頁巖陶粒燒制需要頁巖礦石里三氧化二鐵鋁含量在20-25%，這樣頁巖在燒制過程才會膨脹，我們廠用到的頁巖外觀就是青石板。

頁巖陶粒具體是哪種頁巖石燒制而來的？

粒徑小于10mm為頁巖和粘土陶砂；密度等級分300－600級，筒壓強度在1.0-3.5MP,容重在280-600Kg/m3，導熱系數(shù)0.23-0.55W/M.K,吸水率小于10％，耐火度大于500，吸聲系數(shù)在0.53－0.88。質量、筒壓強度、吸水率等均符合國家標準GB/T17431.1-2010《輕集料》，出水水質能達到污水綜合排放標準（GB8978-1996）中規(guī)定的城鎮(zhèn)二級污水處理廠的一級標準。采用二段曝氣生物濾池（c/n濾池+n濾池）處理城市污水可以起到深度處理的作用等。

地球上能滿足陶粒礦產要求的巖、土較多，概括起來有黏土質巖類和火山巖兩類。

  2.1 黏土質巖類陶粒礦產陶粒用黏土質類礦產是由母巖（沉積巖、巖漿巖、火山巖、變質巖等）風化、崩解作用后的巖石、礦物細屑經(jīng)重力、水力、風力及冰川等外力搬運至適當?shù)沫h(huán)境沉積下來，再經(jīng)成巖作用而形成的巖、土。

  陶粒用黏土質巖類礦產主要特點：一是以黏土礦物（伊利石、水母、蒙脫石、高嶺石、絹云母、綠泥石、沸石等）為主，一般含量應大于40%；二是巖、土的顆粒度應以泥級為主，小于0.005mm粒級應大于50%，而大于0.05mm粒級應小于25%；再者不需加外加劑就能燒脹，且燒脹溫度范圍為1100~1250℃。

  這類陶粒礦產由于成巖作用的強弱不同，又可分未成巖的陶粒黏土與成巖的頁巖陶粒礦產兩類。

  2.1.1 未成巖的陶粒黏土（泥）礦產這類礦產多在地質時期的第四紀（Q）形成，其成巖時間短，成巖作用也弱，黏土未成巖，為松散狀，遇水即成泥，各種水域中的泥，均多屬現(xiàn)代沉積，即全新世（Q4）。這類礦產多為可耕地，為了節(jié)土、節(jié)地和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，不少地方已開始禁止使用黏土制品，上世紀雖然開發(fā)并大量生產了黏土陶粒，而現(xiàn)在已經(jīng)不宜發(fā)展了。但作為礦產資源而論，不能不予以介紹。

  陶粒黏土礦產根據(jù)搬動外力的不同，有殘積、坡積、洪積、沖積、風積、淤積等之分。

  2.1.1.1 殘積黏土礦所謂殘積黏土是指母巖風化、分解成黏土后尚未被搬運，殘存在母巖的表層，所以又稱原生土或山土。此類黏土礦隨母巖巖性、結構構造不同，風化層厚薄不一，若母巖為泥巖、頁巖等較軟，風化層就厚些，這類黏土礦主要分布在我國南方，多以褐灰、黑灰色為主，具有燒脹性。如云南可保煤礦的覆蓋層。

  2.1.1.2 坡積黏土礦是母巖風化成黏土后，因受重力與雨水作用短距離搬運，由山體上搬運至山麓低平處。此類黏土，因分選差，土中常夾有粗碎屑顆粒，很少形成礦床，只有在陶粒頁巖礦山的外圍低洼處才有少量礦點分布。

  2.1.1.3 洪積黏土是暴雨與洪水將黏土物質搬動至較長距離的平坦處。洪積物經(jīng)過分選，黏土分布在洪積裾或扇或河漫灘邊緣。黏土多為褐灰、草灰、黃灰色，多數(shù)洪積黏土都具有燒脹性，如烏魯木齊市華興陶粒廠的黏土礦就是洪積形成的。這類礦產多分布在山前、山間盆地。

  2.1.1.4 沖積黏土母巖風化產物（巖礦碎屑）沿江、河、溪流等水系，經(jīng)過長期、長距離搬運分選，在水系的平緩或中、下游地段沉積下來形成沖積平原，我國地勢西高東低，東部有華北平原、長江中下游平原，廣東的珠江三角洲平原，潮汕平原及陜西關中平原等。這些沖積平原中就賦存有大量的陶粒黏土礦產。由于這些平原多屬肥沃的可耕地，為了節(jié)土、節(jié)地和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，不宜發(fā)展黏土陶粒。但我國20世紀開發(fā)與發(fā)展的陶粒主要是黏土陶粒，作為礦產資源而言，不能不介紹。沖積黏土并非都能滿足陶粒礦產要求，隨著風化物質來源不同及沉積環(huán)境各異，有的地段沖積黏土也不具燒脹性，如上海金山黏土就不能燒脹，而天津的黏土不添加膨脹劑就能燒制超輕陶粒。

  2.1.1.5 風積黏土風積黏土是指母巖風化產物的細屑和先期形成的黏土，經(jīng)風力搬在適當環(huán)境沉積形成的黏土礦，一般稱黃土。此類黏土含粉砂量略高，一般不具燒脹性。如北方的黃土高原的黏土就不能滿足陶粒礦要求，只有在賦含有機質或腐植質的黃土才能燒陶粒。一般陶粒用黏土多為褐黃、姜黃、褐灰色，塑性指數(shù)大于7。

  2.1.1.6 陶粒用泥陶粒用泥是指各種水域里沉積的泥積物，如江、河、海、湖、港、塘、水庫等水域下的泥、淤泥、海泥、河泥、湖泥等，之所以將泥劃規(guī)陶粒黏土礦產，是因為它是地質年代的第四紀全新世沉積物，這些泥質物多以SiO2、Al2O3為主要成分，不少水域里的泥，不需添加劑也能直接燒制陶粒。開發(fā)泥類陶粒原料，有疏竣航道、開拓水域、凈化水體、保護環(huán)境等優(yōu)點，是陶粒黏土類礦產唯一值得開發(fā)的。我國有較多的水域：港灣、湖泊（如太湖、滇池、博斯騰湖）、河流、水庫、魚塘等資源十分豐富，不少淤泥不需添加膨脹劑就能直接燒脹，如廣州華穗陶粒用的江河淤泥就能燒脹。又如表1中的淤泥化學成分及燒陶粒情況。

  2.2.2 陶粒用黏土巖礦產黏土巖類陶粒礦產，就是松散的黏土堆積或未固結的黏土層在200℃左右溫度與幾十個大氣壓條件下，經(jīng)漫長的脫水、擠壓等成巖作用形成的沉積巖。這類巖石的主要化學成分是SiO2、Al2O3，礦物成分仍以黏土礦物為主，所以總稱黏土質巖類。根據(jù)成巖與變質作用由弱至強，依次所形成泥巖—頁巖—板巖—千枚巖等。

  2.1.2.1 陶粒用泥巖礦泥巖礦是黏土沉積物已固結成巖，無明顯層理而成土狀結構塊狀構造，局部失去塑性，遇水即軟，且黏土顆粒向水域分散，其化學成分與礦物組成和原黏土成分一樣，無重結晶等變質現(xiàn)象。泥巖也和黏土礦一樣，根據(jù)泥巖的含粉砂量多少分為：泥巖（泥級顆粒95%）；含粉砂泥巖（含粉砂5%~10%）；粉砂質泥巖（粉砂粒級占10%~25%）。紅色、棕紅色泥巖多數(shù)不能燒脹。如我國南方特別是四川盆地的紅、棕紅色泥巖（石股子）均不宜作陶粒礦來開發(fā)。

  一是屬可耕地，二是膨脹性極差。只有深灰、灰黑、姜黃等色泥巖才具有燒脹性，這類泥巖多賦存在中生界及新生界的老第三系地層中。如甘肅蘭州的醬紅色泥巖。泥巖的化學成分為（%）：SiO249~55，Al2O314~20，F(xiàn)eO35~9，CaO+MgO6~10，R2O2~4燒失量8~10，燒制的陶粒堆積密度700~1100kg/m3。

  2.1.2.2 陶粒用頁巖按巖石科學而言，頁巖與泥巖均是以黏土礦物為主，礦物或巖屑顆粒粒徑多在0.01mm以下的碎屑沉積巖。頁巖是比泥巖的成巖程度更深的巖石，頁巖比泥巖堅硬，具有葉理或微層理。遇水不易軟也不染手是與泥巖的根本別區(qū)。置于水中在短時間內水不會渾濁。不是風化程度較深的頁巖不宜耕種。頁巖的化學成分與礦物組成與原來的黏土或泥巖一樣，沒有變質即沒有新礦物產生。頁巖命名的依據(jù)不同，其品種繁多，根據(jù)有關資料介紹有170多種。現(xiàn)將可燒陶粒的主要品種簡介如下：

  （1）頁巖根據(jù)含粉砂量多少分為泥質頁巖（含粉砂<5%），含粉砂頁巖（粉砂占5%~10%）及粉砂質頁巖（粉砂占含量10%~25%）。一般泥質頁巖燒脹性最好，含粉砂頁巖的燒脹次之，粉砂質頁巖的燒脹性最差。但例外的也有粉砂巖，泥質粉砂巖也能燒脹，那是因為礦物組成不同。

  （2）按頁巖中黏土礦物的易熔性可將頁巖分為易熔性和耐熔性頁巖兩種。易熔性頁巖中的黏土礦物主要是伊利石、水云母、蒙脫石，另含少量石英、長石、方解石、白云石、黃鐵礦、褐鐵礦和有機質等。這類頁巖多數(shù)燒脹性好，且燒脹溫度較低（1050~1190℃），而耐熔性頁巖中的黏土礦物主要是高嶺石，粒狀礦物與易熔性頁巖相近，此種頁巖的燒脹性差，甚至不膨脹，且燒脹溫度范圍較高（多在1150~1250℃）。

  （3）根據(jù)頁巖中特殊混入物可將頁巖分為以下幾種：

  ①炭質頁巖：這種頁巖含有大量分散的炭化了的有機物，但其灰分含量高達30%~50%，多呈黑、灰黑色，摸著染手，但不宜作燃料，作陶粒原料具燒脹性。這種頁巖主要分布在煤系地層中，多為煤礦的圍巖。如在新疆、山東、山西、陜西均有。

  ②黑色頁巖：這種頁巖中富含機質及細分散的炭質或黃鐵礦、菱鐵礦而呈黑色、褐黑色。頁巖質純，具有極薄的層理，葉狀構造發(fā)育，莫氏硬度3~4，外貌好似炭質頁巖，但不染手，新鮮頁巖不滲水，多數(shù)賦存在早古生界地層中。

  ③鈣質頁巖：指頁巖中CaCO3含量在10%~20%，黏土礦物占75%~80%。此種頁巖燒脹溫度較低，但燒脹性也差。這種頁巖主要分布在石灰?guī)r的頂、底板。如廣東、廣西、內蒙、山東、天津等省市。

  ④鐵質頁巖：頁巖中含有二價鐵的氧化物（赤鐵礦、褐鐵礦）時，頁巖為醬灰色、紫紅色，若含二價鐵的硅酸鹽（海綠石）、硫化鐵（黃鐵礦）時，頁巖呈灰綠色，此種頁巖的燒脹性差，燒脹溫度范圍也較低，主要分布在湖南、湖北及山東、山西等省。

  ⑤筆石頁巖：此種頁巖是指頁巖中含有較多的筆石化石，主要賦存在奧陶、志留系地層中，頁巖多赭灰色、黑灰色，燒脹性較好，可以燒制普通陶粒與超輕陶粒。主要分布于廣東、湖北及長江三峽地區(qū)。

  ⑥油頁巖“是指頁巖中含有5%~15%瀝青或石油，常呈黑色或棕黑色，風化后為黃灰色，巖石易成巖片，比重輕，巖含油較多時，新鮮薄巖片可以點燃。此種頁巖具有燒脹性但污染環(huán)境較重。必須綜合開發(fā)，先蒸鎦石油后，再利用廢渣生產陶粒最好。

  2.1.2.3 板巖板巖是黏土沉積物在漫長地質時代中，由于成巖作用，構造變動，巖石經(jīng)受了一定程度的變質作用，比頁巖的成巖程度更深，巖石堅硬，變晶結構，板狀構造，也叫淺變質巖。板巖的化學成分與頁巖相近，但礦物組成有重結晶及新礦物產生，如有水云母、高嶺石、黃鐵礦、綠泥石等。燒脹溫度更高，多在1150~1300℃之間。如甘肅省靖遠縣刀楞山陶粒粉砂質板巖的燒脹溫度為1050~1300℃，最佳膨脹溫度是1250℃。膨脹率1.11~5.43，平均2.38。

  最佳燒脹時間5~11min。該板巖的化學成分（%）：

  SiO259.82，Al2O316.89，F(xiàn)e2O37.14，CaO+MgO4.37，K2O+Na2O4.53，燒失量5.64。板巖也因含粉砂量而分為：板巖（含粉砂<5%）含粉砂板巖（粉砂占5%~10%）及粉砂質板巖（粉砂含10%~25%）。

  2.1.2.4 千枚巖陶粒用千枚巖也是黏土沉積物在漫長的地質時代中，經(jīng)成巖作用，構造變動，變質作用形成的中變質巖。巖石特征：具絲絹光澤，變晶結構，千枚狀構造。礦物組成多數(shù)重結晶，產生較多的新礦物。如水云母、絹云母、綠泥石等。此種礦產一般不宜燒陶粒，因為燒脹溫度較高，除失去結晶水后，還要破壞晶格能后才能燒脹，所以，一般燒脹溫度1200~1350℃左右。如新疆的尼勒克河中上游及塔爾巴哈山南坡就有陶粒用千枚巖礦分布。

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