Simone
一、概述
耐火粘土是指耐火度大于1580℃的粘土，依其理化性能、矿石特征和工业用途，一般分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土等四种。
耐火粘土中常见的主要矿物有：一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石、珍珠陶土、高岭石、迪开石、水铝石、埃洛石、伊利石、叶蜡石、蒙脱石。这些主要矿物的化学成分见表3-21-1；耐火粘土中的次要矿物有褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、钛矿铁、金红石、白钛矿、锐钛矿、石英、蛋白石、玉髓、电气石、锆石、石榴子石、长石、角闪石、辉石、榍石、方解石、白云石、石膏等。
耐火粘土的有害杂质主要有铁的氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐、游离SiO2、钙和镁的碳酸盐和硫酸盐、锰的氧化物、钾和钠的氧化物、炭质和有机质等。此外，钛的氧化物常因其含量的多少，而在耐火粘土中有不同的作用。
表3-21-1 耐火粘土中常见主要矿物的化学成分
表3-21-1 耐火粘土中常见主要矿物的化学成分
表3-21-2 耐火粘土矿石工业类型
表3-21-2 耐火粘土矿石工业类型
注：高铝粘土、硬质粘土不具可塑性，半软质粘土、软质粘土具可塑性。
耐火粘土的化学成分，一般不稳定，其主要成分为Al2O3、SiO2、H2O，次要成分为TiO2、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、Na2O、K2O、CO2、SO3以及有机物等。
二、矿石类型及工业要求
1.耐火粘土矿石工业类型
见表3-21-2。
2.工业要求
耐火粘土一般质量要求列于表3-21-3，矿床开采技术条件一般要求列于表3-21-4。
表3-21-3 耐火粘土的一般质量要求
表3-21-3 耐火粘土的一般质量要求
表3-21-4 耐火粘土矿床开采技术条件一般要求
表3-21-4 耐火粘土矿床开采技术条件一般要求
评价高杂质耐火粘土的参考指标如下。高杂质耐火粘土指的是含碱、钛、铁高的耐火粘土，常见的有以下四种。
（1）高碱高铝粘土（含K2O+Na2O＞1%） 其工业指标除一般要求外，并要求K2O+Na2O＜2%,TiO2＜4.5%，可制低级高铝制品和无荷重软化温度要求的浇铸用砖。
（2）高碱硬质粘土（含K2O+NaO＞1%） 其参考指标，见表3-21-5。
表3-21-5 高碱硬质粘土参考工业指标
表3-21-5 高碱硬质粘土参考工业指标
（3）高钛耐火粘土（TiO2>4.5%） 其工业指标除一般要求外，对高钛高铝粘土，要求TiO2＜15%；对高钛高铝衫枝链粘土，一般要求TiO2＜7.5%。
（4）高铁耐火粘土（Fe2O3＞3.5%） 其工业要求Fe2O3＜5%。
三、矿产资源概况
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，内蒙古准格尔，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—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、储量大或孙、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、自治区中仅次搭毕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，占全省总储量的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，占总储量的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量占总储量的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，硬质粘土矿石最多，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%。软质粘土矿石最少，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，其Al2O3含量较前者为高，故其耐火度也最高。
从矿石品级看，以I、Ⅱ级品占多数，品级在Ⅱ级以上（含Ⅱ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%；I级品有5934.4万t，占总量的21.23%；Ⅱ级品有6529.5万t，占总量的23.36%；Ⅲ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%；Ⅱ级品有6787.5万t，占总量的24.28%；Ⅲ级品有4276.7万t，占总量的15.3%。软质粘土矿石I级品有1299.6万t，占总量的4.65%；Ⅱ级品有606.8万t，占总量的2.17%；Ⅲ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量品级不明。
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，占总储量的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t。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，储量5982.1万t；11处值得进一步工作，现有储量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，占全省已采矿石总量的9.0%。此外，新安县张窑院、郁山，三门峡市七里沟，陕县杜家沟诸矿区有少量开采。河南省耐火粘土矿储量大、质量好、易开采，交通运输方便，因此成为我国重要的耐火材料生产基地。
四、耐火粘土的主要用途
工业上通常将耐火粘土作为耐火材料的一种原料使用，一般用于粘土质耐火材料和高铝质耐火材料。主要用于冶金、机械等部门，其次为轻工、建材、化工、国防等部门。
五、产品的工业技术指标
（一）冶金工业部部颁标准，硬质粘土熟料技术条件（YB2211-82）的技术要求，本标准适用于供耐火材料用的硬质粘土熟料产品。
产品按其理化指标分为下列品级，列于表3-21-6。
表3-21-6 产品理化指标
表3-21-6 产品理化指标
（1）与煤接着触煅烧的产品通过5mm标准筛的筛下料不超过5%；用回转窑和外燃式窑煅烧的产品，通过5mm标准筛的筛下料不超过8%。
（2）产品中的杂质含量：特级品不超过3%，其他品级不超过4%。
（3）产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。
（二）高铝矾土熟料技术标准（YB2212-82）的技术要求，本标准适用于供耐火材料用的高铝矾土熟料产品
（1）产品按其理化指标分为下列品级，见表3-21-7。
表3-21-7 高铝矾土熟料产品理化指标
表3-21-7 高铝矾土熟料产品理化指标
（2）与煤接触煅烧的产品，通过10mm标准筛的筛下料不超过10%；回转窑和外燃式窑煅烧的产品，通过5mm标准筛的筛下料不超过10%。
（3）产品中的杂质含量不超过4%。
（4）同一品级中允许相邻混级品不大于10%。
（5）产品中不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。
（三）软质及半软质粘土技术标准（YB2213—78）的产品理化指标，见表3-21-8。
表3-21-8 软质及半软质粘土产品理化指标
表3-21-8 软质及半软质粘土产品理化指标
（四）高铝粘土的标准分类，见表3-21-9。
表3-21-9 高铝粘土的标准分类
表3-21-9 高铝粘土的标准分类
（五）用于陶瓷原料对耐火粘土的质量要求
①原料质量均一；②Fe2O3在0.5%以下；③具有适当的可塑性；④烧成后色泽纯白，不变形；⑤成型干燥时收缩均一，无龟裂。
其他用途的质量要求，现尚无标准，可参考主要用途质量要求。
