陶粒原料浅析(一)
人造轻集料（骨料）——陶粒自1956年在我国问世以来，已有50多年的历史，这几十年中经过了研发、初具规模至快速发展的历程。目前，我国不仅是陶粒生产大国之一，而且在生产、应用技术方面也都得到了较快发展。如陶粒成球（制粒）工艺从干法、半干法到塑化法；装备向大型化，控制向自动化方向发展，陶粒品种由超轻陶粒、普通陶粒发展到高强陶粒；除粉煤灰陶粒、黏土、页岩陶粒外，逐步开发出其他废渣陶粒、火山岩陶粒。同时陶粒混凝土及其制品的应用发展也很快，从陶粒混凝土内、外墙板、楼板到桥梁工程；从保温隔热、防腐垫层到陶粒混凝土砌块。随着高层和节能建筑的快速发展，陶粒混凝土也广泛用于高层与节能建筑。此外，陶粒在石油、化工、农业、填料、滤料等领域也开发了新的用途。
但是，对烧制陶粒的原料（资源）的研究不够，或者说对原料研究满足不了陶粒产业不断发展的需要，具体表现在以下几方面。
（1）陶粒矿产地质工作至今无工作规范，只有“陶粒矿产”一般工业要求，如何开展陶粒矿产地质工作，怎样评审陶粒矿产地质报告，缺乏依据。
（2）全国有140多家陶粒生产企业，其陶粒矿山进行过地质工作或地质评价的不多。既然是矿产，开发前务必进行地质评价！否则企业对矿石的质量、资源量、焙烧工艺性能的依据是什么呢？
（3）凡可用来烧制陶粒的物质（料）叫陶粒原料，或称陶粒资源，包括陶料矿产资源、废渣资源及其他资源三大类。由于对陶粒原料研究不多，不少单位研发与建设陶粒生产线时也难免走些弯路。如优选陶粒原料不当，可能造成舍近求远或取劣弃优的失误；又如本可不需外加剂或添加一种外加剂就能烧制陶粒的原料，却往往选用多元配方，增加工艺复杂性和生产成本；再如废渣与其他资源不是陶粒矿产，其性能、用途另有所长，拟用它们研发陶粒时应该用其所长，避其所短。但因对这类资源不甚了解，常为利废而出现功半事倍的事例。
要使陶粒原料研究能适应陶粒生产与技术不断发展的需要，就必须在拟建陶粒生产线前对陶粒原料作正确评价。对陶粒矿产资源应健全地质工作规范及评审地质报告制度；对废渣及其他资源要研究其物质组成、理化及工艺性能、排放与储存量、生产陶粒的可行性等。使研发的陶粒具有的经济与社会效益。
我们在大量查阅国内期刊文献与全国陶粒矿产调研基础上，结合我们陶粒矿产地质工作与陶粒生产实践，撰写成文，供有关人员参考。
2 陶粒矿产资源
地球上能满足陶粒矿产要求的岩、土较多，概括起来有黏土质岩类和火山岩两类。
2.1 黏土质岩类陶粒矿产陶粒用黏土质类矿产是由母岩（沉积岩、岩浆岩、火山岩、变质岩等）风化、崩解作用后的岩石、矿物细屑经重力、水力、风力及冰川等外力搬运至适当的环境沉积下来，再经成岩作用而形成的岩、土。
陶粒用黏土质岩类矿产主要特点：一是以黏土矿物（伊利石、水母、蒙脱石、高岭石、绢云母、绿泥石、沸石等）为主，一般含量应大于40%；二是岩、土的颗粒度应以泥级为主，小于0.005mm粒级应大于50%，而大于0.05mm粒级应小于25%；再者不需加外加剂就能烧胀，且烧胀温度范围为1100~1250℃。
这类陶粒矿产由于成岩作用的强弱不同，又可分未成岩的陶粒黏土与成岩的页岩陶粒矿产两类。
2.1.1 未成岩的陶粒黏土（泥）矿产这类矿产多在地质时期的第四纪（Q）形成，其成岩时间短，成岩作用也弱，黏土未成岩，为松散状，遇水即成泥，各种水域中的泥，均多属现代沉积，即全新世（Q4）。这类矿产多为可耕地，为了节土、节地和国民经济可持续发展，不少地方已开始禁止使用黏土制品，上世纪虽然开发并大量生产了黏土陶粒，而现在已经不宜发展了。但作为矿产资源而论，不能不予以介绍。
陶粒黏土矿产根据搬动外力的不同，有残积、坡积、洪积、冲积、风积、淤积等之分。
2.1.1.1 残积黏土矿所谓残积黏土是指母岩风化、分解成黏土后尚未被搬运，残存在母岩的表层，所以又称原生土或山土。此类黏土矿随母岩岩性、结构构造不同，风化层厚薄不一，若母岩为泥岩、页岩等较软，风化层就厚些，这类黏土矿主要分布在我国南方，多以褐灰、黑灰色为主，具有烧胀性。如云南可保煤矿的覆盖层。
2.1.1.2 坡积黏土矿是母岩风化成黏土后，因受重力与雨水作用短距离搬运，由山体上搬运至山麓低平处。此类黏土，因分选差，土中常夹有粗碎屑颗粒，很少形成矿床，只有在陶粒页岩矿山的外围低洼处才有少量矿点分布。
2.1.1.3 洪积黏土是暴雨与洪水将黏土物质搬动至较长距离的平坦处。洪积物经过分选，黏土分布在洪积裾或扇或河漫滩边缘。黏土多为褐灰、草灰、黄灰色，多数洪积黏土都具有烧胀性，如乌鲁木齐市华兴陶粒厂的黏土矿就是洪积形成的。这类矿产多分布在山前、山间盆地。
2.1.1.4 冲积黏土母岩风化产物（岩矿碎屑）沿江、河、溪流等水系，经过长期、长距离搬运分选，在水系的平缓或中、下游地段沉积下来形成冲积平原，我国地势西高东低，东部有华北平原、长江中下游平原，广东的珠江三角洲平原，潮汕平原及陕西关中平原等。这些冲积平原中就赋存有大量的陶粒黏土矿产。由于这些平原多属肥沃的可耕地，为了节土、节地和经济可持续发展，不宜发展黏土陶粒。但我国20世纪开发与发展的陶粒主要是黏土陶粒，作为矿产资源而言，不能不介绍。冲积黏土并非都能满足陶粒矿产要求，随着风化物质来源不同及沉积环境各异，有的地段冲积黏土也不具烧胀性，如上海金山黏土就不能烧胀，而天津的黏土不添加膨胀剂就能烧制超轻陶粒。
2.1.1.5 风积黏土风积黏土是指母岩风化产物的细屑和先期形成的黏土，经风力搬在适当环境沉积形成的黏土矿，一般称黄土。此类黏土含粉砂量略高，一般不具烧胀性。如北方的黄土高原的黏土就不能满足陶粒矿要求，只有在赋含有机质或腐植质的黄土才能烧陶粒。一般陶粒用黏土多为褐黄、姜黄、褐灰色，塑性指数大于7。
2.1.1.6 陶粒用泥陶粒用泥是指各种水域里沉积的泥积物，如江、河、海、湖、港、塘、水库等水域下的泥、淤泥、海泥、河泥、湖泥等，之所以将泥划规陶粒黏土矿产，是因为它是地质年代的第四纪全新世沉积物，这些泥质物多以SiO2、Al2O3为主要成分，不少水域里的泥，不需添加剂也能直接烧制陶粒。开发泥类陶粒原料，有疏竣航道、开拓水域、净化水体、保护环境等优点，是陶粒黏土类矿产值得开发的。我国有较多的水域：港湾、湖泊（如太湖、滇池、博斯腾湖）、河流、水库、鱼塘等资源十分丰富，不少淤泥不需添加膨胀剂就能直接烧胀，如广州华穗陶粒用的江河淤泥就能烧胀。又如表1中的淤泥化学成分及烧陶粒情况。
2.2.2 陶粒用黏土岩矿产黏土岩类陶粒矿产，就是松散的黏土堆积或未固结的黏土层在200℃左右温度与几十个大气压条件下，经漫长的脱水、挤压等成岩作用形成的沉积岩。这类岩石的主要化学成分是SiO2、Al2O3，矿物成分仍以黏土矿物为主，所以总称黏土质岩类。根据成岩与变质作用由弱至强，依次所形成泥岩—页岩—板岩—千枚岩等