【正文】 天然礦物巖石原料和工業(yè)廢渣 。 在確保產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性 、 抗凍性 、 耐磨性及釉面質(zhì)量的同時還可以降低燒成溫度 ， 縮短燒成時間 ， 減少色劑用量或不用色劑而直接獲得色彩釉面 ， 甚至可以不需預(yù)先燒制熔塊而直接配制生料釉進(jìn)行快速燒成 ， 從而大大降低生產(chǎn)成本 ， 提高產(chǎn)品的竟?fàn)幜?。 其中最常用的新原料為珍珠巖 ， 硅硼鈣石精礦和偉晶花崗巖 ， 工業(yè)廢渣及廢玻璃 。 非傳統(tǒng)天然礦物原料 珍珠巖系酸性火山巖漿噴出的玻璃質(zhì)熔巖 ， 它常常用于釉料中 。 河南 ， 安徽 、 浙江 、內(nèi)蒙古 、 遼寧等地均有珍珠巖分布 ， 其中以河南信陽產(chǎn)珍珠巖質(zhì)量較好 ， 主要組份為SiO2： 72%， Al2O3： 12～ 13%， K2O： 5～%， Na2O： ～ %， Fe2O3： 1%。 人工原料 氧化物 ： 氧化銅 (CuO)， 氧化鈷常為 (Co2O3) 等 金屬鹽 ： 碳酸鋇 (BaCO3)， 碳酸錳 (MnCO3)， 碳酸鋰 (Li2CO)， 碳酸鈉 (Na2CO3)， 碳酸鈣 (CaCO3)， 碳酸鎂 (MgCO3)， 硫酸鋇 (BaSO4)， 硝酸鉀 (KNO3)， 等 人工原料 氧化物 ： 氧化銅 (CuO)， 氧化鈷常為 (Co2O3) 等 金屬鹽 ： 碳酸鋇 (BaCO3)， 碳酸錳 (MnCO3)， 碳酸鋰 (Li2CO)， 碳酸鈉 (Na2CO3)， 碳酸鈣 (CaCO3)， 碳酸鎂 (MgCO3)， 硫酸鋇 (BaSO4)， 硝酸鉀 (KNO3)， 等 人工原料 鹵化物 ： 氟化鈣（ CaF2，有時可用螢石），氯化銨（ NH4Cl），氯化亞銀（ CuCl2），氯化亞錫（ SnCl2）及氯化鈉 (NaCl,可用食鹽 )等 其它 ： 氫氧化鋁 [Al(OH)3]，氫氧化鐵[Fe(OH)3]]，硼酸（ B2O33H2O）等 輔助原材料 澄清劑：氧化砷和氧化銻 、 硫酸鹽類原料 、 氟化物類原料 。 著色劑：前者有離子著色劑 、 膠體著色劑及化合物著色劑 ） ， 后者有 （ 物理脫色與化學(xué)脫色兩類 ） 。 氧化劑和還原劑：前者有硝酸鹽 、 氧化鈰 、As2O Sb2O3等 ， 后者有碳 、 酒石酸鉀 、 氧化錫等 。 乳濁劑：懸浮式 、 析出式及膠體乳濁式乳濁劑 。 輔助原材料 腐植酸鈉： 俗稱胡敏酸（ Humic acid）鈉，為一種黑褐色的無定形粉末，系腐植酸的鈉鹽 水玻璃： 一般系指偏硅酸鈉（ xNa2OySiO2），俗稱泡花堿，因其溶解于水成玻璃狀，故名水玻璃。顏色有無色、青綠或淡棕等種。 石膏： 為天然二水硫酸鈣礦物，主要用來制作模具。系將其加熱變成半水石膏（ CaSO4． 1／ 2H2O） 工業(yè)廢棄物 礦石采選 、 工業(yè)生產(chǎn) 、 加工 、 燃料燃燒 、 交通運輸?shù)刃袠I(yè)以及環(huán)境治理過程中所丟棄的固體 、 半固體物質(zhì)的總稱 。 它品種繁多 ， 數(shù)量巨大 。 其中屬于無機非金屬類的有各類尾礦 (如煤矸石等 )、 選礦尾砂 、粉煤灰 、 鋼渣 、 爐渣等量大面廣的工業(yè)廢渣 。 工業(yè)廢棄物 據(jù)不完全統(tǒng)計 ， 我國僅煤炭 、 冶金 、 電力 、化工等工業(yè)行業(yè)一年即產(chǎn)生數(shù)億噸固體廢物 。 其中煤矸石約為 t， 粉煤灰 6000萬 t， 鍋爐渣約8000萬 t， 約占我國工業(yè)固體廢物量的 50%。 年利用率只占當(dāng)年排放量的 1/4左右 ， 其中 70%用于建筑材料 。 截止 1988年 ， 全國積存的固體廢物己達(dá)66億 t， 累計占地面積 80萬畝 (l畝 =)。 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展 ， 固體廢物的產(chǎn)生量也不斷地增加 。 工業(yè)廢棄物 它們大都具有某些工業(yè)原料所具有的一些化學(xué) 、 物理特性 ， 比廢水 、 廢氣更易于收集 、 運輸 、 加工 ， 可進(jìn)行再利用 ， 具有巨大的資源潛力 。 在無機非金屬材料的生產(chǎn)過程中 ， 在保證產(chǎn)品質(zhì)量 ， 又不導(dǎo)致新的環(huán)境污染的前提下 ， 要優(yōu)先考慮用固體廢物作為原料 。 工業(yè)廢渣、礦 渣及添加物 決定工業(yè)廢渣或尾礦能否用作陶瓷原料 ，主要是看其化學(xué)組成的變化 。 一般 23種廢渣或尾礦同時使用 ， 并加入塑化劑來改善工藝性能 ， 例如采用下面的原料配比：粘土 1020%， 素坯粉 23%， 粉煤灰 3555%， 尾礦517%所生產(chǎn)出的面磚 ， 其各項指標(biāo)均達(dá)到了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求 。 以高嶺土礦山尾礦為主要原料也成功地研制出了尾砂玻璃馬賽克 。 工業(yè)廢渣、礦 渣及添加物 精細(xì)陶瓷坯料配方中 ， 額外添加或替代一般材料的功能原料有：硅藻土 、 膨潤土 、白云石 、 硅灰石精礦 、 含鋰礦物 、 骨粉和磷酸鹽及其一些聚合物 。 為了確保能生產(chǎn)出高質(zhì)量的陶瓷產(chǎn)品 ， 各國還積極研制以各種玻璃為主的有效易熔合成助熔劑 ， 并能使產(chǎn)品保持具有色白 、 透明 、 強度高等特點 。 工業(yè)廢渣、礦 渣及添加物 可有無機非金屬材料中應(yīng)用的廢渣 鈣質(zhì)工業(yè)廢渣：電石渣 、 糖濾泥 、 堿渣 、造紙廠的白泥 ， 主要成分都是 CaCO3。 粘土質(zhì)工業(yè)廢渣：赤泥 （ 提取氧化鋁時所排出的紅色工業(yè)渣 、 煤矸石 、 粉煤灰等 。 原料評價的總要求 陶瓷原料總體要求： 成分穩(wěn)定且長期保持均勻； 有益組分成分可不限制； 成分中雜質(zhì)含量不超限 原料的選用原則 原料的選用 ， 除適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)組成外 ，還必須充分考慮或利用物相在制造和使用過程中的晶形 、 體積變化和與介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng) 原料質(zhì)量的評價 化學(xué)成分是質(zhì)量的重要指標(biāo) ， 反之 ， 有些化學(xué)成分差的原料 ， 工藝性能卻很好 可以通過加工來提高其質(zhì)量 ， 我國歷來就有這種做法 原料蘊藏豐富 、 普遍 ， 而且往往可以就地取材 對于某些劣質(zhì)原料制成的陶瓷 ， 為使其外觀優(yōu)美 ， 可采用 “ 化妝土 ” 原料評價的總要求 問題： 如何確定陶瓷原料中的有益組分和有害組分 ？ 原料評價的總要求 評價陶瓷原料特征的三個參數(shù)（三種成分類型）： 化學(xué)成分 礦物成分 顆粒成分 原料評價的總要求 化學(xué)成分： 化學(xué)分析得出的成分 ， 通常以氧化形式表示 。 分析方法：化學(xué)分析 ， 儀器分析 。 化學(xué)分析靠得住些 ， 但費時 ， 費勁 儀器分析投入大 ， 速度快 ， 發(fā)展方向 ，但要注意校準(zhǔn) 。 常用的儀器有 X射線熒光譜 （ XRF） ； 新的方向：化學(xué)分析與儀器分析相結(jié)合 原料評價的總要求 陶瓷原料中的有益組分：能有利于提高產(chǎn)品性能的成分，也是原料的主要構(gòu)成成分，如高嶺土中的 Al2O SiO2。 高嶺土成分： Al2O32SiO22H2O 原料評價的總要求 中性成分，有時也可算成是有益組分，如 CaO、 MgO、 K2O、 Na2O，它們也是成瓷的重要組分，但含量高時，會降低高嶺土的耐火度，縮短燒結(jié)范圍，過多時還會引起坯泡。其中 CaO含量多還會影響色面，實驗證明坯體中 CaO的含量超過 %，便會出現(xiàn)淡綠色。 原料評價的總要求 有害組分：影響產(chǎn)品性能的組分 ， 如Fe2O3和 TiO2， 其主要影響就是使產(chǎn)品產(chǎn)生不希望的顏色 。 富鋁高嶺土 ， 要求 Fe2O3和 TiO2的含量＜ %， 否則對白瓷色面將帶來愈加有害的影響 。 原料評價的總要求 《 日用陶瓷用高嶺土標(biāo)準(zhǔn) 》 ： 高嶺土的 Al2O3含量： 一級 ≥35%，二級 ≥32％，三級 ≥28%； 富硅高嶺土 Al2O3含量： 一級 ≥20%，二級 ≥18%，三級 ≥14%。 原料評價的總要求 礦物組成 通過物相分析得出，通常有顯微鏡鑒定法及采用 X射線衍射（ XRD）法。紅外線譜也可用于 “ 有機 ” 礦物的測試。還有其它可以測定材料結(jié)構(gòu)的一些設(shè)備。 原料評價的總要求 陶瓷原料中的礦物組成 （ 高嶺土 ） ： ? 有益組成： 高嶺石： 長石－高嶺石之間的中間礦物： 石英：低溫時可削弱粘土質(zhì)的可塑性 、 結(jié)合性 。 超過 1450℃ 時 ， 為強的易熔物 ， 與粘土物質(zhì)組成易熔共融物 ， 降低耐火度 。 ? 有害組成： 鐵質(zhì)礦物：存在形式褐鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦等。易使產(chǎn)品發(fā)生溶洞、鼓脹、斑點或顯色。在還原性氣氛中燒成，將成氧化亞鐵，而使坯體顯藍(lán)綠色。隨著鐵含量的增加，最后可能變成藍(lán)黑色。在氧化性氣氛中燒成，則都成為三價鐵。根據(jù)鐵含量的多少，坯體將顯現(xiàn)淡黃色至深紅色。 鈦質(zhì)礦物：是一種較強的熔劑，對瓷的顏色也有較大的影響，易使粘土呈藍(lán)灰色。 原料評價的總要求 原料評價的總要求 一些典型原料的標(biāo)準(zhǔn)要求 長石 石英 長石原料 長石：要求其中含 K2O或 Na2O， 堿金屬盡可能多 ， 著色氧化物盡可能少 在外觀質(zhì)量上 ， 一般要求礦石呈致密塊狀 ， 無明顯云母和粘土雜質(zhì) ， 無嚴(yán)重鐵質(zhì)污染 。 礦石或粉末經(jīng) 1350℃ 高溫煅燒后為半透明和乳白色或稍帶淡黃色 ， 無明顯斑點和氣泡 。 陶瓷生產(chǎn)中一般都喜用鉀長石 （ 鉀鈉長石中含鉀量較多者 ） ， 這是因為其熔融物的粘度比鈉長石大 ， 隨溫度變化的速度也慢 ， 燒成溫度范圍也就較寬 ， 因而易于燒成 ，防止高溫變型等之故 。 原料評價的總要求 長石中含鐵量的要求嚴(yán)格 ， 不僅因為其使制品白度降低 ， 而且由于長石常與云母 、角長石伴生 ， 這些含鐵礦物不在高溫下不能與長石互溶 ， 因而使制品出現(xiàn)黑色斑點 。 原料評價的總要求 輕工部 《 日用陶瓷用長石標(biāo)準(zhǔn) 》 名 稱 級 別 化 學(xué) 成 分 （ %） Fe2O3+TiO2 其中 TiO2 其中 K2O 其中 Na2O 鉀 長 石 1 ≤ ≤ ≥ 不限 2 ≤ ≤ ≥ 不限 3 ≤ ≤ K2O 大于 Na2O含量 鈉 長 石 1 ≤ ≤ 不限 ≥8 2 ≤ ≤ 不限 ≥7 3 ≤ ≤ Na2O大于 K2O含量 原料評價的總要求 石英原料 SiO2是陶瓷坯料中重要組成部分 ， 在建筑陶瓷中它的含量在 70％ 以上 ， SiO2成分除了粘土 、 長石供給一部分外 ， 石英是主要供給者； 不同的產(chǎn)品和用途 ， 對石英的質(zhì)量要求也不同 ， 但總是希望其 SiO2含量要高而著色氧化物要低 。 原料評價的總要求 輕工部 《 石英和石英砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 》規(guī)定為石英原礦為塊狀 ， 白色或乳白色 ，透明或半透明 ， 無嚴(yán)重鐵質(zhì)污染 。 石英砂原礦為顆粒狀 ， 白色或灰白色 ， 無明顯云母或粘土雜質(zhì) 。 此外 ， 石英和石英砂原礦或粉末經(jīng) 1350℃ 高溫煅燒后 ， 要求一 、 二級潔白或灰白 ， 三級為白色或淡黃色 。 原料評價的總要求 名 稱 級 別 化 學(xué) 成 分 SiO2 Fe2O3+TiO2 其中 TiO2 石 英 1 ≥99 ≤ ≤ 2 ≥97 ≤ ≤ 3 ≥95 ≤ ≤ 石 英 砂 1 ≥98 ≤ ≤ 2 ≥96 ≤ ≤ 3 ≥94 ≤ ≤ 輕工部 《 日用陶瓷用石英標(biāo)準(zhǔn) 》 原料評價的總要求 問題回顧： 在我們強調(diào)的三個成分中 ， 通常我們只談?wù)摶瘜W(xué)成分與礦物成分 ， 而很少論及顆粒成分 ？ 在研究陶瓷配方時 ， 我們卻只用化學(xué)成分 ， 而不用礦物成分 ？ 原料評價的總要求 陶瓷原料的評價 ? 評價原料有兩種情況：一是入廠前的原料評價 → 決定是否采購該批原料；二是入廠后的原料檢驗 → 決定是否可直接用于配方中。 ? 很多頻繁變換原料產(chǎn)地，上述工作成了日常的工作，且配方的穩(wěn)定性工作難度較大。 陶瓷原料的評價 ? 從三個方面評價原料的成分： ? 化學(xué)成分：通常所用 ? 礦物成分：難以測量 ? 顆粒成分：用加工達(dá)到，應(yīng)用兩指標(biāo)，一是顆粒的大小，另一是顆粒的分布。 ? 評價與加工實質(zhì)上是盡可能使上述三種成分達(dá)到工藝要求。 陶瓷原料的評價 無機材料生產(chǎn)原料的使用方式： ? 混合物－ → 單物相（物種），分離的代價較大，但所制備的材料性能可以得到保證，特種陶瓷中用； ? 混合物－ → 直接使用，傳統(tǒng)陶瓷都用此法，成分復(fù)雜，可通過工藝作有限的改動； ? 盡可能地使用天然原料，是生產(chǎn)普通硅酸鹽材料降低成本的重要方法。 陶瓷原料的評價 ? 普通硅酸鹽材料本身就是混合物。 依據(jù)一 ? 歷史上，陶瓷產(chǎn)地與優(yōu)質(zhì)原料產(chǎn)地相一致，說明是就地取材，一個地方的原料（混合物