什么是铝矾土铝矾土的原料和生产工艺要点有哪些(铝矾土属于什么材料)

导语：什么是铝矾土？铝矾土的原料和生产工艺要点

铝矾土，又称矾土矿或铝土，主要化学组成为氧化铝，外观颜色随着其中掺的杂质种类、含量不同而有所差异，一般呈灰色或者白色。当杂质中铁的含量较高时，呈红色或者褐色，质地致密坚硬。铝矾土是由化学风化或者外生作用形成的，大多是多种矿物的混合物，极少有纯矿物，其物相组成比较复杂，包括软铝石、硬铝石、和水铝石与高岭石的混合物。除此之外，还有一些铝矾土是以高岭石矿物为主，并且随着高岭石的含量增加，形成粘土类矿物。

我国的铝矾土资源储量比较丰富，约37亿吨，位居世界前列。主要分布地包括山西，陕西，河南，河北等地。通过综合热分析、XRD等测试结果表明，我国铝矾土原料，主要矿物组成为水铝石和高岭石，次要的矿物有滑石、长石、伊利石、方解石、云母等矿物。 我国大部分的铝土矿，其氧化铝的含量在45%-80%，煅烧后波动于48%-90%，氧化硅的含量在1%-40%，杂质的总量在2.5%-6%，TiO2的含量在4.5%-3.6%，R2O的含量通常较低。

目前，我国铝矾土的等级分类主要是根据其氧化铝的含量及耐火度，通常氧化铝的含量越高，矾土的耐火度越高，应用范围就越广泛。我国高铝矾土资源主要用于金属铝的工业生产，耐火材料制备及陶瓷、水泥等工业。根据原料处理方法的不同可分为高温煅烧利用及低温煅烧利用。

高铝质耐火材料所需要的矾土原料是通过生矾土在回转窑等窑炉中经过高温煅烧得到的，使其物相和显微结构稳定，体积密度和气孔率合格。生矾土煅烧可以分为三个阶段：分解阶段，二次莫来石化阶段和重结晶烧结阶段：

(1)分解阶段。

分解阶段在400℃-1100℃之间，水铝石和高岭石在600℃之前主要发生脱水反应，如反应式(1)，(2)。

Al2O3?H2O=3Al2O3+H2O↑(400℃?600℃)(1)

Al2O3·2SiO2·2H2O=Al2O3·2SiO2+2H2O↑(600℃)(2)

脱水反应发生完成后，高岭石在980℃左右时会发生相变转化为莫来石，即一次莫来石化，如反应方程(3)。

3Al2O3·2SiO2=3Al2O3·2SiO2+4SiO2(980℃)(3)

(2)二次莫来石阶段。

一次莫来石化中分解的Si2O与矾土脱水后的Al2O3在1200℃是发生反应(4)，生产莫来石并伴随着一定的体积膨胀，即二次莫来石化。

3Al2O3+2SiO2=3Al2O3·2SiO2(1200℃?1500℃)(4)

(3)重结晶烧结阶段。

随着温度的升高，矾土中的刚玉与莫来石晶粒逐渐长大，气孔率逐渐减小，体积密度慢慢提高，显微结构逐渐致密。这个过程受液相的影响很大，若液相较多会促进烧结，样品致密度提高。

谭莹等人研究高铝矾土在不同温度下的煅烧机制，试样中的Al2O3含量高于88%，稍后试样的体积密度如下图1。

该试样表明，矾土高温煅烧时，随着温度的升高，晶粒慢慢长大，体积密度减小;在1550℃时，晶粒发育最好，试样的体积密度最大。随后温度继续升高后，试样发生了较大的体积膨胀。

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