材料概论(周达飞)(二版)-第3-1章.pptxVIP

材料概论;原材料的选用与合成?制备工艺过程与方法;3.1原材料的选用与合成

需考虑化学组成、纯度、颗粒度等，以及成本和对环境的影响。一般可将材料领域的原材料分为:;3.1.1天然矿物原料;矿石矿物：有开采利用价值的矿物，其集合体称矿石；

脉石矿物：与矿石矿物相伴生的无用矿物，组成脉石。

按用途可分为：金属矿、非金属矿和燃料矿。;B.矿石原料的开采和选别;选矿的基本任务有三个方面：;图3-1选矿流程示意图

矿石

破碎(粒度达到30?5mm)

粉碎(磨矿)(粒度达到1?0.074mm)

选别

中矿精矿尾矿

浓缩废弃

浓缩精矿溢流

过滤

滤饼滤液

干燥

精矿产品;重选法、浮选法和磁选法，及手选和电选法等，都是不改变矿物物化性质的机械选矿法。

化学选矿：可与机械选矿法联合使用，处理成分复杂的难选矿石，即采用草酸、硫酸和盐酸的酸处理。;A.粘土类原料

1种疏松的or呈胶状致密的水铝硅酸盐矿物，种类多，是多种微细矿物和杂质的混合物，多数粒径＜2?m。主要成分：SiO2、Al2O3及H2O。;B.石英类原料

石英是自然界中分布很广泛的矿物，主要是SiO2，在地壳中的丰度约为60%。

少量杂质为Al2O3、CaO、MgO、TiO2等。

石英呈多种状态，水晶最纯，产量很少。

陶瓷生产中较多采用：脉石英、砂岩、石英砂、硅藻土、燧石、硅石等。

玻璃生产中常用：硅砂(石英砂)和砂岩。;玻璃和陶瓷工业中常用：钾长石、钠长石。

作为长石的代用品，常用的有以下几种矿物：

伟晶花岗岩、霞石正长岩、酸性玻璃熔岩、含锂矿物(锂云母、锂辉石等)。;D.碳酸盐类原料

无机材料中引入CaO和MgO所常用的天然原料。;石灰岩：由CaCO3组成的化学与生物化学沉积岩，主矿物是方解石，并含白云石、硅质(石英或燧石)、含铁矿物和粘土质杂质。生产石灰、碳酸盐和钙盐的主原料。石灰石和白云石也是冶炼钢铁时所用的碱性熔剂。

泥???岩：由CaCO3和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩。

白垩和贝壳：白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积成的，主要由隐晶or无定形细粒疏松的CaCO3所组成的石灰岩。;E.其他原料

滑石(3MgO?4SiO2?H2O)和蛇纹石(3MgO?2SiO2?2H2O)均为含水硅酸镁矿物。是镁质瓷、釉面砖、地砖、炻器、耐酸陶器、匣钵、耐火材料等常用原料。;透闪石(2CaO?5MgO?4SiO2?H2O):含水的钙镁硅酸盐矿物。陶瓷中的应用与硅灰石、透辉石相似，常作釉面砖主要原料。;A.粉煤灰：火电厂排出的灰烬，由石英和莫来石结晶体、玻璃体、赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)，及少量未燃炭粒组成。化学成分≈较大，40%?65%SiO2、15%?40%Al2O3、4%?20%Fe2O3、2%?7%CaO和3%?10%未燃的炭。我国年排出量＞几千万吨，主要用做水泥的组分材料。;B.煤矸石：夹在煤层间的脉石，是碳质页岩、碳质灰岩等含碳岩石和页岩、砂岩等的混合物。成分随岩石种类和矿物组成而变，粘土岩类煤矸石含40?60%SiO2，15?30%Al2O3，砂岩类煤矸石SiO2~70%，铝质岩类Al2O3~40%，碳酸盐煤矸石CaO~30%。;第三章材料的制备方法;F.电石渣：乙炔发生车间排出的含水约85?90%的消石灰浆，10?50?m的颗粒＞80%。1吨电石可产生～1.15吨干渣(相当于6?7吨料浆)。;I.萤石矿渣：主要是硅酸钙，可代替硅灰石配制面砖坯料，也可作地砖料的熔剂。

J.碎玻璃：回收重熔不仅有经济意义，且在工艺上影响玻璃配合料的熔化和澄清、热耗、玻璃制品的性能、加工性能和大窑生产率等。;1.氧化物原料：

A.单一氧化物：Al2O3、ZrO2、TiO2、MgO、BeO等。

B.复合氧化物

2.非氧化物原料p84

3.其他化工原料;A.单一氧化物

氧化铝(Al2O3)：氧化物精细陶瓷的代表性原