以礦物學、巖石學、物理化學以及矽酸鹽科學的理論與技術為基礎,研究陶瓷、玻璃、水泥、冶金爐渣等高溫產品的生產機制、損壞機理,以及利用途徑等的學科。又名工藝巖石學。巖石學的研究離不開礦物學,所以又有工藝礦物學及工程礦物學等名稱的出現。後二者的研究內容,基本上和工業巖石學的研究內容是相同的。

  發展簡史 工業巖石學是隨著近代工業的發展,而產生和發展起來的。在19世紀末,法國和德國的學學者們研究瞭波特蘭水泥熟料中所含礦物,定出瞭“阿利特”(alite)、“貝利特”(belite)、“才利特”(celite)等假設的礦物名稱。瑞典學者又比較全面地研究瞭冶金爐渣中的礦物,定出瞭它們的結晶順序。蘇聯巖石學傢Ф.Ю.列文生-列星格於1936年出版的《巖石學回顧》一書中提出瞭“工藝巖石學”這一術語。在西方,特別是在美國,從20世紀初即曾花費很多力量研究矽酸鹽相圖,發現以往假定為“阿利特”的礦物,其實是矽酸三鈣固溶體;以往假定為“貝利特”的礦物,其實是矽酸二鈣的固溶體。中國在50年代籌建包頭鋼廠時,研究瞭鐵礦中螢石和含氟礦石,取得瞭爐渣的工藝巖石學資料,滿足瞭設計要求。

  研究內容 包括以下各項研究。①水泥中的礦物種類和數量。水泥的品種很多。不同種類的水泥的特性決定於水泥中存在的礦物種類及其數量。根據水泥中礦物的種類及其數量,鑒定、研究、評定某種水泥的特性和優劣,以改變水泥原料的配方,改進水泥的質量。②古瓷的化學組成和礦物組成。中國陶瓷在瓷釉上有許多特色。在世界負有盛譽。研究古瓷的化學組成及其礦物組成是再造仿古陶瓷的必須手段。陶瓷工業消耗大量能源,節能是一個重大問題。改變傳統的原料配料,使用新原料,再造仿古陶瓷,降低燒成溫度、縮短燒成時間、節約能源。③玻璃結石的礦物組成。平板玻璃和玻璃器皿中有時出現疙瘩,稱為“結石”,這是玻璃生產中一大缺陷。研究結石的礦物組成,可以回答結石的由來。采取相應措施,避免結石的再度出現。④鋼渣的礦物組成。鋼鐵工業中,鐵礦粉須先經過燒結才能進高爐。燒結礦或球團礦的性能指標強度、還原性、氣孔度、熔化性等,主要決定於礦物組成,須要工業巖石學去解決。煉鋼爐耐火材料的消耗和鋼的生產數量關系極大。提高耐火材料的抗腐蝕性,是工業巖石學研究的重要課題。⑤鑄造工業中的型砂和陶瓷型芯的選用、鑄石工業中的原材料和產出品種的關系、絕熱材料如珍珠巖的原料和成品性能間關系等,都屬於工業巖石學研究內容。

  研究途徑和手段 工業巖石學研究大致可分以下步驟:采樣,采取有代表性樣品;用巖石學各種手段,分析采樣的性質,對比類似樣品的分析結果,找出關鍵性的問題;理論研究,運用化學熱力學、化學動力學等研究,討論關鍵性問題解決方案的合理性;根據討論結果,在實驗室內小型試制或驗證所得理論;放大規模,進行中間試驗,遇到問題,修改配方;工業大型投產。