有谁知道铝土矿的用途，
铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。
铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。
铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。例如：化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂；用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用；玻璃组成中有3%～5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度；研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。
金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属，1995年世界人均消费量达到3.29kg。由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能，因而广泛应用于国民经济各部门。目前，全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门，占铝总消费量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。
重点讨论的是生产金属铝的铝土矿及其矿床。至于作耐火粘土用的铝土矿及其矿床见非金属矿“耐火粘土”中讨论。
一、矿物原料特点
铝是地壳中分布最广泛的元素之一，属亲石亲氧元素。铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在，极少发现铝的自然金属。
自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的矿物约43种。实际上，由纯矿物组成的铝矿床是没有的，一般都是共生分布，并混有杂质。从经济和技术观点出发，并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。原苏联因缺乏铝土矿资源，利用霞石和明矾石提炼氧化铝。我国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝。
一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。斜方晶系，结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱，需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。一水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。其水化可变成三水铝石，脱水可变成α刚玉，可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3·H2O。斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。一水软铝石可溶于酸和碱。该矿物形成于酸性介质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代，脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉，水化可变成三水铝石。
三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石，结构式Al(OH)，分子式为Al2O3·3H2O。单斜晶系，结晶完好者呈六角板状、棱镜状，常有呈细晶状集合体或双晶，矿石中三水铝石多呈不规则状集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。三水铝石溶于酸和碱，其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。该矿物形成于酸性介质，在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物，也是主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。三水铝石脱水可变成一水软铝石、一水硬铝石和α刚玉，可被高岭石、多水高岭石等交代。
铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O＋，五者总量占成分的95%以上，一般＞98%，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要赋存于铝矿物——水铝石、一水软铝石、三水铝石中，其次赋存于硅矿物中(主要是高岭石类矿物)。
在内生条件下，由于有二氧化硅的广泛存在，Al2O3与SiO2常紧密结合成各类铝硅酸矿物，这些矿物一般铝硅比小于1，而工业上对铝矿石一般要求Al2O3≥40%，Al/Si＞1.8～2.6，因此内生条件下很少形成工业铝矿床。
目前，已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下形成的。在表生条件下铝土矿的生成主要有两种形式：即风化-残积(余)成矿(红土成矿)和风化-搬运-沉积成矿或风化-改造-再沉积成矿(沉积成矿)。风化-残积(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下，具排泄良好的有利地形(如残丘、低山和台地)，由于水、CO2和生物等的风化分解作用，母岩中易溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出，活动性小的物质Al、Fe、Ti残留原地形成红土型铝土矿。风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形成的红土矿床，在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有机酸)等作用下，经机械的或化学的风化、剥蚀、搬运等物理、化学改造作用，于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或滨海潟湖、局限海盆内形成铝土矿，在水介质环境中形成沉积铝土矿。
铝土矿矿石含有镓、钒、铌、钽、钛、铈及放射性元素等有用组分，这些有价值的伴生组分可综合回收。而矿石中的硫、CO2、MgO、P2O5则是有害组分，不利于铝的冶炼回收。
铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为：三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿矿石主要是三水铝石型，次为一水软铝石型，而一水硬铝石型铝土矿极少。但我国则主要是一水硬铝石型铝土矿，三水铝石型铝土矿极少。
国外的三水铝石型铝土矿具高铝、低硅、高铁的特点，矿石质量好，适合耗能低的拜耳法处理。我国的一水硬铝石型铝土矿，总体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比，矿石质量差，加工难度大，氧化铝生产多用耗能高的联合法。
二、用途与技术经济指标
铝土矿矿石用途多样，其中最重要的用途是：铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料，以及用作高铝水泥原料。矿石用途不同，其质量要求各异。表3.9.1是中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。按照该标准将铝土矿分成沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石及红土型三水铝石三大类型，并按化学成分分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九个牌号。该标准除了对铝土矿的化学成分作出了规定外，还要求沉积型一水硬铝石的水分不得大于7%，堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的水分不得大于8%。此外要求铝土矿石的粒度不得大于150mm。铝土矿石不得混入泥土、石灰岩等杂物。
工业上提取金属铝是先从铝土矿中提取氧化铝，然后氧化铝经电解成为金属铝。根据我国生产实践经验，不同氧化铝生产方法对矿石质量的要求还有所不同，其一般要求是：
1)烧结法：适于处理含硅较高的低品级矿石，要求Al2O3/SiO2为3～5(或3.5左右)，Fe2O3＜10%。
2)拜耳法：适于处理含Al2O3高、SiO2低的富矿，一般要求Al2O3＞65%，Al2O3/SiO2＞7。氧化铁在拜耳法流程中不与碱起反应，只是铁高赤泥量大，赤泥洗涤复杂，易造成碱和氧化铝的机械损失，但不宜有铝针铁矿。
3)联合法：适于处理中等品位的铝土矿，我国主要用混联法，即在拜耳法的赤泥中添加部分低品级矿石提高烧结法的铝硅比，一般要求Al2O3＞60%，Al2O3/SiO2为5～7，Fe2O3＜10%。对氧化铝生产而言，硫是很有害的杂质，均不宜采用高硫矿石。
用作研磨材料的铝土矿，要求含Al2O3高、铁和钛低，一般要求Al2O3≥70%，Fe2O3≤5%，TiO2≤4.5%，CaO+MgO≤1.0%，Al2O3/SiO2≥12。
作高铝水泥原料的铝土矿石必须：Fe2O3＜2.5%,TiO2＜3.5%,R2O(一价金属氧化物)＜1.0%,MgO＜1.0%。
三、矿业简史
铝元素是在1825年由丹麦物理学家H.C.奥尔斯德(H.C.Oersted)使用钾汞齐与氯化铝交互作用获得铝汞齐，然后用蒸馏法除去汞，第一次制得金属铝而发现的。
金属铝的生产，初期是化学法。即1854年法国科学家H.仙克列尔戴维里(H.Sainte Claire Diwill)创立的钠法化学法和1865年俄国物理化学家H.H.别凯托夫(Н.Н.Бекетов)创立的镁法化学法。法国于1855年采用化学法开始工业生产，是世界最早生产铝的国家。
铝土矿的发现(1821年)早于铝元素，当时误认为是一种新矿物。从铝土矿生产铝，首先需制取氧化铝，然后再电解制取铝。铝土矿的开采始于1873年的法国，从铝土矿生产氧化铝始于1894年，采用的是拜耳法，生产规模仅每日1t多。
到了1900年，法国、意大利和美国等国家有少量铝土矿开采，年产量才不过9万t。随着现代工业的发展，铝作为金属和合金应用到航空和军事工业，随后又扩大到民用工业，从此铝工业得到了迅猛发展，到1950年，全世界金属铝产量已经达到了151万t，1996年增至2092万t，成为仅次于钢铁的第二重要金属。
我国铝土矿的普查找矿工作最早始于1924年，当时由日本人板本峻雄等对辽宁省辽阳、山东省烟台地区的矾土页岩进行了地质调查。此后，日本人小贯义男等人，以及我国学者王竹泉、谢家荣、陈鸿程等先后对山东淄博地区、河北唐山和开滦地区，山西太原、西山和阳泉地区，辽宁本溪和复州湾地区的铝土矿和矾土页岩进行了专门的地质调查。我国南方铝土矿的调查始于1940年，首先是边兆祥对云南昆明板桥镇附近的铝土矿进行了调查。随后，1942～1945年，彭琪瑞、谢家荣、乐森王寻等人，先后对云、贵、川等地铝土矿、高铝粘土矿进行了地质调查和系统采样工作。总起来说，新中国成立以前的工作多属一般性的踏勘和调查研究性质。
铝土矿真正的地质勘探工作是从新中国成立后开始的。1953～1955年间，冶金部和地质部的地质队伍先后对山东淄博铝土矿、河南巩县小关一带铝土矿(如竹林沟、茶店、水头及钟岭等矿区)、贵州黔中一带铝土矿(如林夕、小山坝、燕垅等矿区)、山西阳泉白家庄矿区，等等，进行了地质勘探工作。但是，当时由于缺少铝土矿的勘探经验，没有结合中国铝土矿的实际情况而盲目套用原苏联的铝土矿规范，致使1960～1962年复审时，大部分地质勘探报告都被降了级，储量也一下减少了许多。1958年以后，我国对铝土矿的勘探积累了一定的经验，在大搞铜铝普查的基础上，又发现和勘探了不少矿区，其中比较重要的有：河南张窑院、广西平果、山西孝义克俄、福建漳浦、海南蓬莱，等等铝土矿矿区。
我国铝土矿的开采最早始于1911年，当时日本人首先对我国辽宁省复州湾铝矾土矿进行开采，随后1925～1941年又对我国辽宁省辽阳、山东烟台矿区A、G两层铝土矿进行开采，以上开采多用作耐火材料。1941～1943年日本人对我国山东省淄博铝土矿湖田和沣水矿区的田庄、红土坡矿段进行了开采，矿石作为炼铝原料。后来台湾铝业公司也曾进行过小规模开采供炼铝用。
我国铝土矿大规模开发利用是从新中国以后开始的。1954年首先恢复以前日本人曾小规模开采过的山东沣水矿山。1958年以后在山东、河南、贵州等省先后建设了501、502、503三大铝厂，为了满足这三大铝厂对铝土矿的需求，在山东、河南、山西、贵州等省建成了张店铝矿、小关铝矿、洛阳铝矿、修文铝矿、清镇铝矿、阳泉铝矿等铝矿原料基地。
进入80年代，特别是1983年中国有色金属工业总公司成立以后，我国铝土矿的地质勘探和铝工业得到了迅速发展，新建和扩建了以山西铝厂、中州铝厂为代表的一批大型铝厂，使我国原铝产量由1954年的不足2000t，发展到了现在的187万t。建立了从地质、矿山到冶炼加工一整套完整的铝工业体系，铝金属及其加工产品基本可满足我国经济建设的需要。
铸造涂料是铸造过程中覆盖在型芯表面以改善其表面耐火性，化学稳定性，抗金属液冲刷性，抗粘砂性等性能的铸造辅助材料；铸造涂料可制成浆状，膏状或粉状，用喷，刷，侵，流等方法涂敷在型芯表面
主要成分
特种硅藻土，除去了硅藻土中5—8%的结合水及有机质和杂质；AL2O3,Sio2.；铸造涂料悬浮剂（锂基凹土，有机土等）。
铝矾土，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。密度3.45g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆。极难熔化。不溶于水，能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝。
石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度（1-20目为1.6~1.8），20-200目为1.5，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。
蓝晶石，又名二硬石，属硅酸盐类矿物，是一种耐火度高、高温体积膨胀大的天然耐火原料矿物。蓝晶石为三斜晶系，通常呈扁平状的柱状晶体，晶面上有平行条纹。颜色呈淡蓝色或青色、亮灰白等。硬度为5.5－7.0，比重:3.53－3.65。其在1100℃以上高温逐渐转化莫来石，1450℃完全转化莫来石结束。转化后在1810℃分解为刚玉和液相，是替代刚玉质耐火材料的理想矿物。
石墨粉质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。
铬铁矿是一种矿物，主要成分为铁、镁和铬的氧化物：(Fe, Mg)Cr2O4，是尖晶石的一种。它是可开采的铬矿石，矿物成分较复杂，镁的含量不定，有时也含铝和铁元素。自然界含铬矿物约30种,但具有工业价值的只有铬铁矿,铬铁矿难熔，用作耐火材料，也用于制取三氧化二铬、重铬酸钠、重铬酸钾等铬化合物。
优 势
1、与磷酸盐涂料相比它特有的物理性能决定了它的优势；
2、透气好；
3、保温隔热效果明显，熔点在1650℃以上；
4、喷吐后附着力强且不宜剥落，通常一周后才需修补，ZD涂料不需要象其它涂料一样每次开摸要喷涂，省却每天因喷补涂料而拆装摸具的繁琐工作；
5、相对而言价格便宜，大大降低了因使用醇基涂料或进口涂料所带来昂贵的生产铸造成本；
6、大大提高生产效益。
涂料的主要涂敷方法有刷、浸、喷、流等。每种涂敷方法需要不同的涂料性能，而适宜涂敷方法的选择。取决于砂芯(型)形状、大小、批量以及是砂型还是砂芯。根据涂敷工艺方法的不同，若需稀释时，可选用与载体相同类的材料稀释到所需粘度、密度或波美度，且忌涂料过分稀释，以免影响涂料的悬浮性和涂刷性能；使用前应充分搅拌均匀，以便使涂料的性能充分地发挥。
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刷涂法
要求涂料的类型是触变性流体。刷涂时要求工人有熟练的技术，劳动强大；一般铸件刷一遍即可，厚大件和易粘砂部位可刷两遍。刷涂后，1)醇基涂料立刻点燃，停止时间太长会使载体过分渗入砂型、芯和挥发，造成点燃困难或燃烧不充分。应采取喷灯之类烘烤工具进行烘烤，以免产生气孔缺陷；2)水基涂料应进行充分的烘干，烘干温度及时间根据型、芯的情况而定。
2
浸涂法
将砂芯用手工或机械浸没在涂料槽中，经过一定时间从槽内取出，用振动、旋转、摔动或刷子去除多余涂料。该法是最快的施涂方法，大多用于高生产率的铸车间，容易实现机械操作。使用该方法时，最值得注意的两点：一是应掌握好涂料的密度或波美度，二是适当的浸涂时间。
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喷涂法
将涂料通过一定的压力喷出并雾化而施涂的一种方法。该方法施涂速度较快，生产效率高，最好用于形状较简单的砂型和砂芯。但使用醇基涂料时，酒精雾化散入空气的量大，污染环境。
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流涂法
是一种新型快速方法，特别适合在较大砂型和砂芯生产线上的涂料工位进行施涂的要求。
1、涂料所用原材料简介
确定涂料的配方，需确定涂料的耐火材料组成、悬浮剂、消泡剂、载体溶剂的种类，掌握相关材料的理化性能和微观结构等资料。
1. 1 耐火材料
耐火材料应主要根据铸造合金种类选定。铸铁用涂料的耐火材料常选用鳞片石墨和普通石墨、石英粉、铝矾土、滑石粉、蓝晶石粉等，对几种国外铸铁涂料的耐火材料进行了X射线荧光光谱分析和衍射分析，发现他们的耐火材料常有硅灰石、莫来石、云母、刚玉、锂辉石等，骨料中各种粒型也是搭配使用，具说可提高涂料的透气性和强度，粒型有片状、纤维状及粒状。铸钢件用涂料常选镁砂粉、锆英粉、高铝粉、棕刚玉粉等耐火粉料。对于高锰钢常用电熔镁砂粉和镁橄榄石粉，这些材料可抗高锰钢的碱**蚀。粒度一般在320目—200目，也要搭配使用。此种涂料必须注意镁橄榄石粉中SiO2（石英）含量≥40%时，往往影响涂料的作用，因为SiO2和MnO会产生化学反应而粘砂。
硅灰石【CaO*SiO2】：是一种偏硅酸盐，属三斜晶系，分低温型高温型两种，低温型在1125℃转变成高温型。硅灰石具有针状、纤维状晶体形态(长/径比≥22：1)和良好的耐热性低（耐热度≥1500℃）和烧结性，在涂料中可增加涂料强度、悬浮性和高温透气性。一般应选用SiO2%≥50，沉降度＜70的高温型材料。它在吉林、辽宁地区蕴藏量非常大，可在铸铁涂料中广泛使用。
莫来石【3AI2O*2SiO2】：斜方晶系，熔点1810℃，多角粒型。化学性质稳定。线膨胀系数小（20～1000℃，5.3×10-6/℃），抗激冷激热性好，商品粉料可选用经过高温烧结的煤矸石粉，可保证涂料的高温稳定性。该材料国内供应丰富，价格较低，在铸铁和普通铸钢中可使用。
云母【KAI2（AISi3O20）(OH*F)2】:一种具有层片状的硅酸盐，密度2.6～2.86，导热系数低（平均0.67W/m.K），保温性能较好。其鳞片具有弹性，晶格稳定，热化学稳定性较好。该材料熔点较低（1270～1330℃），用于铸铁涂料时易于粘砂。由于具有片状形态，可赋予涂料防降性、流平行，使涂料具有良好的韧性和抗开裂性，可用于铸铝件涂料中。
蓝晶石【AL2[SiO4]O】：根据含蓝晶石的形态特点，将蓝晶石矿分成3类变态：⑴针状和纤维状集合体（纤维针状矿石）；⑵富含空晶石的假象蓝晶石集合体；⑶蓝晶石结核矿（结核型矿石）。
蓝晶石矿物在高温下（1100～1650℃）煅烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅（方石英），同时产生不同程度的体积膨胀。其转变反应式为：
3（AI2SiO5） 3AI2O3*2SiO2+SiO2（1300℃以上）
铸造涂料应采用煅烧过的纤维针状产品，它的耐火度比硅灰石和石英粉高，和锆英粉相似，由于它的纤维针状形态，可提高涂料的强度和透气性及耐火度。目前该产品在吉林磐石等地也有出产，可用于铸铁、普通铸钢等涂料中。其它材料的性能本文不在详述，在选用时应仔细查找相关资料。
1．2载液
水或乙醇（甲醇）可作为载液。水基涂料成本比醇基涂料低，且悬浮性好控制，但需要一套烘干和和排除水蒸汽的设备。醇基涂料烘干容易，很多小型企业经常使用，但它有以下问题：浇注时发气量大，成本高，涂料气味很大，影响工人健康，安全性也差。一般建议多采用水基涂料工艺，尤其是一些形状较简单的铸件，如锰钢锷板等。甲醇的应用可改善烘干质量，可和乙醇配合使用。
1．3粘结剂
根据载液的不同，粘结剂分为水基用和醇基用两种。对粘结剂的一般要求是：在水中或乙醇中易溶易分散；具有较高的干强度，尤其是高温强度。糖浆、纸浆、酚醛树脂、聚乙烯醇（PVA）、聚乙酸乙烯乳液（白乳胶）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、羧甲基纤维素（CMC），以及高温性能好的粘土、磷酸二氢铝、硫酸盐、松香、水玻璃和硅溶胶都可作为涂料的粘结剂。酚醛树脂、既具有较高的常温强度，又具有较高的高温强度，我们在涂料中广泛应用。水基涂料可直接采用碱性液态酚醛树脂，醇基涂料采用热固性酚醛树脂，先在酒精中泡开，溶化后再加入涂料中，它和PVB配合使用效果更佳。聚乙烯醇（PVA）和磷酸二氢铝配合使用，效果也较好，成本也低。某些商品涂料具有硬化可逆性，即掉到地上已硬化的涂料仍可重复混制、使用。某些水溶性树脂，如PAM就具备这种性能。
1. 4悬浮剂
常用的悬浮剂有锂基、钠基或有机膨润土、凸凹棒土、CMC等。锂基膨润土不但悬浮性好，所制涂料的涂刷性能也较好，在醇基涂料澡中经常采用，但采用锂基土的涂料易于发生“沉死底”的现象，涂料最好现配现用。要水基涂料中可采用钠土和CMC配合使用，效果也较好。有机土效果最好，价格过高，一般在要求较高的醇基涂料中少量加入。选用膨润土类悬浮剂时，在保证悬浮性的前提下，加入量越少越好，加入量过大涂层易开裂。
1．5其它添加剂
实型（或消失模）涂料还需加入以下几种助剂：⑴表面活性剂 用来改善涂料对塑料模样表面的润湿性，常用的是非离子型的表面活性剂JCF（脂肪醇聚乙烯醚）、OP-10（烷基酚与环氧乙烷的缩合物）、NNO（萘磺酸钠甲醛缩合物），它兼有分散和减水作用。表面活性剂易于产生气泡，在涂料中尽量少加或不加。⑵消泡剂 涂料在高速搅拌过程中也可能卷入空气产生气泡，因此要加入少量的消泡剂。常用的有正辛醇、正丁醇、SPA-202脂肪族矿物油、SAF（聚甲基硅氧烷乳液）。⑶防腐剂 常用的防腐剂有五氯酚萘、五氯苯酚、苯甲酸钠、甲醛等。⑷碳吸附剂 冰晶石（Na3AIF6）在高温下形成活性NaF、AIF3等，对模样分解出的碳产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而防止铸件表面积碳的产生。此外，涂料中还掺入氧化铁粉（Fe2O3），提高涂料的自剥离能力和抗氮气孔能力。件表面光洁，并在一定程度上提高尺寸精度。
2涂料的作用和性能要求
涂料可以填充型和芯的表面孔隙在高温下抑制砂型与金属液的热相互作用 (机械渗透和化学侵蚀)，从而防止机械粘砂，使铸件表面光洁，并在一定程度上提高尺寸精度。涂料还能够提高型和芯的表面强度，防止因液体金属的冲刷作用而发生砂眼、毛刺等缺陷。涂料层的隔离作用，还能够防止因型和芯受热产生大量气体侵入铸件而形成气孔缺陷。热膨胀低的涂料还可减少铸件夹砂缺陷。此外，通过在涂料中添加绝热保温材此外，通过在涂料中添加绝热保温材布，调节热流的传递和运动，控制合金的凝固和结晶过程，从而消除缩松缺陷。在涂料中添加某些特殊附加物，还能做到局部孕育或表面合金化，达到改善组织的目的。涂料的这些作用，近来也受到人们的重视。对于涂料的性能，有许多要求：
2.1悬浮稳定性，涂料应当在一定时间内不沉淀、不分层、不结块并保持密度的 均匀性。悬浮性主要决定于所添加的悬浮剂 的质量和加入量，以及耐火填料的颗粒大小和比重等。
2.2渗透性，它表示涂料在涂覆后能够渗入型或芯表层一定深度的能力。渗透性并不是越大越好。渗透性过大，会造成不必要的浪费，或难以保持一定的厚度。渗透性过小，涂料在型或芯上的附着力小，烘干和浇注时易起皮破损。渗透深度取决于耐火材料的粒度、涂料的比重和粘度、涂料悬浊体系的表面特性和内部结构特点，以及涂料与型或芯的润湿性等。
2.3触变性，(摇溶性) 物理化学中把触变性现象视为一种溶胶软胶可逆等温转变过程。触变性包括剪切变稀粘度依时性的两个方面：一是在剪切力作用下能变稀，剪切力去除后又会恢复原先的状态，二是上述变稀或变稠都有一个时间进程。通俗地说，就是“一搅就稀，静止还稠”。好的涂料应当具有一定的触变性，使用时 “稠而不粘，滑而不淌”，便于涂刷、浸涂、喷涂，而涂料既不堆积，也不流失。触变性是现代铸造用的涂料的主要工艺性能之一。它在一定程度上是反映涂料许多工艺性能 (如悬浮性、涂刷性等)好坏的综合指标。触变性取决于涂料悬浊体系的内部结构特点，可以通过在一定剪切速率下涂料的表观粘度和时间的关系来判断。
2.4涂覆性， 它表示涂料以一定厚度均匀覆盖在型或芯表面的难易程度。涂覆时应当不堆积、不流失，也不损坏型或芯的表面。目前还没有直接测定涂覆性的办法，一般可以用涂料的粘度、比重、触变性、涂层厚度或涂挂重量等指标综合衡量。
2.5表面强度， 涂料必须有足够的表面强度，以防止涂层在搬运和合箱过程中损坏。
2.6高温抗裂性， 涂层在烘干和浇注过程中应当不开裂，以防止铸件产生毛刺或脉纹。
2.7抗粘砂性， 防止粘砂的能力是涂料的主要性能之一。它主要取决于涂料的组成，尤其是耐火材料的性质以及浇注时的气氛。涂层的厚度、强度、抗裂性对抗粘砂性也有影响。
存期长、无公害、低成本、适应性广等。除上述性能外，还要求涂料发气少、存期长、无公害、低成本、适应性广等。涂料要全面满足以上要求，实际上是困难的。对于不同的砂型种类、不同的铸件(甚至同一铸件的不同部位)，应当根据低成本高质量的原则选择使用适当的涂料。
3、制备和涂挂
3.1 水基实型涂料配方
首先应根据铸造合金的种类和铸件大小等要求确定制备涂料的性能，如耐火能力，涂层强度，涂料保存时间等，然后选择耐火粉料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂，经试验调整调整并确定配方。表1，表2和 表3列出了配制的几种配方。
3.1表1 铸铁水基实型涂料配方
涂 料
组 分
碱性酚
醛树脂
CMC
钠土
水
氧 化
铁 粉
锆 粉
锂辉石
莫来石
WT/%
60
3
30
600
5
100
400
500
3.1表2 高锰钢实型醇基涂料配方
涂 料
组 分
酚醛
树脂
PVB
锂土
酒精
氧 化
铁 粉
锆 粉
电熔
镁粉
正辛醇
WT/%
30
6
30
500
5
170
830
5
3.1表3 铸铁醇基实型涂料配方
涂料
组分
酚醛
树脂
PVB
锂土
酒精
氧化
铁粉
锆粉
石墨
鳞片
石墨
WT/%
25
8
25
550
5
150
800
50
3．2涂料的制备
制备时一般先在分散机中分散，再经过研磨设备研磨。对于年用量100t以下的企业，2~3千瓦的分散机即可。其叶轮有叶片和圆盘两种。叶片式搅拌力较大，能使物料上下翻动，但转速稍高就会引起物料飞溅，圆盘式叶片上下交错分布，对物料有很强的剪切作用，可平稳地高速转动，分散效果较好，生产率也较高，设备可自制。叶轮的线速度可选用大于200cm/min的为宜。对于产量要求不高的企业，也可选用小型球磨机，圆桶直径在0.5-0.8mm左右，转速100转/min左右。涂料在球磨机中研磨，除分散效果良好外，还可使骨料破碎，起到对涂料的活化作用，提高涂层的质量。球磨机比胶体磨效果好，经球磨机研磨好的涂料不但涂层强度高，而且流平性和涂刷性等工艺性能都较好，球磨时间4h以上。
水基涂料的搅拌程序一般是将膨润土、CMC和水置于分散机中搅拌成浆状再加入耐火材料连续搅拌，然后依次加入粘结剂、表面活性剂等助剂。膨润土和CMC预先泡好，效果会更好。醇基涂料如使用锂基膨润土作悬浮剂，应预先用水预发24h以上，酚醛树脂和PVB等也要先用酒精泡开，再将其加入分散机中混合。我们也采取过将泡好的酚醛树脂和锂基膨润土混合碾压成预混体长期保存，使用时按比例加入到其它混合料中一起混制成涂料。该法对于小型企业非常适用。
3. 3 涂料的涂敷
根据铸件的生产批量来选用涂料的涂挂方法。对于单件、小批量生产的模样，宜采用刷涂。对于较大的铸件可采用流涂。流涂的涂料粘度应小一些，并具有较好的涂挂性能；批量和形状复杂的模样采用浸涂和流涂，薄壁易变形的模样采用喷涂法。几种方法可结合使用。涂料必须均匀覆盖模样表面，无缺涂、过度流淌或夹杂气泡。涂层厚度一般在0.5-2.5mm，可根据铸件形状、薄厚、复杂程度、合金种类、浇口静压头高度等因素确定。
一般需涂1-3次，每次涂层均需干燥，如干燥后的涂层产生裂纹，应及时降低涂料的比重、膨润土加入量，适当增加粘结剂的加入量。涂层干燥，一般在烘炉中通过热空气（低于60℃）循环实现。烘干时间3-10h。也可采用室外晾干、红外线或微波干燥。
4、质量与性能检测
涂料性能的检测是保证涂料质量的必要重要条件，涂料的物理性能，如比重、粘度和悬浮性可以在试验室中用常规仪器检查。比重的检测最好用称重法，因为实型涂料的粘度大，比重计及波美度计不易自由悬浮，影响检测结果。比重的检测非常重要，它直接影响涂层厚度，并可控制溶剂的加入量。涂层厚度可采用称量法和专用卡尺测得。涂层透气性测定有多种方法，在试验室采用固定配方的膨润土湿型砂标准试样，在一端涂上涂料后烘干，在普通透气性仪上测定。在生产现场，可采用测定浇注时间的方法间接估算涂层透气性。
涂层强度采用SVQ型涂料涂层强度测定仪测定。测试前先向底座的涂料槽中逐层涂刷涂料并烘干，经打磨保证涂层厚度为1.2mm。测试时开动空压机向空腔内加压，直至涂层破裂，从压力表上读出最高压力，该压力值即作为涂料的涂层强度值。对表2和表3的涂料性能进行了测定，结果如表4和表5。
表4 铸铁水基实型涂料性能
涂料名称
（24h）
悬浮性
g/cm-3
密度
透气性
涂层强度
MPa
高温急热
抗裂性
发气量
Ml/g
自制 1
98
1.90
17
0.15
1级
21
表5 实型醇基涂料性能
涂料名称
悬浮性
（2h）
密度
g/cm-3
透气性
涂层强度
MPa
高温急热
抗裂性
发气量
Ml/g
自制 2
自制 3
95
98
1.58
1.25
75
80
0.075
1.0080
1级
1级
22.5
20.0
5、生产应用
某厂生产球铁杆头铸件，需要一批高质量的实型涂料，采用进口阿什兰消失模涂料，效果良好，但价格太高。采用国产的商品涂料，质量不是很稳定，如采用仅依靠进口涂料，势必增加很多成本。我们通过分析认为，如大部分采用国内材料，粉状材料成本可降低至4000元以下，经济效益是非常明显的，而且可以根据需要随时进行性能调整。
根据资料配制以270目高铝粉为耐火材料的涂料，粘结剂采用白乳胶。经轮试验后发现，涂料透气性较差，涂料易起泡，铸件废品很多，最初两次几乎没有成品。采用200目莫来石和锂辉石做为骨料，以水溶性酚醛树脂为粘结剂，经试验效果较好，所生产的铸件基本都浇成了，铸件粘砂较严重。随即又在配方中添加了320目锆粉，进行了试验，效果非常明显。铸件浇铸后涂层和铸件非常易于剥离，完全解决了粘砂的问题，而且铸件的成品率较高，达到了同批浇注的采用阿什涂料的水平。配方如表1。
某厂实型法生产球磨机鄂板高锰钢铸件，以前涂料依靠购买商品涂料，经常发生涂层开裂、粘砂等涂料废品。为了自己解决涂料问题，曾经试验过多种配方，都没有成功，尤其是粘结剂和骨料的选择，问题较大。如采用PVA加硫酸盐粘结剂+高铝粉等配方，涂料的常温强度可以，但高温强度低，铸件粘砂严重。经过试验采用表2的配方，采用该厂的球磨机等现用设备，成功的生产出了大批铸件。配制用于铸铁材质的石墨涂料配方见表3。
6、结论
6.1中小实型铸造厂采用各种国产材料自制涂料，可降低材料成本，提高产品质量，也可增强灵活性，提高市场竞争力。正确选用涂料的配方、原辅材料是自配涂料成败的关键。配方的选择除考虑技术因素外，还应考虑材料的成本，可优先采用当地和较近地区的材料。
6.2从国际范围看，商品涂料的品种将日益增多，涂料的工艺性能和涂覆方法在不断改善和革新。由于烘炉烘干费用高，使用水基涂料显得不那么经济，而采用低“泡沫”载体涂料、干态涂料、静电粘结涂料、光辐耐固化涂料等，将成为涂料发展的趋 向。总之，未来的涂料，应用效率将更高，效果将更好。由于严格的环境保护法的限制，可望在几年之内有的国家将不再使用易燃涂料。从国内情况看，涂料的基础理论研究以及新型触变性涂料的研制和应用会取得新的成果，浅色和自色涂料的应用将会逐步扩大。涂料专业定点生产和商品化、优质化，在短期内也将逐步实现。
①
骨料粉过细或不良成份过量（如铝矾土生料等）
②
水浸润后的骨料粉烘干时收缩率过大（如膨润土）
③
干燥温度不稳定（如正面太阳晒，反而阴凉）
④
涂料厚薄悬殊（如转角处堆积很厚，而两侧直面很薄，有似于铸件热节缩裂）
⑤
泡沫熟化不充分，烘干过程发生3次变形
⑥
热气流速度过快，导致各部位烘干应力差异（比如烈日下刮大风或烘房内高温强对流）
防裂措施：
①
提高添加剂的抗裂性（比如增加抗裂纤维含量）
②
降低添加剂的收缩率（合理调节配方）
③
骨料粉不要过细或透气性过低
④
烘房内温度均衡，太阳能利用不要简单化“风吹日晒”
⑤
白模转角处的浆液不要流积过多过厚（软毛刷处理或调换浆液流动方向）
⑥
白模必须充分烘干熟化
⑦
烘干温度控制在60℃以下
⑧
必要时可添加2～3%的硅溶胶增加抗裂性
⑨
不要乱选用不明不白的添加剂、粘结剂之类的物料。
