鞏義市孝義紅衛粘合劑廠
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▍新聞動態
硅質、半硅質耐火原料性質及礦產情況
前言
無論技術怎樣發展,耐火原料都是耐火材料的基礎。耐火原料直接決定著耐 火材料的質量,影響著耐火材料的發展。
水泥窯用新型耐火材料的一切發展都離不開耐火原料的支持。例如,鎂鋁尖 晶石磚、鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚都離不開鎂鋁尖晶石、鐵鋁尖晶石、鎂鐵 尖晶石等耐火原料。再如,抗剝落磚、硅莫磚等特種高鋁磚都離不開鋯英石、碳 化硅、紅柱石、藍晶石。還有,幾乎所有的髙檔不定形耐火材料都離不開包括硅 灰、氧化鋁在內的微粉以及各種化學外加劑。
因此,如果想生產優質耐火材料,或者研制新型耐火材料,或者試用新型耐火材料都需要了解耐火原料。
硅 石
1. 礦產概況
我國內蒙古、遼寧、河北、山西、河南、湖北、湖南、江西、安徽、廣東、 云南等地都大量出產硅石。
遼寧本溪和遼陽、吉林渾江、河北北部、河南澠池、安徽鳳陽 等迺。在云南昆明,有震旦紀的石英砂巖。華南地區有分布較廣、品質好的形成了泥炭-石盆紀的石英砂巖礦床,如湖南的湘潭、株洲、長沙,湖北武昌,江蘇 吳縣等地。侏羅紀的石英砂巖礦床多與煤系有關,例如四川銅梁的石英砂巖礦。
2. 技術指標
冶金工業部標準ZB D53 001—90規定了適用于耐火材料、鐵合金和工業硅用硅石原料的技術條件,見表6-1。
但是,玻璃行業制造優質硅磚對原料有更高的需求。
按照JC/T 616—2003玻璃窯用優質硅磚,產品的熔融指數要滿足式(6-1) 的要求。
3. 原料性質
石英族礦物包括β-石英、α-石英、鱗石英和方石英等。
從室溫到573°C,β-石英是穩定的礦物。β-石英的分子式為SiO2,屬于三方 晶系,硬度 7、相對密度 2. 65,折射率n。=1. 5442,ne = 1. 5533,ne - n。= 0.0091。在未燒熟的陶瓷、硅磚、耐堿磚和黏土質耐火材料中,常能見到β-石英。注意,耐火材料行業所稱的β-石英,在地質行業的某些書籍上叫做α-石英。
在753°C,β-石英開始轉化為α-石英。從573〜870°C, α-石英是穩定的礦 物。α-石英的分子式為SiO2,屬于六方晶系,相對密度2.533,折射率n。= 1.54329, ne = l. 5405,ne - n。= 0.0066。注意,耐火材料行業所稱的α-石英, 在地質行業的某些書籍上叫做β-石英。
在870°C, α-石英開始轉化為α-鱗石英,轉變伴隨的體積變化高達14%。從 870〜1470°C,α-鱗石英是穩定的礦物。α-鱗石英的分子式為SiO2,屬于斜方晶 系,相對密度2. 228。室溫下,能見到的是γ-鱗石英,其折射率= 1.469〜 1.471。在硅 磚中,能夠見到γ-鱗石英。
在1470°C,鱗石英開始轉化為α-方石英。1470°C至熔點,α-方石英是穩定 的礦物。α-方石英的分子式為SiO2,屬于四方晶系,相對密度2.229。室溫下, 能見到的是β-方石英,其折射率是1.487。在硅 磚中,能夠見到的是β-方石英。
制造硅磚或半硅質磚時,原料中難免含有大量石英礦物。在燒成條件下,磚 內的α-石英轉化為α-鱗石英或α-方石英時將伴隨很大的體積變化,產生很大的 應力,致使耐火材料發生結構松散,甚至開裂報廢。所以,制造這些耐火材料都 必須嚴格控制升溫制度,特別在重要的升溫階段務必要保持溫度均勻、緩慢上 升,防止磚內SiO2發生不均勻或過快的轉化而產生大量廢品。
二、硅灰
硅灰是生產金屬硅或硅鐵合金時回收爐內溢出廢氣中煙塵得到的副產品。在 電弧爐高溫的作用下,爐內的石英被熔化成SiO2液體,液態的SiO2又被C還原 成Si。同時,一部分SiO2也被還原成SiO氣體。SiO氣體隨煙氣溢出爐外,又被空氣中的O2氧化成SiO2 ,隨后,這些SiO2就冷凝成平均粒徑<1μm的玻璃 態質小球,并為爐外收塵裝置所捕集。
此外,使用鋯英石生產脫硅鋯原料時,也可以捕集到硅灰。這種硅灰也可以 用于制造耐火材料。 泥硅灰的SiO2含量為90%〜98%,比表面積為15〜30m2/g,中值粒徑0.3〜0.5μm, PH = 5. 3〜7. 6。進口硅灰的純度較高,pH值較低。國產硅灰的純度較 低,pH值較高。國產硅灰含有的少量MgO和R2O使其呈弱堿性。一般情況下,使用進口硅灰配制出的耐火澆注料的流動性很好,但原料成本也很髙。
三、葉蠟石
1.礦產概況
我國的葉蠟石礦床主要分布于浙閩沿海的中生代火山巖中。沿上虞-政和-大 浦-海豐斷裂帶分布的中生代斷陷盆地及火山洼地內,有發育厚大的酸性火山巖,其中賦有葉蠟石和明礬石礦床。例如,上虞、青田、福州、閩清等地的一系列較 大葉蠟石礦都位于這一帶。
按探明儲量來說,葉蠟石主要產于福建,其次為浙江,廣東、北京、江西、吉林、遼寧、四川、內蒙古、青海也有少量分布。其中,與火山有關的有:福建 福州、江西上饒、浙江的青田、上虞和臨海。含鋁巖石成巖熱液蝕變形成的有:浙江常山、北京門頭溝。含礦熱液裂隙充填的有:浙江臨安。
2.技術指標
我國尚無關于葉蠟石耐火原料的國家或行業標準。福建福州峨嵋關于耐火材 料用葉蠟石的企業標準
日本耐火材料所使用的葉臘石的品質
3.原料性質
葉蠟石呈淺黃的白色、淡綠色、紫褐色等顏色,帶珍珠狀或閃耀光澤,具有油脂感。
葉蠟石的化學式為Al2[Si4O10](OH)2,其中Al2O3占28.3%,SiO2占66.7%,水分約5%,其中含MgO、FeO、Fe2O3、CaO等雜質。葉蠟石為單斜晶系礦物,相對密度為2.66~2.90,硬度≈1。
升溫至600°C時,葉蠟石開始脫水;700°C 以上時,葉蠟石開始膨脹;約1100°C時,葉蠟 石開始分解形成莫來石和方石英。圖6-1顯示 了加熱過程中,葉蠟石的體積變化。
含Fe2O3少或白度好的葉蠟石可作陶瓷、玻璃和造紙的原料。稍次的葉蠟石可作塑料、橡膠的填料。葉蠟石還可作搪瓷、焊條的原料以及鉛筆、糖果、醫藥和化妝品的填料。以前,葉蠟石是盛鋼筒的主體耐火材料。隨著爐外精煉的推廣,盛鋼筒的溫度不斷提高 ,葉蠟石難以勝任新的工作條件,鋼包改用了其他耐火材料。目前,一些耐火材料廠利用葉蠟石作為不定形材料的組成。江浙一帶的耐火材料廠也用葉蠟石的下腳料作耐堿磚。
無論技術怎樣發展,耐火原料都是耐火材料的基礎。耐火原料直接決定著耐 火材料的質量,影響著耐火材料的發展。
水泥窯用新型耐火材料的一切發展都離不開耐火原料的支持。例如,鎂鋁尖 晶石磚、鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚都離不開鎂鋁尖晶石、鐵鋁尖晶石、鎂鐵 尖晶石等耐火原料。再如,抗剝落磚、硅莫磚等特種高鋁磚都離不開鋯英石、碳 化硅、紅柱石、藍晶石。還有,幾乎所有的髙檔不定形耐火材料都離不開包括硅 灰、氧化鋁在內的微粉以及各種化學外加劑。
因此,如果想生產優質耐火材料,或者研制新型耐火材料,或者試用新型耐火材料都需要了解耐火原料。
硅 石
1. 礦產概況
我國內蒙古、遼寧、河北、山西、河南、湖北、湖南、江西、安徽、廣東、 云南等地都大量出產硅石。
遼寧本溪和遼陽、吉林渾江、河北北部、河南澠池、安徽鳳陽 等迺。在云南昆明,有震旦紀的石英砂巖。華南地區有分布較廣、品質好的形成了泥炭-石盆紀的石英砂巖礦床,如湖南的湘潭、株洲、長沙,湖北武昌,江蘇 吳縣等地。侏羅紀的石英砂巖礦床多與煤系有關,例如四川銅梁的石英砂巖礦。
2. 技術指標
冶金工業部標準ZB D53 001—90規定了適用于耐火材料、鐵合金和工業硅用硅石原料的技術條件,見表6-1。
但是,玻璃行業制造優質硅磚對原料有更高的需求。
按照JC/T 616—2003玻璃窯用優質硅磚,產品的熔融指數要滿足式(6-1) 的要求。
3. 原料性質
石英族礦物包括β-石英、α-石英、鱗石英和方石英等。
從室溫到573°C,β-石英是穩定的礦物。β-石英的分子式為SiO2,屬于三方 晶系,硬度 7、相對密度 2. 65,折射率n。=1. 5442,ne = 1. 5533,ne - n。= 0.0091。在未燒熟的陶瓷、硅磚、耐堿磚和黏土質耐火材料中,常能見到β-石英。注意,耐火材料行業所稱的β-石英,在地質行業的某些書籍上叫做α-石英。
在753°C,β-石英開始轉化為α-石英。從573〜870°C, α-石英是穩定的礦 物。α-石英的分子式為SiO2,屬于六方晶系,相對密度2.533,折射率n。= 1.54329, ne = l. 5405,ne - n。= 0.0066。注意,耐火材料行業所稱的α-石英, 在地質行業的某些書籍上叫做β-石英。
在870°C, α-石英開始轉化為α-鱗石英,轉變伴隨的體積變化高達14%。從 870〜1470°C,α-鱗石英是穩定的礦物。α-鱗石英的分子式為SiO2,屬于斜方晶 系,相對密度2. 228。室溫下,能見到的是γ-鱗石英,其折射率= 1.469〜 1.471。在硅 磚中,能夠見到γ-鱗石英。
在1470°C,鱗石英開始轉化為α-方石英。1470°C至熔點,α-方石英是穩定 的礦物。α-方石英的分子式為SiO2,屬于四方晶系,相對密度2.229。室溫下, 能見到的是β-方石英,其折射率是1.487。在硅 磚中,能夠見到的是β-方石英。
制造硅磚或半硅質磚時,原料中難免含有大量石英礦物。在燒成條件下,磚 內的α-石英轉化為α-鱗石英或α-方石英時將伴隨很大的體積變化,產生很大的 應力,致使耐火材料發生結構松散,甚至開裂報廢。所以,制造這些耐火材料都 必須嚴格控制升溫制度,特別在重要的升溫階段務必要保持溫度均勻、緩慢上 升,防止磚內SiO2發生不均勻或過快的轉化而產生大量廢品。
二、硅灰
硅灰是生產金屬硅或硅鐵合金時回收爐內溢出廢氣中煙塵得到的副產品。在 電弧爐高溫的作用下,爐內的石英被熔化成SiO2液體,液態的SiO2又被C還原 成Si。同時,一部分SiO2也被還原成SiO氣體。SiO氣體隨煙氣溢出爐外,又被空氣中的O2氧化成SiO2 ,隨后,這些SiO2就冷凝成平均粒徑<1μm的玻璃 態質小球,并為爐外收塵裝置所捕集。
此外,使用鋯英石生產脫硅鋯原料時,也可以捕集到硅灰。這種硅灰也可以 用于制造耐火材料。 泥硅灰的SiO2含量為90%〜98%,比表面積為15〜30m2/g,中值粒徑0.3〜0.5μm, PH = 5. 3〜7. 6。進口硅灰的純度較高,pH值較低。國產硅灰的純度較 低,pH值較高。國產硅灰含有的少量MgO和R2O使其呈弱堿性。一般情況下,使用進口硅灰配制出的耐火澆注料的流動性很好,但原料成本也很髙。
三、葉蠟石
1.礦產概況
我國的葉蠟石礦床主要分布于浙閩沿海的中生代火山巖中。沿上虞-政和-大 浦-海豐斷裂帶分布的中生代斷陷盆地及火山洼地內,有發育厚大的酸性火山巖,其中賦有葉蠟石和明礬石礦床。例如,上虞、青田、福州、閩清等地的一系列較 大葉蠟石礦都位于這一帶。
按探明儲量來說,葉蠟石主要產于福建,其次為浙江,廣東、北京、江西、吉林、遼寧、四川、內蒙古、青海也有少量分布。其中,與火山有關的有:福建 福州、江西上饒、浙江的青田、上虞和臨海。含鋁巖石成巖熱液蝕變形成的有:浙江常山、北京門頭溝。含礦熱液裂隙充填的有:浙江臨安。
2.技術指標
我國尚無關于葉蠟石耐火原料的國家或行業標準。福建福州峨嵋關于耐火材 料用葉蠟石的企業標準
日本耐火材料所使用的葉臘石的品質
3.原料性質
葉蠟石呈淺黃的白色、淡綠色、紫褐色等顏色,帶珍珠狀或閃耀光澤,具有油脂感。
葉蠟石的化學式為Al2[Si4O10](OH)2,其中Al2O3占28.3%,SiO2占66.7%,水分約5%,其中含MgO、FeO、Fe2O3、CaO等雜質。葉蠟石為單斜晶系礦物,相對密度為2.66~2.90,硬度≈1。
升溫至600°C時,葉蠟石開始脫水;700°C 以上時,葉蠟石開始膨脹;約1100°C時,葉蠟 石開始分解形成莫來石和方石英。圖6-1顯示 了加熱過程中,葉蠟石的體積變化。
含Fe2O3少或白度好的葉蠟石可作陶瓷、玻璃和造紙的原料。稍次的葉蠟石可作塑料、橡膠的填料。葉蠟石還可作搪瓷、焊條的原料以及鉛筆、糖果、醫藥和化妝品的填料。以前,葉蠟石是盛鋼筒的主體耐火材料。隨著爐外精煉的推廣,盛鋼筒的溫度不斷提高 ,葉蠟石難以勝任新的工作條件,鋼包改用了其他耐火材料。目前,一些耐火材料廠利用葉蠟石作為不定形材料的組成。江浙一帶的耐火材料廠也用葉蠟石的下腳料作耐堿磚。