一、鉀長石特性及應用簡介
鉀長石通常也稱正長石,屬單斜晶系,通常呈肉紅色、呈白色或灰色。密度2.54-2.57g/cm.硬度6。純長石在自然界中很少存在。即使是被稱為“鉀長石”的礦物中,也可能共生或混入一些鈉長石。一般把鉀長石和鈉長石構成的長石礦物稱為堿長石;由鈉長石和鈣長石構成的長石礦物稱為斜長石;鈣長石和鋇長石構成的長石礦物稱為堿土長石。鉀微斜長石是晶系為三斜晶系的鉀長石的一種,鈉長石以規則排列的形式夾雜在鉀長石中時,稱為條紋長石。
鉀長石原礦
鉀長石粉具有熔點低,熔融間隔時間長,熔融粘度高等特點。鉀長石的開發利用可以追溯到新石器時代,人們利用鉀長石及其它原料生產出了大量精美的彩陶器。在現代工業中,廣泛應用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷、研磨材料等工業部門及制鉀肥用。鉀長石在玻璃工業和陶瓷工業中的用量占總量的80-90%,其余用于化工、玻璃熔劑、陶瓷坯體配料、陶瓷釉料、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條、化肥等其它行業。鉀長石在材料制備方面的研究工作也有一些創新,主要成果有制備13X 分子篩、沸石分子篩,合成白碳黑等。
鉀長石粉體
二、鉀長石在玻璃行業中的應用
鉀長石在玻璃工業中的用量約占鉀長石總產量的50%左右。鉀長石作為玻璃原料之一,主要作用有:
1、鉀長石富含Al2O3,鐵含量低,能夠提供玻璃配料中所需的Al2O3,且比Al2O3 易熔,熔融溫度低,熔融范圍寬,因此可以降低玻璃的熔融溫度,減少純堿用量,而且鉀長石中的鋁代替了部分硅,可提高玻璃的韌性、強度和抵抗酸堿侵蝕的能力。
2、鉀長石熔融后變成玻璃的過程比較緩慢,結晶能力小,可防止玻璃形成過程中析出晶體而影響正常生產或玻璃缺陷。
3、可調節玻璃液的粘度。
三、鉀長石在陶瓷行業中的應用
鉀長石在陶瓷工業中的用量約占鉀長石總產量的30%。鉀長石在陶瓷三成分(即粘土、石英、長石)坯料體系中,除可供給Al2O3 和SiO2外,還可提供堿金屬氧化物,既是瘠性原料,又是溶劑性原料。作為瘠性原料,具有降低粘土或坯體的可塑性和粘結性,減少坯體干燥與燒成的收縮變形,改善干燥性能和縮短干燥時間等效果。在釉料中,鉀長石是形成玻璃相的主要成分。鉀長石作為陶瓷坯料中的溶劑組分,主要作用有:
1、鉀長石在1130℃開始熔融,形成粘稠的熔體相,能降低坯體的熔化溫度,有利于成瓷和降低燒成溫度。
2、鉀長石熔體能溶解部分高嶺土分解產物和石英顆粒。液相中的Al2O3 和SiO2 相互作用,促使莫來石晶體的成核和生長,賦予坯體以機械強度和化學穩定性。
3、鉀長石熔體填充于晶粒之間,有助于坯體致密和減少孔隙。鉀長石熔體冷卻后構成瓷的玻璃基質,可改善透明度,并有助于提高坯體的機械強度和電氣性能。
4、鉀長石的組成中包含有瓷坯中的主要氧化物SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、K2O 和Na2O等,因此作為主要原料代替純堿、葉臘石、工業氧化鋁等工業原料,降低了生產成本。
陶瓷工業發展迅速,隨著特種陶瓷的發展引起陶瓷行業的技術變革,對鉀長石提出更高的要求,因此加快鉀長石的應用研究勢在必行。天然鉀長石含有K2O、Na2O、SiO2、Al2O3、Fe2O3等多種氧化物,化學成分不穩定。而特種陶瓷對原料化學組成要求嚴格,鉀長石的化學穩定性成為阻礙鉀長石在技術陶瓷領域發展的主要障礙。特種陶瓷需要的鉀長石粉末其組成顆粒的粒徑在0.05~40μm 這一范圍,并且要求顆粒尺寸均勻。鉀長石的粉碎分離技術發展的重點將是超細粉碎和精細分級技術。
化肥工業
鉀長石的化學性質極穩定,除氫氟酸外,常壓常溫下幾乎不被酸、堿所分解。所含的氧化鉀,不能直接作為含鉀肥料為植物所吸收。國內外為使鉀長石成為有用的鉀資源,將其中氧化鉀變為水溶性的或枸溶性的,對利用鉀長石制取鉀肥先后進行了多種工藝研究,綜合起來可分為:高爐冶煉法、壓熱法、敞開浸取和封閉恒溫法、熱分解水浸法、熱法制枸溶性鉀、酸分解法、燒結法、低溫分解法、微生物法等。
我國以鉀長石為代表的不溶性的含鉀巖石資源極其豐富, 幾乎遍及全國各地, 共有地質儲量近千億噸。因此, 綜合利用鉀長石生產工農業急需的鉀肥(鉀鹽)、鋁鹽具有十分重要的意義。
小結:
鉀長石深加工技術上努力向粒度超細化、質量高純化、加工工藝復合化、表面活性化等方向發展。為適應高科技生產的需要,在一些領域的應用中,需要化學穩定性好和超細粒徑的鉀長石產品。因為隨著鉀長石純化度的提高,其各項物理化學特性才能充分發揮,而且隨著細度的增加,其比表面積也不斷隨其增大,表面活性不斷改善,功能作用得到更加充分的發揮,并且細化能促使各項物化反應加快,顆粒之間的結合力增強,復合、互補性加大。故鉀長石提純技術和超細粉碎技術及粉體表面改性技術是鉀長石粉體行業發展的主要研究方向。
(粉體圈 作者:可貞)
作者:粉體圈
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