陶瓷结合剂原料：叶蜡石

研磨者

陶瓷结合剂原料：叶蜡石

一、资源状况
叶蜡石主要由酸性火山凝灰岩经热液蚀变而成，在某些富铝的变质岩中也有产出。我国叶蜡石矿床按成因可分为热液型和变质型两大类。矿床主要形成于中世纪侏罗纪晚期—白垩纪早期，且主要集中在东南沿海一带，多为中小型矿床。据不完全统计，全国已知叶蜡石矿床、矿点和矿化点约102处，其中矿床和矿点共76处。至1983年底全国累计探明储量1609万t，保有储量1539万t。储量最多的福建省为896万t，占全国总储量的61％，其中工业储量482万t；其次为浙江省，拥有储量440万t。
我国叶蜡石资源虽然比较丰富，但资源利用程度比较低，浪费严重，有些本来可利用的矿石由于生产单位指标提得过高，使矿石也变成了废石，如青田、上虞等地叶蜡石矿，由于国内工业用户要求含铅量为21％以上，少于20％的则弃之，这种要求造成资源浪费，使上虞矿的资源回收率仅为60～65％。全国叶蜡石年生产能力约14万t，其中雕刻叶蜡石产量仅1000多吨。主要生产矿山有浙江省的青田叶蜡石矿、上虞叶蜡石矿、福建省福州峨嵋叶蜡石矿、福州寿山叶蜡石矿、闽清白中叶蜡石矿，据估计至2000年，我国对叶蜡石总需求量达90万t，平均每年递增5.8～6.8%。
二、矿物性质
叶蜡石是一种含水的铝硅酸盐，化学式是Al2〔Si4O10〕(OH)2，其中Al2O3的理论含量为28.3%，SiO2为66.7%，H2O为5.0%。
叶蜡石矿物性质如表1所列。
表1 叶蜡石矿物性质
硬度 密度 颜色 耐火 光泽
1.25 2.65g/cm3 白、灰白、浅绿、黄褐等 1710℃ 珍珠光泽油脂光泽
条 痕 透明度 结 构 其 他
白 色 不透明至半透明 片状、放射状集合体 性韧、有滑腻感
自然界纯叶蜡石矿物集合体产出很少见，一般都由类似的矿物呈集合体产出。矿石以块状为主，也有土状和纤维状的。主要伴生矿物为石英、高岭石、水铝石、绢云母、黄铁矿等。
商业上叶蜡石与滑石、皂石没有严格的界限，这是因为它们在外观、性质、结晶构造上相似，又有大致相同的应用领域所致。叶蜡石、滑石、皂石各自的特点如表2所列。
表2 叶蜡石、滑石比较
矿石名称 成 分 结 构 式 结晶构造
叶蜡石 含铝硅酸盐 Al2〔Si4O10〕(OH)2 硅氧层状八面体，铝充填八面体中
滑 石 含镁硅酸盐 Mg3〔Si4O10〕(OH)2 硅氧层状八面体，镁充填八面体中
在化学组成上，叶蜡石和高岭土族矿物很相似，它们都是含水的铝硅酸盐，但叶蜡石在水中无膨胀性和可塑性，吸水性差，结构稳定；而高岭土族矿物吸水性强，具有膨胀性和可塑性。
三、矿石类型
我国叶蜡石按矿物成分分的矿石类型如表3所列，按结构分的矿石类型如表4所列。
表3 按成分分的叶蜡石矿石类型
矿石类型 矿物组成 主要用途
蜡石质叶蜡石 主要矿物为叶蜡石，占90%；其他为玉髓、褐铁矿、水铝石 陶瓷、雕刻、填料、涂料及耐火材料
水铝石质叶蜡石 主要矿物为叶蜡石，次要矿物为水铝石，含微量褐铁矿、金红石等 耐火材料、玻璃坩埚
高岭石质叶蜡石 主要矿物高岭石，次要矿物为叶蜡石，含微量褐铁矿、金红石等 陶瓷、耐火材料
硅质叶蜡石 主要矿物为叶蜡石，次要矿物有石英、玉髓，微量矿物有褐铁矿等 陶瓷、耐火材料、填料
表4 按结构特征分的矿石类型
矿石类型 特 点
细粒页板状矿石 　
致密球粒集合体状矿石 往往含较多绿泥石，杂质含量高
放射状晶体矿石 产出极少，纯度较高
叶蜡石矿石还可按用途不同分为工业叶蜡石、雕刻叶蜡石两类。其中工业叶蜡石又按含铝的多少，分为高铝叶蜡石、中铝叶蜡石、低铝叶蜡石。
五、主要用途
叶蜡石主要用于生产耐火材料、陶瓷、填料、涂料、杀虫剂等。叶蜡石和滑石具有相近的用途，但叶蜡石的开发速度不及滑石，主要原因是滑石自然产出纯的矿床较多，且易于选矿，天然白度较高，质地更软；而叶蜡石正好相反，常和云母等其他矿物共生，不利使用。叶蜡石的用途与其具有的特性紧密相关，主要应用方面如表5所列。
表5 叶蜡石的用途
应用领域 用途 质量要求
工艺品 做工艺品在我国有悠久的历史，享誉世界。著名的有寿山石、鱼脑冻、灯光冻、芙蓉冻、鸡血石、青田石等。工艺品有香炉、烟具、佛珠、印章、石俑、花瓶、装饰石材等 色泽艳丽，光彩夺目，无裂隙，强度大，硬度适中，透明度好，少杂质
陶 瓷 生产陶瓷、面砖、电瓷、卫生瓷，作耐熔的惰性坯料，耐熔坯体填料，辅助材料 Al2O3＞14～27%；
SiO2为65～75%；
Fe2O3＜0.5%；
K2O Na2O＜0.6～1.2%；
泥浆流动性好，渗透性好，坯体干燥收缩小，不变形，烧成裂隙小，烧成白度90～96%
耐火材料 早期大块叶蜡石直接砌凿成砖块、烟囱、炉底，称作耐火石或炉石；制耐火砖原料；转炉炼钢用于盛钢桶衬砖；叶蜡石与粘土制成耐火泥浆、耐火涂料、耐火混凝土骨料；
制造坩埚；铸膜涂料 一般用作耐火材料要求：Al2O3 15～30%；SiO2 70～85%；Fe2O3＜0.5～2%；MgO＜1；CaO＜1；烧失量＜5～7%；耐火度1650～1690℃；用作盛钢桶衬砖要求：含石英少；Fe2O3＜1%；耐火度1670℃；坩埚用叶蜡石要求：耐火度＞1690℃；Al2O3≥25
%；Fe2O3≤0.5%
玻 璃 为无碱玻璃和部分中碱玻璃原料；与石英熔炼拉成玻璃纤维可制玻璃钢，或制成耐酸 、碱及高温的玻璃布，是一种新型贴墙材料 Al2O3＞25%；SiO2＜70%；Fe2O3＜0.4%；K2O＜1%；不含着色金属和杂质；蜡石颜色要浅
白水泥 与石灰石混合、磨细、烧成，生产白水泥 Al2O3＜20% Fe2O3＜0.5%
造 纸 用作填料，增加纸张的密度、平滑性、均整性、柔软性及透印性。具片状结构的叶蜡 石在生产铜版纸中用作涂料 做纸张填料粒度要求-0.07mm，白度90%；做纸长涂料要求-2 μm＞90%，白度＞90%
塑 料 在偶联剂作用下，表面亲有机物性能增强，用于塑料的填料以提高塑料的强度和刚度 -0.15mm＞98%，白度70～80%，水分＜0.5%，含叶蜡石80～85%
橡 胶 用作掺合剂，使橡胶表面光滑，增加耐磨性和强度。用于电缆能防止沥青粘连 -0. 044mm＞98%，Fe2O3＜1～1.5%，烧失量＜8%，水分＜0.5%，含叶蜡石80～85%
其 他
白棉布、防火布的填料及增白剂；
糖果、医药用填料及润滑剂，化妆品配料；搪瓷釉原料；
焊条掺合料；
色铅笔芯填加剂，增加书写时滑度