山西的“黏土”不一般
其实,“耐火黏土”中真正起作用的成分是氧化铝,铝含量决定了它承受高温的能力。“耐火黏土”所含成分中也有有害元素,例如,其中的氧化铁就扮演着“反面角色”,“耐火黏土”中含有过高的氧化铁会使黏土制品产生膨胀、空洞,并降低耐火度,影响其性能。
耐火材料的应用最早可以追溯到陶器的发明,距今约2万年前,是人类最早利用化学变化改变天然性质的开端;耐火材料的应用对春秋战国时期铜、铁冶炼技术的发展发挥过积极的促进作用。
现代社会中,“耐火黏土”的主要用途是制作耐火材料,因其耐高温、抗酸碱、热稳定性好、生产工艺简单、分布广、成本低的一系列优点,几乎所有的工业窑炉及热工设备都能看到“耐火黏土”制品。其实,不仅是工业生产,我们的日常生活中装修用的精美多样的瓷砖、享誉全球的瓷器以及家用一体锅的炉板有相当一部分也是利用“耐火黏土”烧制而成。“耐火黏土”是一个“大家庭”,根据其理化性质可分为软质黏土、半软质黏土、硬质黏土和高铝黏土四种,其中,以高铝黏土最为珍贵,其价格甚至高于铝土矿,高铝黏土主要分布于山西省。
与铝土矿的形成相似,“耐火黏土”也主要是沉积形成的。根据地质学家研究,大约在4亿多年前,山西处于南半球低纬度地区,大致属于亚热带的古气候环境,气候多以湿热多雨为主。受大地构造影响,此时山西总体上升为古陆,吕梁山尤为突出,先期形成的巨厚碳酸盐岩及硅酸岩接受了大约一亿四千万年的漫长风化剥蚀,在水的作用下原矿物中易溶的钾、钠、钙、镁离子被溶解带走,铝、硅、铁等元素保留,为“耐火黏土”的形成奠定了基础。
随着地壳的缓慢下降,海水入侵,山西由“内陆”变为“滨海”,这种环境对于“耐火黏土”的形成可谓“天时地利”,流水将这些由大自然加工好的富含铝、硅、铁等元素的“原料”搬运到洼地沉积下来。最先入“住”洼地的是富含铁的物质,其次是富含铝的物质,而后是一些含硅多的物质,最后又被其他物质覆盖保存,这样沧海桑田,“耐火黏土”后来居上,覆盖在了铝土矿和山西式铁矿的上部,又被后来形成的煤层所覆盖,这一时期的山西堪称矿产资源的“聚宝盆”,所形成的矿产以其储量大、种类多,为山西省奠定了矿产资源大省的基础。 山西自然博物馆 吴玉龙