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耐火粘土耐火粘土 [1] 是指耐火度大于1580℃、可做耐火材料的粘土和用作耐火材料的铝土矿。它们除具有较高的耐火度外，在高温条件下能保持体积的稳定性，并具有抗渣性、对急冷急热的抵抗性，以及一定的机械强度，因此经煅烧后异常坚定。耐火粘土主要用于冶金工业，作为生产定型耐火材料（各种规格的砖材）和不定型耐火材料的原料，用量约占全部耐火材料的70%。
目录
成分
耐火粘土的化学成分是影响其质量的重要因素之一。Al2O3是耐火粘土的有益组分，主要赋存于氢氧化铝矿物（一水硬铝石、勃姆石、三水铝石），其次赋存于铝硅酸盐矿物（高岭石、伊利石、蒙脱石等）中。一般来说，软质和半软质粘土含Al2O3为30%～45%，硬质粘土为35%～50%，高铝粘土为55%～70% [2] 。SiO2主要赋存于粘土矿物中，亦有微量的原生石英残屑存在。SiO2含量变化较大，高铝粘土中一般为3%～35%，硬质粘土中为43%～66%。 Fe2O3主要赋存于赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、菱铁矿中，是耐火粘土的主要有害成分。Fe2O3含量无明显规律，高铝粘土中含量在0.5%～2.2%，硬质粘土中含量在0.5%～2.5%，软质粘土中一般为1.0%～2.5%。K2O和Na2O也是耐火粘土的有害杂质，主要赋存于伊利石和云母类等矿物中，含量变化较大。CaO和MgO等虽为有害杂质，但含量一般甚微。
分类
耐火粘土按可塑性、矿石特征和工业用途分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土四种。软质粘土一般呈土状，在水中易分散，与液体拌合后能形成可塑性泥团；半软质粘土的浸散性较差，其浸散部分与液体拌合后亦可形成可塑性泥团。这二种粘土在制作耐火制品时常用作结合剂。硬质粘土常呈块状或板片状，一般在水中不浸散，耐火度较高，为耐火制品的主要原料。高铝粘土Al2O3的含量较高，硬度和比重较大，耐火度高，常用以制造高级粘土制品。 [3]
应用
耐火粘土主要用于冶金工业，作为生产定型耐火材料（各种规格的砖材）和不定型耐火材料的原料，用量约占全部耐火材料的70%。耐火粘土中的硬质粘土用于制作高炉耐火材料，炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖。高铝粘土用于制作电炉、高炉用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火泥。硬质粘土和高铝粘土常在高温（1400～1800℃）煅烧成熟料使用。 [3] 耐火粘土在建材工业上用以制作水泥窑和玻璃熔窑用的高铝砖、磷酸盐高铝耐火砖、高铝质熔铸砖。高铝粘土经过煅烧，然后与石灰石混合制成含铝水泥，这种水泥具有速凝能力及防蚀性和耐热力强的特点。 耐火粘土在研磨工业、化工工业和陶瓷工业等方面也有重要的用途。高铝粘土经过在电弧炉中熔融，制造研磨材料，其中电熔刚玉磨料是应用最广泛的一种磨料，占全部磨料产品的2/3。高铝粘土可以用来生产各种铝化合物，如硫酸铝、氢氧化铝、氯化铝、硫酸钾铝等化工产品。在陶瓷工业中，硬质粘土和半硬质粘土可以作为制造日用陶瓷、建筑瓷和工业瓷的原材料。 此外，高铝粘土还用于油井中，作为净化石油用的支撑剂，在农业上作为促肥剂，以及用作抗滑、抗磨的铺路材料，等等。硬质粘土还用于制新型耐火绝热材料——耐火纤维，它具有耐高温、导热系数小、耐酸碱、吸音和质轻等优点，在冶金、机械、电子、玻璃、陶瓷等工业上应用广泛。
分布
耐火粘土在我国分布很广，常与煤系地层密切伴生，如辽宁复州湾、吉林水曲柳、河南焦作、河北古冶、山东淄博、山西太原等地都是著名产地 [2]
资源储量
我国的耐火粘土矿石类型及品种齐全，矿床分布广泛，根据国土资源部2013年全国矿产资源储量通报，分布于全国27个省区的耐火粘土矿区数479处，查明资源储量为25.1亿t，另外还有地方中小矿山1 000余座，其中山东、山西、河北、河南、陕西、贵州及湖北等地资源集中，探明的储量为全国的85%。其中高铝粘土主要分布于山西、河南及贵州，查明资源储量在3.2亿t左右 [4]我国的耐火粘土资源丰富，是我国的优势矿产之一。矿石类型和品种齐全。全国矿产地达250处以上，绝大多数省、市、自治区都有分布，其中山东、山西、河北、河南、辽宁、内蒙古，吉林及湖北等地资源较集中，探明的储量为全国的76%。高铝粘土主要分布于山西、河南及贵州;硬质粘土主要分布于辽宁、内蒙古、河北、山东、河南、湖北、安徽、四川;软质粘土主要分布于黑龙江、吉林、内蒙古、山西、河南及广东各地。耐火粘土矿多分布于储煤盆地内，对开发十分有利，目前主要矿产地有:山西阳泉、孝义，河南巩县、新安，河北唐山、沙河，山东章丘、淄博，贵州修文，内蒙占准格尔，辽宁复县，吉林舒兰、黑龙江牡丹江，安徽淮北，湖北恩施、宜城，陕西铜川等耐火粘土矿。耐火粘土矿床多分布于古陆边缘，有一些矿床分布于古侵蚀面上，约有80%的矿床产于石炭纪一二叠纪，10%矿床产于侏罗纪，其余产于第三纪，第四纪。耐火粘土矿在河南省分布广、储量大、品种齐全，是我省的优势矿产资源之一。截至1991年底，全省共有探明储量的耐火粘土矿产地41处。其中规模为大型的5处，中型的24处，小型的12处。累计探明储量29433.2万t，保有储量27948.9万t，在各省、市、自治区中仅次于山西省而居全国第二位。 河南省的耐火粘土矿分布在豫西、豫北和豫中的焦作、郑州、洛阳、三门峡、平顶山、许昌等6市的15个县(市)中。其中，以郑州市的储量最丰，境内9个矿产地内有矿石储量11419.6万t，占全省总储量的40.86%。其次，是洛阳市，有8个矿产地。矿石储量为7677.9万t，占全省总储最的27.47%}再次是焦作市，境内14个矿产地有矿石储量4299.9万t，占全省的15.38%。往下，依次是三门峡、平顶山和许昌市。矿产地数分别是5处、3处和2处，矿石储量依次为2006.5万t、1957.7万t和587.3万t。从地质勘查工作程度来看，41处矿产地中，经过详细勘探的有23处，保有储量8580.3万t，占总储最的30.70%;经过初步勘探的有8处，储量15706.9万t，占总储量的56.20%;经过详细普查的有8处，储量3074.4万t，占总储量的11.00%。经过初步普查的只有2处，储量587.3万t，仅占总储量的2.10%。以上数据显示.达到详勘、初勘程度的粘土矿产地有31处，矿石储量占了总量的86.90%,耐火粘土矿的地质勘探工作程度较高。如果按矿产组合来划分矿床类型.只有耐火粘土单一矿产的矿床有7处，储量2015.2万t，占总储量的7.21%;以耐火粘土为主要矿产，有其他矿产共伴生的矿床有12处，耐火粘土矿石储量12913.9万t，占总储量的46.21%;与其他矿产如铝土矿、赤铁矿、黄铁矿等共生的粘土矿床有22处，储量13019.8万t，占总储46.58%。以单一矿产的形式产出的耐火粘土矿较少。根据矿床成因来划分，耐火粘土矿床的类型很简单，皆属化学和生物化学沉积矿床类型。赋矿地层主要为中石炭统本溪组，是一套在奥陶系或寒武系风化侵蚀面上沉积发育的富铝富铁的粘土岩。该层位中赋存的耐火粘土矿石储毓占总储量的90%以上，且常有铝土矿、赤铁矿、黄铁矿等矿产与其共生或伴生。另一个赋矿层位是二叠系上石盒子组。目前，仅在个别矿区有探明储量。按矿石类型来划分，则有高铝粘土矿石、硬质粘土矿石和软质粘土矿石3种。其中.硬质枯土矿石最多，有储量14250万t，占总储量的50.99%。其次，是高铝粘土矿石，有储量11732.5万t,占总储量的41.98%。软质枯土矿石最少，只有1966.4万t，仅占总储量的7.04%.硬质和软质粘土矿石主要成分为高岭石，而高铝粘土矿石主要成分为一水硬铝石。从矿石品级看，以一,二级品占多数，品级在二级以上(含二级)的矿石占总量的81.47%,其中，硬质粘土矿石特级品有1329.4万t，占粘土矿石总量的4.76%;一级品有5934.4万t，占总量的21.23%; 二级品有6529.5万t，占总量的23.36%;三级品有287.5万t，仅占总量的1.03%,高铝粘土矿石特级品有283.7万t，占总量的1.02%; 二级品有6787.5万t，占总量的24.28%;田级品有4276.7万t，占总量的15.3%。软质粘土矿石一级品有1299.6万t，占总量的4.65%; 二级品有606.8万t，占总量的2.17%; 三级品只有60万t，仅占总量的0.21%。此外，硬质和高铝粘土矿石中均有少最品级不明。按矿床的开采方式来分，适于露天开采的矿石有11085.7万t，占总量的39.66%;需地下开采的矿石有7038.1万t，占总储里的25.18%:可混合开采的有6419.7万t，占22.97%。此外，尚有3405.4万t矿石的开采方式不明，占总储量的12.18%。河南省的耐火粘土矿早在50年代就已开采利用。至1991年底，累计采矿石1484.3万:。全省41处矿产地中，正在开采有13处，保有矿石储量11434.8万t;已停采的有1处，储量91万t ;矿石采尽已闭坑的有1处;尚未开发利用的有26处，储量16423.1万t。26处未开发的矿产地中。有11处被推荐近期利用，储量6017.1万t; 4处可供边探边采，储掀5982.1万t; 几处值得进一步工作，现有储虽4423.9万t。河南省耐火粘土矿开发利用最多的首推焦作市。该市境内的14处矿产地中有8处获得开发利用，历年累计采矿石955.7万t，占全省已采矿石总量的64.4%，主要采矿单位有武汉钢铁公司焦作粘土矿、焦作市安阳坡枯粘土矿、焦作市西张庄粘土矿、焦作市上刘庄粘土矿等矿山企业。其次，是登封县庄头矿区。登封粘土矿已采矿石316.1万t,占全省已采矿石总量的21.3%再其次，是巩义市涉村矿区。巩义粘土矿已采矿石134.3万t。占全省已采矿石总最的9.0%。此外，新安县张窑院、郁山，三门峡市七里沟，陕县杜家沟者矿区有少量开采。河南省耐火粘土矿储量大、质星好、易开采，交通运输方便.因此成为我国重要的耐灭材料生产基地。[1]
矿床类型及分布
沉积在较老岩层不整合面上的耐火粘土矿床 该矿床位于石炭系二叠系底部，水铝石和高岭石为主，矿床一般较大。沿走向延伸1 000一3 500m，倾斜延伸300一500m，厚达十几米。矿石工业类型主要以高铝粘土矿和硬质粘土矿为主，是我国重要耐火材料的原料，为主要开发利用的矿体。该类型矿床中高含量高铝粘土矿储量占全国耐火材料储量将近90% ,硬质粘土近60%。矿床实例:浙江方蒙山、山西阳泉、孝义、河北赵各庄、河南巩义、焦作等 [4] 。
夹于砂岩、砂页岩、凝灰岩中的矿床
此类矿床位于石炭系、二叠系、侏罗系、第三系、第四系岩层中，以高岭石类矿物为主，含少量石英，矿床一般厚为lm，沿走向、倾斜延展几十到几千米，产状平缓。矿石工业类型主要为硬质粘土和软质粘土矿。矿床实例:山西朔州、太原东山、山东王村、河北白马山等。
含煤岩系中的高岭土矿床
矿床位于石炭系、二叠系，产于煤系地层中的高岭石泥岩或高岭石耐火粘土矿床。矿物成分几乎由高岭石组成，少量一水软铝石，是一种优质高岭石耐火材料，含Al2O3 32%一38%, Si0241%一51%，灼减量12%一17%，杂质较低。矿床实例:山西大同、山东新坟等。
残积矿床
矿物以高岭石为主，主要产在酸性和中性的铝酸盐岩石风化壳中的中型或小型矿床。矿床实例:江西高岭十矿床
简史
中国在殷商时代就已大量冶炼青铜器。在湖北大冶铜绿山发现了春秋战国时代炼铜用的三座竖炉，竖炉残高1.8m，炉子内径0.6m，估计每天能处理1～1.5t矿石。在春秋战国之际（即公元前五六世纪之间）冶铸生铁也已用于生产。到西晋、南北朝时期（约公元前四五世纪）炼钢方法已发展到了基本成熟的阶段。毋庸置疑，铜、铁冶炼的历史，就是耐火材料应用的历史，在铜、铁冶炼业的发展中，耐火材料起了积极的作用 [5] 。 耐火材料大规模地开采和应用得业于近代工业，特别是钢铁工业的发展。我国在清朝末期，随着湖北汉阳铁厂等中国近代钢铁工业的兴起也带动了耐火材料的发展，但是由于经济落后，钢铁工业薄弱，耐火材料工业发展并不快。中华人民共和国成立以后，因经济建设和钢铁工业发展的需要，地质部门投入了很大力量，先后勘探和开发了山东淄博的万山和小口山耐火粘土矿，以及山西太原东山、河北唐山半壁店、河南巩县涉村、内蒙古包头杂怀沟、吉林舒兰水曲柳等一大批耐火粘土矿。耐火粘土的产量也由1949年的2.2万t猛增到1954年的364.4万t。60年代以后，我国相继在山东、河北、山西、河南等省进行了勘探，先后探明了山西阳泉太湖石；山东章丘明水、淄博罗村和洪山；河南新安张窑院、焦作大洼；四川米易二滩等许多大、中型耐火粘土矿床，从而使我国进入了世界上的耐火粘土储量和产量都比较大的国家行列。
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