建筑陶瓷生产用石英类原料

7．3　建筑陶瓷生产用石英类原料

石英是陶瓷生产中一种基本原料，化学式为SiO₂。在工业上往往将石英砂岩、石英岩、脉石英等一些可加工成为石英砂的岩石称为硅质原料。其实，一些黏土质石英砂岩、长石砂岩、酸性岩浆岩、伟晶岩、霞石正长岩等等，都可作为石英原料的替代品。

因此，在自然界中石英类岩石分布广泛，种类也很多。与酸性岩浆活动有关的内生石英矿床分布与上述伟晶岩型长石矿脉分布情况基本相似，亦即石英和长石往往共生一起。与沉积岩有关的石英岩外生矿床是我国前震旦纪、震旦纪和部分泥盆纪地层广泛分布的石英岩。

我国硅质原料资源丰富，分布几乎遍及各省区。第三纪尤其第四纪的石英砂、含长石石英砂、含长石黏土石英砂，广泛分布于东南沿海及内陆地区，是我国硅质原料的重要资源。

7．3．1　石英的常规性质

石英是自然界构成地壳的主要成分。一部分以独立单矿物状态存在，另一部分以硅酸盐化合物的状态存在，构成各种矿物岩石。

石英的化学成分为SiO₂，常含有少量的杂质成分。日用陶瓷所使用的有脉石英、石英岩(硅石)、蛋白石等。此外，由硅藻的遗骸沉积所形成的硅藻土(含SiO₂)和质量较好的燧石，也可作陶瓷原料使用。一般脉石英和石英岩含SiO₂较高，为97%～99%;砂岩含SiO₂量为90%～95%;硅藻土含SiO₂量则较低。

石英的外观因种类不同而异，常呈白色、乳白色、灰白半透明状态，莫氏硬度为7，断面具玻璃光泽或脂肪光泽。比重因晶型而异，变动于2．22～2．65g/cm³。它有许多的结晶形态和一个玻璃态，最常见的晶态是:α－石英、α－石英、α－鳞石英、β－鳞石英、γ－鳞石英、α－方英石和β－方石英。

石英在加热过程的晶型转化对陶瓷坯釉有直接影响。一般说来，石英在温度升高时，比重减小，结构松散，体积膨胀;冷却时，则比重增大，体积收缩。

石英加热的晶型转化势必引起一系列的物理化学变化，如体积、比重、强度等的变化。对于日用陶瓷生产来说，体积的变化影响甚大。现将石英晶型转化中伴随的体积变化值列于表7．10中。

表7．10　石英晶型转化的体积变化值

从表中可以看出，属迟缓转化的体积膨胀大，属迅速转化的体积膨胀小。但是，由于迟缓转化的速度慢，加上液相的缓冲作用，因而体积膨胀进行也缓慢，对陶瓷生产的危害作用并不大。而迅速转化的体积膨胀虽然小，但由于迅速，因而破坏性强，危害反而大。实际转化还要复杂，掌握这种情况，才能在生产中采取相应措施，使石英原料得以更好应用。

7．3．2　石英使用的技术要求

在陶瓷生产中，一般要求SiO₂应大于97%，铁、钛总量应小于0．5%。对石英砂来说SiO₂应不小于97%，铁、钛氧化物含量在1%以下，高岭土与氧化钙含量应小于2%。