高嶺土是制造陶瓷的主要原料,它的質(zhì)量直接關(guān)系到陶瓷產(chǎn)品的優(yōu)劣。隨著陶瓷產(chǎn)品的不斷增長對高嶺土的需求也隨之加大,因此,尋找合適生產(chǎn)陶瓷的高嶺土顯得很重要,尋找高嶺土和鑒定高嶺土是陶瓷生產(chǎn)原料供應(yīng)的一個極其重要的環(huán)節(jié)。
我們在江西萍鄉(xiāng)市蘆溪縣高坑到長豐一帶尋找高嶺土,根據(jù)地質(zhì)年代,在侏羅系容易找到高嶺土。在南坑到長豐一帶的山谷及溝渠中,順著傾斜的坡面我們極容易發(fā)現(xiàn)粘土的露頭,在經(jīng)常積水或潮濕的地方找到了這種粘土。這種粘土顏色是淡黃色,與周圍巖層不同,這些粘土礦物中除高嶺土外,還含有不定量的非粘土礦物,如石英、長石等。這些粘土是由極細(xì)的礦物顆粒組成的,其顆粒的大小大多數(shù)小于2微米,它在水中具有分散性、帶電性、離子交換性以及水化性。所有這些性能對于制造陶瓷料漿是很重要的。
從粘土層的堆積看是巖石在地質(zhì)變化過程中,由于不斷發(fā)生造山運(yùn)動的結(jié)果,粘土層經(jīng)受著各種機(jī)械力的作用,剝開表土就可以揭開呈現(xiàn)曲折狀的巖層高嶺土,從南坑到長豐呈向斜和背斜,中間部分較深。據(jù)勘察有100多米深。深部高嶺土呈白色,地表淺部呈淡黃色,主要是由于露出在地表面上的粘土常曝曬于大氣中,故逐漸變成淡黃色。根據(jù)粘土層中顏色的轉(zhuǎn)變界限,可以推知風(fēng)化作用所及的范圍大約有30平方公里,估算儲量在10億噸左右。這種制瓷用的高級粘土就是高嶺土。
高嶺土的主要礦物為六角片狀結(jié)晶的高嶺石,其理論組成為Al2O3·2SiO22H2O。萍鄉(xiāng)蘆溪南坑高嶺土的化學(xué)組成(重量計%)為:SiO249.95、Al2O333.75、Fe2O30.80、CaO0.15、MgO0.20、K2O和Na2O0.28、TiO20.14、H2O14.95,容重為1.97克/厘米3。從化學(xué)組成來看,SiO2和Al2O3含量高,F(xiàn)e2O3含量低,可以制造白色的陶瓷產(chǎn)品,顆粒較細(xì),呈膠體狀態(tài)、粘土物質(zhì)混入適當(dāng)數(shù)量的水以后便具有可塑性。當(dāng)混入水分較多時,它們便分散于水中,并保持懸浮狀態(tài),當(dāng)粘土泥胚干燥時,則具有一定的干燥收縮與干燥強(qiáng)度。
我們在野外進(jìn)行了鑒定,首先將粘土塊用水浸泡、攪拌后,蒙脫石往往成為渾濁的懸浮體,而高嶺土往往分散為碎塊,上部的水仍為清液。好的粘土用水潤濕,可搓成直徑為0.5毫米的長條而不折斷,用手捻搓,有細(xì)膩的感覺,而無沙粒存在。再用5%的鹽酸檢驗粘土是否含有碳酸鈣,將鹽酸灑在粘土塊上,若冒著泡則表示粘土中含有碳酸鈣。在野外鑒定結(jié)果是高嶺石的優(yōu)質(zhì)粘土,不含碳酸鈣。在室內(nèi)研究用淘汰法把大于0.001毫米的粒級排除分離礦物可得純的粘土。用化學(xué)方法測定粘土礦物各種組成元素的含量,并求出SiO2/Al2O3的分子比率以此來鑒定粘土礦物。蘆溪南坑的高嶺土SiO2/Al2O3比率為1:0.82,證明是高嶺土而不是蒙脫土。再從粘土差熱曲線為600℃到1800℃非常吻合。我們又通過電子顯微鏡照相來鑒定晶體結(jié)晶形狀和染色法。土樣經(jīng)過鹽酸酸化后,再用結(jié)晶紫溶液(0.1克的結(jié)晶紫溶液溶于25c.c的硝基苯中配成)染色,結(jié)果呈現(xiàn)紫色,證明仍然是高嶺土類。
蘆溪南坑到長豐一帶的粘土,可進(jìn)行露天開采,淺部剝開上部覆土直接開挖,若開采深部,因上部覆土較厚和有堅硬巖石,可隨礦脈開掘,一般沿礦脈走向開挖坑道50米左右即可見高齡土層,用坑道式開采。為了提純,可以采用礦物粘土原礦—粉碎—洗選—烘干—產(chǎn)品,在陶瓷生產(chǎn)集中的地區(qū)建設(shè)新的原料加工廠,要采用新工藝、新設(shè)備和新技術(shù),做到資源分級處理不浪費(fèi),要做到既要開采又要加工,在陶瓷原料生產(chǎn)基地就做到原料分級供應(yīng)不同的生產(chǎn)工廠。不僅如此,加工后的廢料(如淘洗粘土?xí)r的石英砂、長石等)可部分加入配合料中去,或再加工供給其他工業(yè)部門使用。同時要做好長遠(yuǎn)規(guī)劃合理開采,因萍鄉(xiāng)是陶瓷生產(chǎn)地區(qū),就地取材是合理而又經(jīng)濟(jì)的,但我認(rèn)為陶瓷原料還是存在著一個合理開采使用的問題。