绪论 1
第一篇 生产过程原理与设备 5
1 概述 5
1.1 无机非金属材料生产过程的共性与个性 5
1.1.1 无机非金属材料生产过程的共性 5
1.1.2 无机非金属材料生产过程的个性 7
1.2 无机非金属材料的几种典型生产工艺流程 9
1.2.1 水泥生产工艺流程 9
1.2.2 玻璃生产工艺流程 10
1.2.3 陶瓷生产工艺流程 11
习题 11
参考文献 11
2 原料与燃料 13
2.1 钙质原料 13
2.1.1 天然钙质原料的种类和性质 13
2.1.2 天然钙质原料在生产中的作用及其品质要求 14
2.1.3 钙质工业废渣 14
2.2 黏土类原料 15
2.2.1 黏土的成因与分类 15
2.2.2 黏土的组成 16
2.2.3 黏土的工艺性质 17
2.2.4 黏土质工业废渣 18
2.3 石英类原料 19
2.3.1 石英类原料的种类和应用 19
2.3.2 石英的晶型转化 20
2.4 长石类原料 21
2.4.1 长石的种类和性质 21
2.4.2 长石在陶瓷和玻璃工业中的作用 21
2.4.3 长石的替代原料 22
2.5 其他原料 22
2.5.1 高铝质原料 22
2.5.2 镁质原料 23
2.5.3 铁质原料 24
2.5.4 Na2O质原料 24
2.5.5 含硼原料 24
2.5.6 辅助性原料 25
2.6 燃料 27
2.6.1 燃料的概念与分类 27
2.6.2 燃料组成及其换算 27
2.6.3 发热量与标准燃料 29
2.6.4 燃料品种与燃烧技术发展 30
习题 33
参考文献 33
3 粉粒体制备 35
3.1 粉碎概论 35
3.1.1 粉碎的定义与分类 35
3.1.2 物料的硬度、脆性及强度 35
3.1.3 易碎性（易磨性） 36
3.1.4 粉碎的施力方式 36
3.1.5 粉碎比 37
3.2 破碎 37
3.2.1 破碎机械分类与适用性 37
3.2.2 颚式破碎机 38
3.2.3 圆锥式破碎机 38
3.2.4 锤式破碎机 39
3.2.5 反击式破碎机 40
3.3 粉磨 40
3.3.1 粉磨机械 40
3.3.2 球磨机 40
3.3.3 辊压机 43
3.3.4 辊筒磨 43
3.3.5 辊式磨 44
3.4 超细粉碎 46
3.4.1 超细粉碎机械分类 46
3.4.2 超细粉碎机械 47
3.5 分级 50
3.5.1 分级机械分类 50
3.5.2 分级机性能评价 50
3.5.3 筛分分级 51
3.5.4 流体分级 52
3.6 粉磨系统比较 54
3.6.1 辊压机与球磨机组成的粉磨系统 54
3.6.2 辊式磨粉磨系统 55
3.6.3 降低粉碎能耗的工艺措施 56
习题 57
参考文献 57
4 输送、混合与均化 58
4.1 气力输送系统 58
4.1.1 气力输送分类与特性 58
4.1.2 气力输送系统 59
4.2 连续输送机械 64
4.2.1 胶带输送机 64
4.2.2 螺旋输送机 64
4.2.3 斗式提升机 65
4.2.4 链式输送机 66
4.2.5 振动输送机 67
4.3 供料与给料装置 68
4.4 混合 70
4.4.1 混合状态的表征 70
4.4.2 混合机类型 71
4.4.3 间歇式混合机 72
4.4.4 连续混合机 72
4.4.5 气力混合机 72
4.4.6 混合机的选择 73
4.5 均化 73
4.5.1 原料与燃料的预均化堆场 73
4.5.2 生料的均化 75
习题 77
参考文献 77
5 熔化和相变 79
5.1 熔化 79
5.1.1 概述 79
5.1.2 熔化设备——熔窑 80
5.1.3 玻璃池窑中的热传递与玻璃液流动 82
5.1.4 玻璃的熔制过程 83
5.1.5 配合料的加热反应 84
5.2 熔体和玻璃体的相变 86
5.2.1 熔体和玻璃体的成核与晶体生长过程 86
5.2.2 玻璃的分相 89
5.2.3 微晶玻璃 91
5.2.4 熔铸耐火材料的晶化 94
5.2.5 结晶窑（晶化窑） 94
习题 100
参考文献 100
6 成型 101
6.1 概述 101
6.2 浆料的成型 101
6.2.1 混凝土浆体的密实成型 102
6.2.2 陶瓷注浆成型 103
6.3 玻璃熔体的成型与退火 107
6.3.1 玻璃的主要成型性质 107
6.3.2 成型制度的制定 108
6.3.3 吹制成型 108
6.3.4 拉制成型 109
6.3.5 浮法生产平板玻璃 110
6.4 可塑成型 113
6.4.1 可塑泥料的流变特性 114
6.4.2 挤压成型 114
6.4.3 旋坯成型 115
6.4.4 滚压成型 115
6.4.5 塑压成型 115
6.5 粉料压制成型 116
6.5.1 压制成型工艺原理 116
6.5.2 压制成型对粉料的要求 117
6.5.3 压制设备 118
6.6 粒化 119
6.6.1 转动粒化 119
6.6.2 喷雾干燥造粒 120
6.7 胶态注模成型 120
6.7.1 注凝成型工艺过程 121
6.7.2 注凝成型主要影响因素 121
6.7.3 关于凝胶固化法的选择 121
6.8 注射成型 121
6.8.1 注射成型主要工艺过程 122
6.8.2 影响注射成型工艺的主要因素 122
6.8.3 注射成型应用 122
习题 123
参考文献 123
7 脱水与干燥 124
7.1 物料的去湿方法 124
7.2 干燥的物理过程 124
7.2.1 物料与水分的结合方式 124
7.2.2 物料与结合水分的平衡关系 125
7.2.3 物料干燥过程 125
7.2.4 干燥收缩及制品变形 126
7.3 脱水设备 127
7.3.1 浓缩 127
7.3.2 过滤 128
7.4 干燥设备 130
7.4.1 干燥器的分类 130
7.4.2 干燥器的选型 130
7.4.3 干燥器 132
习题 134
参考文献 135
8 煅烧与烧成 136
8.1 概述 136
8.1.1 热量传递 136
8.1.2 质量传递 136
8.1.3 动量传递 137
8.2 水泥熟料的煅烧 137
8.2.1 水泥熟料煅烧设备的分类 137
8.2.2 悬浮预热器 138
8.2.3 分解炉 143
8.2.4 回转窑 147
8.2.5 熟料冷却机 148
8.2.6 燃烧器 150
8.2.7 余热发电 151
8.3 陶瓷的烧成 152
8.3.1 黏土、长石及石英原料在烧成过程中的变化 152
8.3.2 坯、釉在烧成过程中的物理化学变化 153
8.3.3 烧成制度的制定 155
8.3.4 陶瓷烧成设备——窑炉 157
8.3.5 特种陶瓷烧结方法简介 168
8.3.6 节能减排的燃烧技术 170
习题 172
参考文献 172
第二篇 主要品种工艺原理与性能 174
9 气硬性无机胶凝材料 174
9.1 石灰 174
9.1.1 石灰的原料及制备 174
9.1.2 生石灰的熟化和硬化 175
9.1.3 石灰的应用 175
9.2 石膏及其制品 176
9.2.1 石膏胶凝材料的生产 176
9.2.2 半水石膏的凝结与硬化 177
9.2.3 石膏的应用 177
9.3 镁质胶凝材料 179
9.3.1 镁质胶凝材料的生产 179
9.3.2 镁质胶凝材料浆的制取和硬化性能 179
9.3.3 镁质胶凝材料的应用 180
9.4 水玻璃 181
9.4.1 水玻璃的硬化 181
9.4.2 水玻璃的性质 181
9.4.3 水玻璃的用途 182
习题 182
参考文献 183
10 水泥 184
10.1 硅酸盐水泥熟料的组成 184
10.1.1 熟料化学成分及矿物组成 184
10.1.2 熟料的率值 187
10.1.3 熟料矿物组成的计算 189
10.2 硅酸盐水泥生料的配合 191
10.2.1 熟料组成设计 191
10.2.2 生料配比计算 193
10.3 硅酸盐水泥熟料的煅烧 196
10.3.1 干燥与脱水 196
10.3.2 碳酸盐分解 196
10.3.3 固相反应 197
10.3.4 熟料的绕结 198
10.3.5 熟料的冷却 200
10.3.6 其他组分的作用 201
10.3.7 熟料热耗 203
10.4 硅酸盐水泥的制成与标准 205
10.4.1 水泥混合材料 205
10.4.2 通用硅酸盐水泥定义、分类及技术要求 211
10.4.3 石灰石硅酸盐水泥 215
10.4.4 水泥的粉磨 216
10.4.5 水泥储存与均化 217
10.4.6 水泥包装与散装 218
10.5 硅酸盐水泥的水化和硬化 218
10.5.1 熟料矿物的水化 218
10.5.2 硅酸盐水泥的水化 221
10.5.3 水化速率与凝结时间的调节 222
10.5.4 水化热 223
10.5.5 体积变化 223
10.5.6 水泥石的结构 224
10.6 掺混合材硅酸盐水泥的水化硬化 225
10.6.1 矿渣水泥的水化和硬化 225
10.6.2 火山灰水泥的水化硬化 226
10.6.3 粉煤灰水泥的水化硬化 226
10.6.4 石灰石硅酸盐水泥的水化硬化 226
10.7 硅酸盐水泥的化学侵蚀 227
10.7.1 淡水侵蚀 227
10.7.2 酸和酸性水侵蚀 227
10.7.3 硫酸盐侵蚀 228
10.7.4 含碱溶液侵蚀 229
10.7.5 提高水泥抗蚀性的措施 229
10.8 特性水泥和专用水泥 230
10.8.1 快硬和特快硬水泥 230
10.8.2 抗硫酸盐、中低热及道路水泥 233
10.8.3 膨胀和自应力水泥 235
10.8.4 油井水泥 236
10.8.5 装饰水泥 238
10.8.6 砌筑水泥 239
习题 239
参考文献 241
11 混凝土 242
11.1 概述 242
11.1.1 混凝土的定义及分类 242
11.1.2 混凝土的特点 242
11.1.3 对混凝土的基本要求 243
11.2 普通混凝土的组成材料 243
11.2.1 水泥 244
11.2.2 细骨料（砂） 244
11.2.3 粗骨料 247
11.2.4 混凝土拌合用水和养护用水 250
11.3 混凝土的主要技术性质 251
11.3.1 混凝土拌合物的和易性 251
11.3.2 混凝土的强度 254
11.3.3 混凝土的变形性能 257
11.3.4 混凝土的耐久性 260
11.4 混凝土外加剂 262
11.4.1 混凝土外加剂的分类 262
11.4.2 减水剂 263
11.4.3 常用的减水剂 264
11.4.4 引气剂 265
11.4.5 缓凝剂 265
11.4.6 速凝剂 266
11.4.7 矿物外加剂 266
11.4.8 使用外加剂的注意事项 267
11.5 混凝土配合比设计 268
11.5.1 混凝土配合比参数的确定 268
11.5.2 混凝土配合比设计的步骤 268
11.5.3 高强混凝土 271
11.5.4 混凝土配合比设计实例 272
11.6 其他品种混凝土 274
11.6.1 高性能混凝土 274
11.6.2 轻骨料混凝土 276
11.6.3 耐酸混凝土 277
11.6.4 纤维增强混凝土 277
11.6.5 聚合物混凝土 278
习题 279
参考文献 279
12 玻璃 281
12.1 概述 281
12.1.1 玻璃的种类及特性 281
12.1.2 硅酸盐玻璃的组成与结构 281
12.1.3 玻璃的结构因素与性质 282
12.1.4 主要硅酸盐玻璃制品的种类、用途 288
12.2 玻璃原料与制品加工 292
12.2.1 原料及配合料的制备 292
12.2.2 玻璃制品的加工 298
12.3 特种玻璃 306
12.3.1 特种玻璃概述 306
12.3.2 光导纤维 310
12.3.3 激光玻璃 312
12.3.4 光致变色玻璃 313
12.3.5 非线性光学玻璃 314
12.3.6 快离子导体玻璃 315
12.3.7 生物功能玻璃 316
12.3.8 多孔玻璃 318
习题 319
参考文献 319
13 陶瓷 320
13.1 绪论 320
13.1.1 陶瓷的定义与分类 320
13.1.2 陶瓷的组成、结构与性能 322
13.1.3 普通陶瓷品种 324
13.2 坯料及制备 327
13.2.1 坯用原料及其氧化物在坯中的作用 327
13.2.2 确定坯料配方的原则 328
13.2.3 坯体组成的表示方法 329
13.2.4 配料计算 329
13.2.5 坯料制备 334
13.2.6 调整坯料性能的添加剂 340
13.3 成型 341
13.3.1 选择成型方式的依据 341
13.3.2 陶瓷成型新技术 344
13.4 釉料及色料 348
13.4.1 釉的作用及分类 348
13.4.2 釉层的性质 348
13.4.3 坯釉适应性 350
13.4.4 釉料的组成与制釉原料 351
13.4.5 釉料配制原则 351
13.4.6 配料计算 352
13.4.7 釉料制备 353
13.4.8 施釉及装饰 354
13.4.9 陶瓷色釉料 357
13.5 烧成方式的选择和陶瓷产品的缺陷分析 361
13.5.1 烧成方式的选择 361
13.5.2 陶瓷的缺陷分析 362
13.6 特种陶瓷 365
13.6.1 结构陶瓷 365
13.6.2 功能陶瓷 370
习题 382
参考文献 383
14 耐火材料 385
14.1 概述 385
14.1.1 耐火材料的定义和分类 385
14.1.2 耐火材料的组成与性质 386
14.1.3 耐火材料生产工艺过程 388
14.2 硅酸铝质耐火材料 389
14.2.1 硅酸铝质耐火材料生产的物理化学基础 389
14.2.2 黏土质耐火材料 390
14.2.3 高铝质耐火材料 391
14.2.4 硅线石族矿物及其应用 392
14.3 硅质耐火材料 392
14.3.1 硅质耐火材料生产的物理化学原理 392
14.3.2 硅砖的生产工艺要点 393
14.4 碱性耐火材料 394
14.4.1 镁质耐火材料 394
14.4.2 镁质耐火材料的结合相 396
14.4.3 碱性耐火材料的主要品种及应用 397
14.5 氧化物-碳复合耐火材料 398
14.5.1 碳-氧化物反应热力学基础 398
14.5.2 结合剂 399
14.5.3 碳复合耐火材料主要品种 399
14.6 熔铸耐火材料 401
14.6.1 铝锆硅系熔铸耐火材料制品 401
14.6.2 熔铸氧化铝耐火材料 402
14.6.3 熔铸ZrO2耐火制品 402
14.7 不定形耐火材料 402
14.7.1 不定形耐火材料分类 402
14.7.2 不定形耐火材料的结合剂 404
14.7.3 典型浇注料品种及应用 405
14.8 隔热耐火材料 406
14.8.1 隔热耐火材料分类 406
14.8.2 多孔隔热耐火制品 406
14.8.3 耐火纤维 407
14.8.4 氧化铝、氧化锆空心球及其制品 409
14.8.5 其他隔热耐火材料 410
14.9 特种耐火材料简介 410
14.9.1 概述 410
14.9.2 氧化物材料 410
14.9.3 非氧化物及其复合耐火材料 410
14.10 耐火材料在无机非金属材料工业中的应用 412
14.10.1 概述 412
14.10.2 耐火材料在水泥工业中的应用 412
14.10.3 耐火材料在玻璃工业中的应用 413
14.10.4 耐火材料在陶瓷工业中的应用 414
习题 416
参考文献 416
15 人工晶体 417
15.1 人工晶体的分类及应用 417
15.1.1 半导体晶体 418
15.1.2 功能晶体 418
15.1.3 光子晶体 420
15.2 晶体生长 420
15.2.1 晶体生长热力学 420
15.2.2 晶体生长动力学 422
15.3 晶体生长方法 424
15.3.1 熔体生长 425
15.3.2 低温溶液生长 427
15.3.3 高温溶液生长 428
15.3.4 气相生长 431
15.3.5 固相生长法 433
15.3.6 光子晶体制备方法 433
习题 435
参考文献 435
第三篇 环境污染防治 436
16 大气污染及其防治 436
16.1 粉尘的性质与危害 436
16.1.1 粉尘的基本性质 437
16.1.2 粉尘的危害 438
16.2 除尘设备 438
16.2.1 除尘设备的性能 438
16.2.2 主要除尘设备 441
16.3 废气的污染及其防治 443
16.3.1 硫氧化物的危害及其防治 444
16.3.2 氮氧化物的危害及其防治 446
16.3.3 碳氧化物的危害及其防治 448
16.3.4 其他废气的危害及其防治 449
习题 450
参考文献 450
17 废水污染及其处理 451
17.1 概述 451
17.2 无机非金属材料工业废水的处理方法 451
17.2.1 常用的物理处理方法 452
17.2.2 常用的生物处理方法 454
习题 457
参考文献 457
18 噪声及其防治 458
18.1 噪声的物理量 458
18.2 无机非金属材料工业噪声概况 458
18.2.1 无机非金属材料工业噪声的分类 458
18.2.2 无机非金属材料工业噪声的特征 459
18.2.3 无机非金属材料工业的主要噪声源 459
18.3 无机非金属材料工业噪声防治 460
18.3.1 无机非金属材料工业噪声防治要求 460
18.3.2 无机非金属材料工业噪声污染防治途径 460
习题 463
参考文献 464
附录1 我国陶瓷工业常用黏土的化学组成 465
附录2 利用煤的工业分析结果进行发热量计算的方法 469
附录3 国际原子量表 470