风化型和含煤建造沉积型高岭土的物质组成对比研究

第23卷　第3期华　东　地　质　学　院　学　报Vol.23　No.3

2000年9月JOURNAL　OF　EAST　CHINA　GEOLOGICAL　INSTITUTESep.,2000

风化型和含煤建造沉积型高岭土的物质组成对比研究

魏俊峰

(中国科学院广州地球化学研究所,广州五山,510640)

摘　要:我国高岭土资源丰富,矿床类型多,其中风化型和含煤建造沉积型是两类比较重要的高岭土矿床,对这两类高岭土矿床化学组成、矿物组成及高岭石矿物学特征的异同点进行研究和探讨。其结果表明,风化型高岭土的化学成分一般属硅高铝低型,钾含量偏高,钛含量低,铁含量则随成矿母岩和风化条件的不同波动范围大,矿物组成主要为结晶度较差的高岭石、水云母和石英,以及极少量的管状埃洛石。含煤建造沉积型高岭土一般属铝高硅低型,钾含量低,钛含量明显偏高,矿物组成简单,高岭石含量>95%,结晶度较好。

关键词:高岭土;化学组成;矿物组成;矿物学特征

中图分类号:P619.23+2　文献标识码:A　文章编号:1000-2251(2000)03-0184-04

0　前言

高岭土是一种重要的非金属矿产资源,具有多种优良的物化性能,广泛应用于陶瓷、造纸、橡塑、化学、冶金、环保及电子工业等领域[1-2]。

我国高岭土资源丰富,矿床类型多,其中风化型和含煤建造沉积型最为重要[1]。前人分别对这两类矿床的高岭土进行了较系统的研究,但两类高岭土的对比研究报导较少。由于这两类矿床的高岭土的化学组成、矿物组成和高岭石矿物特征以及物化性能等存在差异,因此,在开发利用时其用途和加工方法都有所不同。本文着重于两类高岭土物质组成的对比研究,以期为开发两类高岭土提供

基础资料。

1　样品的采集和制备

本文所研究的高岭土样品部分,为高岭土公司的产品,部分为高岭土矿床的原矿。高岭土产品的加工流程为:矿碎—捣浆—筛分除砂—分级—脱水—干澡。对于这部分样品,详细研究高岭矿物的种类和特征外,不再对它们进行进一步的提纯和分级处理。对于原矿,首先将矿石经颚式破碎和对辊破碎(最大出料粒度4mm)粗粉碎后,用水浸泡,过300目水筛,提取高岭土精矿。

样品的产地、来源、矿床类型等如表1所示。

表1　高岭土样品一览表Tab.1　Alistofkaolinsamples

样号LY-2ZP-2TA-2SQ-2AH-2YF-2NM-2

产　地福建龙岩福建漳平福建同安福建泰宁安徽濉溪江西宜丰内蒙大青山

来　源

龙岩高岭土联合公司产品漳平高岭土开发公司产品同安高岭土公司产品上青高岭土矿原矿提取烈山高岭土矿原矿提取鹅湖岭高岭土矿原矿提取西北地质局208大队

外观白色灰白色浅褐色灰黄色灰色白色灰黑色

粒度/目<325<325<360<300<300<300粉末

矿床类型花岗岩风化型

石英班岩、花岗班岩风化型花岗岩风化型石英斑岩风化型含煤建造沉积型花岗岩风化型含煤建造沉积型

修稿日期:2000-03-07

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2　高岭土的化学组成

对几个高岭土样品进行了化学全分析,结果如表2所示。

高岭土的化学成分,对高岭土的物化性能和应用影响较大,尤其是铁、钛含量,直接影响高岭土的自然白度和烧成白度。高岭石的理论化学组成是:SiO2:46.54%;Al2O3:39.50%;H2O:13.96%;SiO2/Al2O3分子数比值为2[3]。从表2可以看出:(1)样品ZP-2,LY-2,TA-2,AH-2的SiO2/Al2O3分子数比值接近于高岭石的理论值,为1.98～2.19,而SQ-2则明显地偏离理论组成,为4.34。SiO2/Al2O3分子数比值越大,说明高岭土中残留的细粒石英越多。(2)含煤建造沉积型高岭土的SiO2/Al2O3分子数比值<2.0,Al2O3含量偏高;而风化型高岭土的SiO2/Al2O3分子数比值>2.0,SiO2含量偏高。

高岭土化学成分中的K2O,Na2O,MgO,CaO主要代表了母岩中残留的矿物如长石、白云母等,以及其它的粘土矿物如伊利石、蒙脱石等。在采集的样品中,风化型高岭土的K2O含量较高,尤其是样品SQ-2,ZP-2和LY-2,并且K2O含量变化范围宽;而含煤建造沉积型高岭土的K2O含量极低,只有0.06%。

Fe2O3,FeO及TiO2,对于高岭土性能和应用来说是有害成分。在研究的样品中,铁含量(Fe2O3+FeO)差异较明显,TA-2的铁含量最高,为1.59%;LY-2的铁含量最低,为0.35%。含煤建造沉积型高岭土的TiO2含量高,明显大于风化型,这与前人的研究结果相吻合

[1]

3　高岭土的矿物组成

不同产地、不同矿床类型的高岭土矿的矿物成分不同。作者对样品进行了X—射线衍射分析(RigakuD/max—ⅢB型X射线衍射仪)、差热分析(CFS—Ⅱ改进型差热分析仪)和扫描电镜分析(Hi-tachiX—650型扫描电子显微镜)。

在风化型高岭土样品的X—射线衍射图谱中,除样品TA-2只能分辨出高岭石和石英两种物相

外,其余样品还可分辨出水云母相。而在含煤建造沉积型高岭土样品的X—射线衍射图谱中,则只能分辨出高岭石相。

根据物相分析的结果,结合化学分析的数据,对高岭土样品的主要矿物成分(即X—射线图谱中能够判别出来的)进行了定量计算[4]。计算时采用的矿物结构式如下:

水云母　K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O　分子量=800.95

高岭石　Al2O3·2SiO2·2H2O石　英　SiO2

分子量=258.15分子量=60.08

物相分析及计算结果(表3)表明,含煤建造沉积型高岭土,矿物成分简单,基本为高岭 …… 此处隐藏：4438字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……