪硅灰石，属于三斜晶系，为伪斜方或伪六方。后者可分为硅灰石三斜晶系和副硅灰石单斜晶系。硅灰石的鉴别特征是外观为白色或灰白色和红白色，少量硅灰石为肉红色，部分硅灰石为灰色、深褐色或褐色。硅灰石是三斜晶体或柱状晶体。晶体较粗，一般长1-10厘米，最大的可达80厘米。其聚集体大多呈放射状、纤维状、致密块状。硅灰石呈玻璃状，白色，有条纹。其硬度为4.5-5.5莫氏硬度。密度为2.8-2.9g/cm3。硅灰石易碎，断口不平整，呈透明或半透明状。硅灰石的熔点高达1540度，有杂质可以大大降低熔点。硅灰石的化学式为硫酸钙或氧化钙和二氧化硅。其理论组成是51.7%的二氧化硅；氧化钙含量48.3%；氧化铁含量低于1.5%；氧化镁含量为2.8%，二氧化碳含量约为10%。与硅灰石伴生的矿物有方解石、透辉石、钙铝石榴石、绿帘石、浮山石、少师等。20世纪80年代中期，全世界发现硅灰石储量9000万吨。湖北、山东、江苏、福建、广东、河南、四川、新疆、青海、西藏等地富产接触变质铁矿区，酸性火成岩与不纯灰岩的接触变质矽卡岩带具备形成硅灰石的地质条件。湖北大冶硅灰石含量很高，超过俄罗斯，纯度与美国硅灰石相当，为其应用于建筑卫生陶瓷创造了条件。2.硅灰石在建筑卫生陶瓷中的应用证明了硅灰石在陶瓷工业中的广泛应用。目前地球上具有纯天然硅灰石的原料并不多，往往需要经过选矿，如人工选矿、干矿或湿矿的磁选、螺旋分离和浮选等。，以将硅灰石矿体提炼到工业原料的纯度。目前，世界上美国、丹麦、意大利、英国、德国、俄罗斯等国的陶瓷工业多采用工业合成生产硅灰石原料，以推广其用途。目前硅灰石的合成方法有铸造法、烧结法、水溶液合成法、高压热水合成法和磷渣改性法。美国高压热水合成法制备的硅灰石陶瓷原料已经上市多年，颇受陶瓷厂商欢迎。此外，近年来，由于发现磷渣的成分与硅灰石相似，英国、日本、德国、美国都开始直接用磷渣作原料生产建筑卫生陶瓷。硅灰石矿物含有约50%的二氧化硅和44-48%的氧化钙，可为陶瓷制品提供丰富的二氧化硅和氧化钙熔剂原料。因此，硅灰石非常适合作为陶瓷坯体的配方。硅灰石陶瓷的工艺特点主要包括以下几个方面。有些有利于陶瓷生产技术的提高，有些则不利于陶瓷的生产和应用。但含硅灰石的坯体经过优化配方或改性后，可以扬长避短，成为较好的陶瓷坯体材料。1.硅灰石在建筑卫生陶瓷坯体中具有明显的溶剂效应，适当使用可以大大降低坯体的烧成温度。特别是在当前需要节能和低温烧结技术的情况下，硅灰石是坯体原料的良好选择。例如，当普通原料的烧成温度为1250℃时，如果在坯体中加入25%的硅灰石，烧成温度可降至1150℃。传统配方的坯体烧制通常需要几十个小时。如果在坯体中加入20%的硅灰石，烧成时间可以缩短到几个小时。如果添加量适当增加，可以减少烧制时间。仅这两项就能节约能耗60%以上；2.由于硅灰石烧失量小，热膨胀率低，线膨胀，变化均匀，在1200度之前不会发生明显的吸热或放热作用，不会发生相变，非常适合快速烧成工艺，并能明显缩短烧成周期，节能效果明显；3.硅灰石可以降低烧结收缩率，显著改变制品的偏斜和开裂。提高产品的机械强度。因此，可以保证产品的整齐度和物理质量；4.硅灰石具有节能、低温烧成、节约时间和改善产品理化性能的综合效应，可促进陶瓷生产工艺、窑炉结构、烧成技术和操作方法的改进。实践证明，采用硅灰石原料坯料配方，可以缩短烧成时间，简化生产工艺，节约能源，降低产品成本，提高产量和经济效益。当然，天然硅灰石必须经过有益的工艺配方，才能发挥其最大的优越性。否则会有很多麻烦。比如硅灰石是一种低温矿物原料，在高温下其相变点在1120度之间，所以其相变过程相对较慢。硅灰石坯体的烧成温度超过1100℃时，容易变形，导致烧成温度范围较窄。硅灰石膨胀系数低，其坯体难以与釉结合；再者，由于硅灰石为针状晶体，研磨难度大，球磨研磨时间长。但这些都不是无法解决的问题。通过陶瓷工艺的试验和改进，可以找到最佳的科学配方。近20年来，全国各地许多陶瓷企业成功地利用硅灰石陶瓷原料生产建筑卫生陶瓷产品，取得了许多成功经验，改进了生产工艺，降低了生产成本，大大提高了企业的经济效益。近年来，一些陶瓷企业使用硅灰石优化陶瓷釉料质量，如使用硅灰石提高日用陶瓷产品的釉料质量。测试表明，硅灰石本身不含有机物、结晶水等挥发性成分，因此坯体在烧成过程中不会形成热分解，释放出对釉有害的气体。由于硅灰石坯体的干燥收缩和烧成收缩小，热膨胀系数小，对低温快速烧成新工艺非常有利。在日用陶瓷的釉料中添加硅灰石，可以替代部分应时和石灰石，可以完全避免石灰石分解排出的二氧化碳气体造成釉料的针孔和釉泡缺陷。硅灰石可以降低釉在烧成过程中的高温粘度，优化瓷釉的光泽度和平滑度。目前硅灰石已用于生产瓷砖、半透明工艺品、美术陶瓷、日用精细陶瓷、特种陶瓷中的多空陶瓷、低损耗电磁、陶瓷模具等。在建筑卫生陶瓷行业，可以生产彩色釉面墙地砖、锦砖、卫生洁具和一些釉面半成品，取得了很大的进步。各地陶瓷企业今后有必要进一步研究开发硅灰石，逐步扩大其应用范围。随着陶瓷科学技术的进步和提高，硅灰石在陶瓷工业中的应用将会越来越广泛。硅灰石是一种新型工业矿物，以其独特的矿物学和物理化学性质，广泛应用于陶瓷、涂料、橡胶、冶金铸造、磨料、焊条、玻璃、矿棉等工业部门。硅灰石是石棉替代品的理想原料。随着科学技术的不断发展，硅灰石的应用研究越来越深入。硅灰石研磨方法的改进和超细硅灰石粉体的获得将不断开拓硅灰石新的应用领域。硅灰石在陶瓷工业中的应用:可生产釉面砖、卫生瓷、日用瓷、艺术瓷、电瓷、高频低耗电瓷、化工炻器、颜料、玻璃、模具等。硅灰石在陶瓷工业中的主要作用是:1 .降低烧制温度；2.缩短烧制周期；3.提高生坯和烧制体的温度；4.容易成型；5.降低生坯的烧结收缩率；6.减少生坯的湿膨胀；7.降低玻璃相的粘度。