耐火粘土

耐火粘土的化學成分是影響其質量的重要因素之一。Al2O3是耐火粘土的有益組分，主要賦存於氫氧化鋁礦物（一水硬鋁石、勃姆石、三水鋁石），其次賦存於鋁硅酸鹽礦物（高嶺石、伊利石、蒙脫石等）中。一般來說，軟質和半軟質粘土含Al2O3為30%～45%，硬質粘土為35%～50%，高鋁粘土為55%～70%。

SiO2主要賦存於粘土礦物中，亦有微量的原生石英殘屑存在。SiO2含量變化較大，高鋁粘土中一般為3%～35%，硬質粘土中為43%～66%。

Fe2O3主要賦存於赤鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦中，是耐火粘土的主要有害成分。Fe2O3含量無明顯規律，高鋁粘土中含量在0.5%～2.2%，硬質粘土中含量在0.5%～2.5%，軟質粘土中一般為1.0%～2.5%。

K2O和Na2O也是耐火粘土的有害雜質，主要賦存於伊利石和雲母類等礦物中，含量變化較大。

CaO和MgO等雖為有害雜質，但含量一般甚微。

耐火粘土按可塑性、礦石特徵和工業用途分為軟質粘土、半軟質粘土、硬質粘土和高鋁粘土四種。軟質粘土一般呈土狀，在水中易分散，與液體拌合后能形成可塑性泥團；半軟質粘土的浸散性較差，其浸散部分與液體拌合后亦可形成可塑性泥團。這二種粘土在製作耐火製品時常用作結合劑。硬質粘土常呈塊狀或板片狀，一般在水中不浸散，耐火度較高，為耐火製品的主要原料。高鋁粘土Al2O3的含量較高，硬度和比重較大，耐火度高，常用以製造高級粘土製品。

耐火粘土主要用於冶金工業，作為生產定型耐火材料（各種規格的磚材）和不定型耐火材料的原料，用量約佔全部耐火材料的70%。耐火粘土中的硬質粘土用於製作高爐耐火材料，煉鐵爐、熱風爐、盛鋼桶的襯磚、塞頭磚。高鋁粘土用於製作電爐、高爐用的鋁磚、高鋁襯磚及高鋁耐火泥。硬質粘土和高鋁粘土常在高溫（1400～1800℃）煅燒成熟料使用。

耐火粘土在建材工業上用以製作水泥窯和玻璃熔窯用的高鋁磚、磷酸鹽高鋁耐火磚、高鋁質熔鑄磚。高鋁粘土經過煅燒，然後與石灰石混合製成含鋁水泥，這種水泥具有速凝能力及防蝕性和耐熱力強的特點。

耐火粘土在研磨工業、化工工業和陶瓷工業等方面也有重要的用途。高鋁粘土經過在電弧爐中熔融，製造研磨材料，其中電熔剛玉磨料是目前應用最廣泛的一種磨料，佔全部磨料產品的2/3。高鋁粘土可以用來生產各種鋁化合物，如硫酸鋁、氫氧化鋁、氯化鋁、硫酸鉀鋁等化工產品。在陶瓷工業中，硬質粘土和半硬質粘土可以作為製造日用陶瓷、建築瓷和工業瓷的原材料。

此外，高鋁粘土還用於油井中，作為凈化石油用的支撐劑，在農業上作為促肥劑，以及用作抗滑、抗磨的鋪路材料，等等。硬質粘土還用於制新型耐火絕熱材料——耐火纖維，它具有耐高溫、導熱係數小、耐酸鹼、吸音和質輕等優點，在冶金、機械、電子、玻璃、陶瓷等工業上應用廣泛。

耐火粘土在我國分佈很廣，常與煤系地層密切伴生，如遼寧復州灣、吉林水曲柳、河南焦作、河北古冶、山東淄博、山西太原等地都是著名產地。

中國在殷商時代就已大量冶鍊青銅器。在湖北大冶銅綠山發現了春秋戰國時代煉銅用的三座豎爐，豎爐殘高1.8m，爐子內徑0.6m，估計每天能處理1～1.5t礦石。在春秋戰國之際（即公元前五六世紀之間）冶鑄生鐵也已用於生產。到西晉、南北朝時期（約公元前四五世紀）鍊鋼方法已發展到了基本成熟的階段。毋庸置疑，銅、鐵冶鍊的歷史，就是耐火材料應用的歷史，在銅、鐵冶鍊業的發展中，耐火材料起了積極的作用。

耐火材料大規模地開採和應用得業於近代工業，特別是鋼鐵工業的發展。我國在清朝末期，隨著湖北漢陽鐵廠等中國近代鋼鐵工業的興起也帶動了耐火材料的發展，但是由於經濟落後，鋼鐵工業薄弱，耐火材料工業發展並不快。中華人民共和國成立以後，因經濟建設和鋼鐵工業發展的需要，地質部門投入了很大力量，先後勘探和開發了山東淄博的萬山和小口山耐火粘土礦，以及山西太原東山、河北唐山半壁店、河南鞏縣涉村、內蒙古包頭雜懷溝、吉林舒蘭水曲柳等一大批耐火粘土礦。耐火粘土的產量也由1949年的2.2萬t猛增到1954年的364.4萬t。60年代以後，我國相繼在山東、河北、山西、河南等省進行了勘探，先後探明了山西陽泉太湖石；山東章丘明水、淄博羅村和洪山；河南新安張窯院、焦作大窪；四川米易二灘等許多大、中型耐火粘土礦床，從而使我國進入了世界上的耐火粘土儲量和產量都比較大的國家行列。