尋找耐材原材料的礦物組成及化學成分和性能
1. 焦寶石(FLINT CLAY)
1.概述
焦寶石是我國優質硬質粘土的代表。我們所說的焦寶石壹般指的是熟焦寶石(CALCINED CLAY)。它是焦寶石原礦經高溫煆燒後形成的。煆燒後的焦寶石Al2O 3含量在44%左右，Fe2O3不大於2%。成分穩定，質地均勻，結構致密，斷面呈貝殼狀。
焦寶石的組成與成分較復雜，無固定結構和組成。焦寶石在水中不易分散，可塑性較低。我國目前已知的焦寶石多為高嶺石單礦物型的沈積粘土。間或也有迪開石或水雲母類礦物伴生。其Al2O3和SiO2含量的波動範圍較小。從化學組成看，它接近於高嶺石的理論組成(Al2O3/3SiO2=0.85)，所含雜質除遊離石英外，還有少量含鐵礦物和堿金屬氧化物。
焦寶石經高溫煆燒後常見顏色有：純白、淡灰色、淡黃茶色，還有少量的褐色鐵皮料。
2.性質
焦寶石具有耐熱性和燒結性。
首先，焦寶石是多種含鋁矽酸鹽的混合物。主要化學成分是Al2O3和SiO2兩種氧化物，雜質主要為堿、堿土和鐵、鈦等的氧化物，以及壹些有機物。各種氧化物均起助熔作用，會降低原料的耐火度。因此，焦寶石中雜質含量，尤其是Na2O+K2O含量越低，其耐火度越高。而Al2O3/3SiO2比值越接近理論值(A/S=0.85)，則表明焦寶石純度越高。A/S越.大，焦寶石的耐火度越高，燒結熔融範圍也就越寬。優質焦寶石耐火度可達1750℃以上。
另外，焦寶石經高溫煆燒後具有體積穩定、強度大及吸水率小等特性。衡量焦寶石燒結程度的指標壹般有真比重、體積密度、氣孔率、吸水率、燒縮率等。燒結程度好的焦寶石吸水率小於5%，體積密度大於2.55g/cm3。
3.產地
主要有山東、河北、山西、河南、安徽等。尤以山東王村壹帶品質較好，其焦寶石白度和光度好，且有磁性。
4.用途
用於生產高級耐火材料，制造陶瓷，矽酸鋁耐火纖維的生產及軍工等。
5.包裝及出口國別
焦寶石多為散裝，也有部分小粒度(主要5mm以下)為噸袋裝。主要出口到日本、東南亞、歐洲等。
6.規格及檢驗指標
焦寶石化學成分比較穩定，出口級別壹般為：?
(1)Al2O3：不小於44%；Fe2O3：不大於1.5%；B.D.：不小於2.45g/cm3；
(2)Al2O3：不小於45%；Fe2O3：不大於1.2%；B.D.：不小於2.50g/cm3；
(3)Al2O3：不小於46%；Fe2O3：不大於1.2%；B.D.：不小於2.55～2.58g/cm3；
另：K2O+Na2O+CaO+MgO:0.5～1.0%以下。
粒度：根據合同要求。壹般有100mm、50mm、30mm、25mm、5mm、3mm、2mm、1mm及100目、200目等。
水份：0.5～1.0%(超出部分扣重或罰款)。
7.檢驗標準
同礬土商品。
8.註意事項
焦寶石品質較穩定，在對外簽定合同時應留有余地，個別指標不要簽定超過焦寶石實際品位的條款，以免造成損失。另外，因焦寶石往往要求白度，故在運輸、加工及儲存時應防止煤炭及其它雜質汙染。
2. 礬土(BAUXITE)
1.概述
礬土礦學名鋁土礦、鋁礬土。其組成成分異常復雜，是多種地質來源極不相同的含水氧化鋁礦石的總稱。如壹水軟鋁石、壹水硬鋁石和三水鋁石(Al2O3? 3H2O)；有的是水鋁石和高嶺石(2SiO2?Al2O3?2H2O)相伴構成；有的以高嶺石為主，且隨著高嶺石含量的增高，構成為壹般的鋁土巖或高嶺石質粘土。鋁土礦壹般是化學風化或外生作用形成的，很少有純礦物，總是含有壹些雜質礦物，或多或少含有粘土礦物、鐵礦物、鈦礦物及碎屑重礦物等等。
鋁土礦的定義名稱還不夠統壹，這與各個國家的資源情況及工業需求有關。各個時期名稱也不壹致，但基本上大同小異。在我國壹般認為：“鋁土礦系指礦石之含鋁量較高(40%以上) ，鋁矽比值大於2.5者(A/S≥2.5)，其小於此數值者則稱為粘土礦或鋁土頁巖或鋁質巖”。在我國已探明的鋁土礦儲量中，壹水鋁石型鋁土礦占全國總儲量的98%左右。
目前，已知賦存鋁土礦的國家有49個。我國有豐富的鋁礬土資源，約37億噸，居世界前列， 與幾內亞、澳大利亞、巴西同屬世界鋁礬土資源大國。但生產供耐火材料用的高鋁礬土的國家只有圭亞那和我國,其他國家的鋁礬土含鐵量高，多用於煉鋁和研磨材料。
2.產地
我國鋁土礦資源比較豐富，在全國18個省、自治區、直轄市已查明鋁土礦產地205處，其中大型產地72處(不包括臺灣)。主要分布在山西、山東、河北、河南 、貴州、四川、廣西、遼寧、湖南等地。
3.用途
(1)煉鋁工業。用於國防、航空、汽車、電器、化工、日常生活用品等。
(2)精密鑄造。礬土熟料加工成細粉做成鑄模後精鑄。用於軍工、航天、通訊、儀表、機械及醫療器械部門。
(3)用於耐火制品。高鋁礬土熟料耐火度高達1780℃，化學穩定性強、物理性能良好。
(4)矽酸鋁耐火纖維。具有重量輕，耐高溫，熱穩定性好，導熱率低，熱容小和耐機械震動等優點。用於鋼鐵、有色冶金、電子、石油、化工、宇航、原子能、國防等多種工業。它是把高鋁熟料放進融化溫度約為2000～2200℃的高溫電弧爐中，經高溫熔化、高壓高速空氣或蒸汽噴吹、冷卻，就成了潔白的“棉花”——矽酸鋁耐火纖維。它可壓成纖維毯、板或織成 布代替冶煉、化工、玻璃等工業高溫窯爐內襯的耐火磚。消防人員可用耐火纖維布做成衣服。
(5)以鎂砂和礬土熟料為原料，加入適當結合劑，用於澆註盛鋼桶整體桶襯效果甚佳。
(6)制造礬土水泥，研磨材料，陶瓷工業以及化學工業可制鋁的各種化合物。
4.出口情況
主要銷往日本、東南亞、歐洲、美國、非洲等。天津、青島、湛江為主要出口港。
5.種類、級別
(1)生礬土，即礬土原礦石(天然沈積巖類)。
(2)熟礬土，將生礬土經高溫煆燒後(1200～1700℃)稱為熟礬土。
礬土煆燒後，其物化性能變化如下：
①外觀由原來的灰、深灰、灰黃、灰白、紅黃等顏色，轉變為白色、米黃色、棕紅色、藍色，而藍色隨著含鋁量增高而加深。原來的土狀光澤變為剛玉光澤或油脂光澤，有時表面出現 輕微的熔化石或裂縫；②氧化鋁含量增加11～13%,其他雜質增加量微；③體積縮小23%左右；④燒失量為14.5%左右；⑤由壹水型鋁石或壹水鋁—高嶺石型，轉變為人造剛玉、莫來石及少量玻璃相；⑥硬度由原來的1～3增加到8以上；⑦體積密度由原來的2.5g/cm3左右增加至2.8～3g/cm3以上；⑧結晶水、結構水、附著水全部溢出；⑨結構上由疏、松、軟變為致密堅硬；⑩吸水性降低；11.抗渣性、抗堿性增強；12.強度增加；13.滲透性減少；14.氣化率減少；15.易揮發成分、易燃燒成分、土氣味完全消失；16. 耐火度達到1780℃以上。
(3)熟礬土按煆燒窯爐不同分為：
①豎爐熟礬土(SHAFT KILN BAUXITE)；②轉爐熟礬土(ROTARY KILN BAUXITE)；③倒焰窯礬土(ROUND KILN BAUXITE)。
(4)熟礬土按不同用途分為：
①耐火級礬土；②研磨級礬土；③電焊級礬土。
6.檢驗指標
(1)高鋁礬土(含Al2O385%以上)要求檢驗項目：
Al2O3：耐火級85～87%以上，研磨級86%以上，電焊級87%以上；SiO2：耐火級6～7% 以下，研磨級5～6%以下；Fe2O3：耐火級1.6～2%以下，耐磨級2%以下；TiO2:耐火級3.5～4%以下，研磨級4～4.5%以下；K2O+Na2O+CaO+MgO：耐火級0.5～1%以下，研磨級0.5～1%以下。電焊級礬土有的還要求檢驗磷、硫、錳等項目。
B.D.(體積密度)：耐火級3.10～3.20g/cm3以上，研磨級、電焊級不要求檢驗該項目。
L.O.I(燒失量)：均為0.3%以下。
粒度：按買方要求制定，壹般有自然塊、100mm、50mm、25mm、10mm、5mm、3mm、1mm等。
水份：壹般0.5～1.5%之間，超過扣重或其它條款。
(2)壹般礬土(含Al2O380%以上)要求檢驗項目：
耐火級：不小於Al2O3:80%；Fe2O3:不大於2%；B.D:不小於2.8g/cm3；粒度及水份按買方要求制定。
另外，還有將合同中粒度簽定為細粉的，壹般要求在100～200目之間，通過率85～90%以上 。
(3)鐵礬土要求檢驗項目：
Al2O3:不小於80%；Fe2O3:4～10%；TiO2:不大於4%；SiO2:不大於7%，粒度：按買方要求制定。
(4)生礬土要求檢驗項目：?
Al2O3:70～73%；Fe2O3:1.5%左右；TiO2:不大於4%；SiO2:不大於6%；燒失量 :14～15%；K2O+Na2O+CaO+MgO=0.5～1%。
7.包裝運輸
大部分為散裝海運出口。也有壹些小粒度礬土(主要是5mm 以下)包裝為尼龍編織噸裝袋。
8.檢驗標準
(1)礬土取樣、制樣方法：GB/T2009—87。
(2)粘土、高鋁質耐火材料化學分析方法：GB/T6900.1～6900.11—86。
(3)出口礬土檢驗規程：SN/T0481.1～0481.6—95。
9.註意事項
由於礬土產地較多，僅山西省就有許多地方出產,如孝義、原 平、忻州、陽泉等。不同產地的礬土無論從外觀還是內在品質上都有壹定差別，其理化指標 ，如Al2O3,Fe2O3,B.D等都不壹致。而在加工過程中，有些加工廠家或外貿公司為使貨物達到合同要求，往往將不同產地的礬土搭配混合後出口。這就要求負責配比的人員提高自身素質，合理搭配，以免造成不應有的損失。同時也要求檢驗人員增強識別礬土的能力，保證檢驗結果的準確、可靠。