江西紅色泥巖的研究與開(kāi)發(fā)

紅泥巖系紅層紅砂巖、粘土和粘土粉砂巖巖的總稱(chēng)。由于紅色泥巖本身成因條件所造成的礦物組份和結(jié)構(gòu)的特殊性,使得該巖系不利于植被生長(zhǎng)。紅色泥巖常常裸露地表,并被雨、水等沖刷,導(dǎo)致土地十分貧瘠,水土流失嚴(yán)重,石漠化、沙漠化,地質(zhì)災(zāi)害頻繁,給農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、畜牧業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來(lái)一定的困難,長(zhǎng)期以來(lái)成為制約江西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻力之一。然而,紅色泥巖的巖性特征、成份特征,具有與宜興紫砂土資源十分相似之處。因此,作者對(duì)其進(jìn)行了較系統(tǒng)的巖性特征研究、礦物組合與化學(xué)成份分析、成形工藝試驗(yàn)、燒結(jié)工藝試驗(yàn)以及陶瓷制品的初步中試實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)中參照了宜興紫砂土的各類(lèi)數(shù)據(jù)。1紅泥巖資源特征1.1層分布紅色泥巖主要產(chǎn)出于第三系、白堊系、侏羅系三大套地層中,其中以白堊系、侏羅系為主,廣布于整個(gè)江西沉積盆地大小有30余處。1.2多崩解成顆粒紅色泥巖地貌特征多為相對(duì)低矮丘陵地貌,宏觀上多呈赭紅色、紫紅色。在相對(duì)凸起處,多崩解成直徑1cm以下的多棱角顆粒。這是由于紅色泥巖本身成因條件所造成的礦物組份和結(jié)構(gòu)的特殊性,使得該巖系不利于植被生長(zhǎng)。紅色泥巖常常裸露地表,并易被雨水等沖蝕,土地貧瘠。1.3紅色泥巖的分布據(jù)地史學(xué)研究,在中生代,尤其是白堊紀(jì),江西氣候大面積炎熱干旱,泥巖巖相成因亦可分為淡水湖相和堿水湖相,紅色泥巖對(duì)應(yīng)分成酸性紅色泥巖和堿性紅色泥巖。白堊系紅色泥巖以堿性泥巖居多,侏羅系的以酸性泥巖居多,第三系的幾乎全是酸性泥巖;按空間分布,酸性紅色泥巖多分布在贛東和江西省邊緣地區(qū),堿性泥巖多分布在贛中和贛南;按構(gòu)造分布,堿性泥巖多分布在較大的盆地里,或者出現(xiàn)在盆地中部;酸性泥巖多分布在較小的盆地里,或者分布在較大盆地邊緣部位。2由紅色泥巖組成2.1堿土中cao、sio、al2o3含量紅色泥巖化學(xué)成份分析結(jié)果,見(jiàn)表1。特征為:酸性泥巖中CaO的含量一般較少,滴鹽酸不起泡;而堿性巖中的CaO含量均較高,滴鹽酸會(huì)起泡。酸性泥巖中MgO和K2O含量小于堿性泥巖中MgO和K2O的含量。酸性泥巖中SiO2、Al2O3含量大于堿性泥巖中SiO2、Al2O3的含量。泥巖中硅與鋁的含量成反比,硅高則鋁低,反之鋁高則硅低。江西兩類(lèi)紅色泥巖與宜興泥的鐵含量相似,江西酸性泥巖比宜興泥中SiO2、Al2O3低。2.2巖性紅色泥巖經(jīng)鏡下和X射線衍射鑒定,得出紅色泥巖礦物組成(表2),結(jié)果:酸性紅色泥巖和堿性紅色泥巖礦物組合基本相同,均含有蒙脫石、伊利石、石英等礦物。各地區(qū)樣品礦物組份區(qū)別不大,僅僅是在含量上稍有變化。堿性紅色泥巖還含有方解石、長(zhǎng)石礦物;酸性紅色泥巖主要為泥質(zhì)膠結(jié)和少量鐵質(zhì)膠結(jié);堿性紅色泥巖不但有泥質(zhì)膠結(jié)和少量鐵質(zhì)膠結(jié),而且還有鈣質(zhì)膠結(jié)。3收縮率、燒結(jié)率所測(cè)部分結(jié)果,見(jiàn)表3。江西紅色泥巖具有較高的可塑性;與宜興泥相比,較干燥,收縮率、燒成收縮率相近;燒結(jié)溫度、耐火度普遍比宜興紫砂土耐火度要低,這是由于堿性紅色泥巖含有大量熔劑礦物所致。4制陶工業(yè)應(yīng)用研究4.1性色磚的質(zhì)量指標(biāo)酸性紅色泥巖可直接摻20%的劣質(zhì)煤,堿性紅色泥巖可稍加10%的可塑性較高的粘土、再加20%劣質(zhì)煤,即可燒制成優(yōu)質(zhì)粘土磚,且燒成溫度較低。江西南城縣徐家鄉(xiāng)長(zhǎng)期利用酸性紅色泥巖燒制粘土磚,其產(chǎn)品質(zhì)量已連續(xù)三年獲該地區(qū)同行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量第一。最近一次質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果:磚的尺度規(guī)格是240×115×53,檢驗(yàn)樣品數(shù)量為30塊,測(cè)得平均強(qiáng)度是16.4MPa。標(biāo)準(zhǔn)差S=2.56,fk=11.0MPa。依據(jù)GB5101-93國(guó)標(biāo),該產(chǎn)品優(yōu)良,符合MU15強(qiáng)度等級(jí)。贛州某地利用堿性紅色泥巖燒制空心磚,按GB13545-92測(cè)定,空心磚平均強(qiáng)度為10.13MPa,完全符合國(guó)標(biāo)(>5.0MPa)的要求。4.2泥、黑泥燒燒采用紅色泥巖燒制琉璃瓦,配方為酸性紅色泥巖60%、黃泥25%、黑泥25%,兩次燒成;素?zé)郎囟?180℃,釉燒溫度1100℃。質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果:抗凍達(dá)46次,抗折強(qiáng)度>16MPa,達(dá)到GB9197-88國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4.3紅色泥巖產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果不論是酸性紅色泥巖、還是堿性紅色泥巖,均可作為彩釉磚生產(chǎn)原料資源。南城徐家鄉(xiāng)紅色泥巖屬于酸性紅色泥巖,該鄉(xiāng)于96年建廠,97年3月正式投產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果(8片樣品平均值)是:吸水率,<5.8%;抗凍性,36次;抗折強(qiáng)度,>42MPa,符合國(guó)標(biāo)(GB11947-89)要求。4.4太陽(yáng)石砂陶采用宜興紫砂配方后,進(jìn)行了多次燒制成型實(shí)驗(yàn),樣塊測(cè)試結(jié)果表明,它與宜興紫砂的一些特性十分接近。5江西紅色泥巖的開(kāi)采1.江西紅色泥巖物質(zhì)組成、工藝性能與宜興紫砂土十分相似,因此它可作為一類(lèi)紫砂土資源。2.江西紅色泥巖由于成因的不同分為兩類(lèi):酸性紅色泥巖和堿性紅色泥巖。3.紅色泥巖可露采。開(kāi)采的過(guò)程也是平丘造田的過(guò)程,消除荒山,增加耕地,一舉二得。4.江西紅色