Какие шесть наиболее часто используемых сырьевых материалов для огнеупоров?
К огнеупорному сырью относятся материалы, необходимые для производства огнеупорных изделий. Он является основой производства огнеупорных материалов. Большую часть огнеупорного сырья составляют природные минералы (такие как огнеупорные глины, высокие бокситы, кремнезем, хромовая руда, магнезит, доломит, магнезиальный оливин, цирконит, кианит, силлиманит, андалузит и др.). Благодаря постоянному совершенствованию комплексных требований к огнеупорным материалам при производстве огнеупорных материалов все чаще используется промышленное сырье и синтетическое сырье (например, промышленный глинозем, синтетический муллит, искусственные огнеупорные волокна, искусственные огнеупорные полые шарики и т. д.). .). Качество и стоимость огнеупорных изделий во многом зависят от правильного выбора и рационального использования сырья.
Огнеупорное сырье по химическим свойствам можно разделить на кислотное огнеупорное сырье, щелочное огнеупорное сырье и нейтральное огнеупорное сырье; По источнику сырья можно разделить на природное минеральное сырье и синтетическое сырье; В обычных условиях сырье для производства огнеупорных материалов разделяется на основное сырье и вспомогательное сырье.
Сырье для производства огнеупорных изделий, будь то природное минеральное сырье или синтетическое сырье, должно иметь достаточно высокую огнеупорность с минералогической точки зрения для производства продукции; С точки зрения технологии он должен быть в состоянии удовлетворить основные требования технологии; С точки зрения характеристик продукта, изготовленного из него, он должен соответствовать характеристикам продукта, особенно требованиям к работе при высоких температурах.
Огнеупорное сырье принято разделять на алюминиево-кремниевое огнеупорное сырье (кремнеземистое, глинистое, высокоалюминиевое и др.), щелочное огнеупорное сырье, теплоизоляционное огнеупорное сырье и другое огнеупорное сырье.
Во-первых, кремнистое сырье
Из-за объемного эффекта кварцевых вариантов кварцевые кирпичи также изготавливаются непосредственно из кремнезема, который является общим термином для жильного кварца, кварцита, кремня и песчаника. Основной компонент кремнезема — SiO2, остальные — примеси. Кремнеземистым сырьем, используемым в огнеупорах, являются кристаллический щебень и сцементированный кремнезем.
Во-вторых, глинистое сырье
Шамот является основным сырьем для производства алюмосиликатных огнеупоров, а требования к его огнеупорности превышают 1580 градусов по Цельсию для всех видов твердой глины, мягкой (полумягкой) глины и глинистого сланца, которые вместе называются шамотом.
Природный шамот обычно представляет собой глинистую руду, в основном каолинит (Al2O3 2SiO2 2H2O) в качестве основного компонента, то есть водосодержащий силикат в качестве основного компонента, смешанный со свободным кварцем, пиритом, рутилом. и органические соединения, состоящие из смеси. Большинство этих неоднородных минералов представляют собой дисперсии, состоящие из частиц диаметром менее 1,2 мкм.
По различному формированию глину можно разделить на первичную и вторичную глину. Первичная глина – это образование глины после выветривания материнской породы (например, полевого шпата), которая все еще остается на месте. Вторичная глина, также известная как дрейфующая глина, представляет собой глину, перенесенную в другие места, а затем отложенную исходной глиной в естественных динамических условиях, с мелким размером частиц, большой дисперсией и высокой пластичностью.
Огнеупорная глина, используемая в огнеупорной промышленности, в основном делится на следующие две категории.
① Твердая глина характеризуется плотной тканью, большой твердостью, чрезвычайно мелкими частицами, воду нелегко диспергировать, а пластичность очень низкая. Такие глины обычно имеют светло-серый, грязно-белый или серый цвет. Излом раковидный, некоторые поверхности кажутся гладкими, их легко разбить на куски.
② Мягкая (полумягкая) глина часто имеет блочную структуру, мягкую ткань и хорошую пластичность. Цвет этой глины сильно варьируется из-за различных типов и содержания примесей. От серого до темно-серого и до черного; Некоторые из них фиолетовые, бледно-красные или белые.
В-третьих, сырье с высоким содержанием алюминия.
(1) Боксит
Боксит является основным сырьем для производства коричневого корунда, а высокоалюминиевый клинкер с содержанием Al2O3 88%90% является основным сырьем суббелого корунда. Производство белого корунда, плотного корунда и другого глинозема в качестве сырья. Боксит также известен как высокий боксит или боксит, основными минералами являются диаспор (Al2O3H2O) и тригидрат (Al2O33H2O).
Китай обладает огромными запасами бокситов: они добываются от Шаньси, Хэбэя и Шаньдуна к северу от Желтой реки, через Хэнань и Гуанси в центральном Китае до Гуйчжоу и Юньнани на юго-западе. В настоящее время основными районами производства клинкера с высоким содержанием бокситов являются Шаньси, Хэнань и Гуйчжоу. В провинции Хунань также разрабатываются несколько небольших шахт. Основными минералами бокситов в Китае являются гидробоксит, бемит, каолинит и пирофиллит, которые по минеральному составу можно разделить на три типа: гидробоксит-каолинитовый тип (ДК); бемстоун-каолинитовый тип (БК); Гидробоксит-пирофиллитовый тип (ДП). В настоящее время наиболее широко используется боксит типа ДК, бокситовый клинкер типа ДК делится на S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ и так далее в зависимости от содержания Al2O3.
(2) спеченный корунд и плавленый корунд
Искусственное производство корунда заключается в использовании промышленного глинозема или высокопрочного боксита в качестве основного сырья, плавления его в дуговой печи. Кроме того, корундовые пластины из оксида алюминия можно получить методом спекания. Этот метод по-прежнему основан на использовании промышленного порошка оксида алюминия в качестве основного сырья путем прокаливания, тонкого измельчения, формирования шариков и обжига. Этот метод сложен в технологии производства, но изделие обладает высокой прочностью, сильной коррозионной стойкостью и хорошей термостойкостью. Так называемый «суббелый корунд» на самом деле представляет собой плотный электроплавленный корунд на основе боксита с высоким содержанием Al2O3, содержание Al2O3 превышает 98%, кажущаяся пористость составляет менее 4%; Изготавливается из высокопрочного боксита методом электроплавки в восстановительной атмосфере и контролируемых условиях. Кристалл корунда зернистый, обычно 115 мм; Основными примесями являются рутил, титанат алюминия и его твердый раствор.
(3) Муллит
Муллит — огнеупорный материал, основным компонентом которого является кристаллическая фаза 3Al2O32SiO2. Муллит делится на природный муллит и синтетический муллит. Природный муллит встречается редко и обычно является синтетическим. Муллит химически стабилен и нерастворим в плавиковой кислоте. Он обладает хорошими механическими и высокотемпературными термическими свойствами, поэтому синтетический муллит и продукты из него обладают преимуществами высокой плотности и чистоты, структурной прочности при высоких температурах, низкой скорости ползучести при высоких температурах, низкой скорости теплового расширения, высокой стойкости к химической эрозии, термической стойкости. ударопрочность и так далее.
(4) минералы группы силлиманита
К минералам группы силлиманита относятся цианит, андалузит, силлиманит, широко известные как «три камня». Химический состав трех камней одинаков, но кристаллическая структура разная, и это однородный кристалл. Нагретые до высокой температуры, они превращаются в муллит, образуя небольшое количество расплавленного SiO2, что сопровождается объемным расширением.
Из-за разного размера трехкаменного расширения нагрева его прямое использование неодинаково. Из-за небольшого изменения объема андалузит независимо от того, используется ли он для изготовления кирпичей или в качестве добавки, он используется непосредственно в качестве сырья. Силлиманит и кианит часто добавляют в ингредиенты в виде расширителей, особенно для аморфных огнеупорных материалов. А для изготовления кирпичей должен использоваться обожженный клинкер, особенно кианит должен быть обожженным зрелым материалом.
В-четвертых, щелочное огнеупорное сырье.
4.1 Магниевое сырье
(1) магнезит
В Китае есть два основных типа магнезита: кристаллический магнезит и аморфный магнезит. Китайский магнезит в основном распространен в провинциях Ляонин и Шаньдун, основной примесью магнезита является тальк, есть также магнезит с высоким содержанием CaO, за которым следует минерал доломит, китайский магнезит по химическому составу можно классифицировать как S, I, II. , III, IV пяти марок, только S и I марки применяют для обжига магнезитового кирпича.
Магнезию высокой чистоты получают путем двухстадийной флотации и двухстадийного прокаливания. Магнезию высокой чистоты, полученную этим методом, можно использовать в качестве сырья для разработки различных огнеупорных изделий с высокими эксплуатационными характеристиками.
(2) Другие минералы, содержащие магний
Основным минеральным составом магниево-оливиновых изделий в магниевых огнеупорах является магнезиальный оливин (2MgO·SiO2) и кубический магнезит (MgO). Этот продукт характеризуется сильной устойчивостью к расплавленному оксиду железа и лучшей термостойкостью, чем обычный магнезиальный кирпич. Основным сырьем для производства этого продукта являются перидотит и серпентин.
4.2 Доломитовое сырье
Доломит – это огнеупорное сырье, состоящее в основном из двойных солей карбоната магния (MgCO3) и карбоната кальция (CaCO3). Его химическая формула — CaMg(CO3)2 или MgCO3 CaCO3, а его теоретический состав — CaO3 0.41%, MgO2 1.87% и CO2 47.72%. CaO/MgO=1.39, твердость 3,54.
Доломит в Китае богат сырьем, широко распространен и относительно чист. В районе Дашицяо провинции Ляонин имеются богатые запасы. Шаньдун, Хубэй, Шэньси, Гуанси, Ганьсу, Цзянси, Аньхой, Сычуань, Юньнань, Хунань и другие провинции богаты минеральными ресурсами. Рудное тело часто связано с известняком и магнезитом.
5. Сырье для циркониевых изделий.
(1) Цирконовый камень
Циркон (ZrO2·SiO2 или ZrSiO4) является основным сырьем для производства цирконовых изделий и изделий из циркона, а происхождение циркона в Китае – провинция Хайнань. Он встречается в провинциях Гуандун, Гуанси-Чжуанский автономный район, провинция Шаньдун, провинция Фуцзянь и провинция Тайвань.
Теоретический состав циркона: ZrO2 67.01% и SiO2 32.99%. Он часто содержит TiCfe и другие следы редкоземельных оксидов, которые из-за присутствия этих элементов делают его в той или иной степени радиоактивным. Поэтому при использовании этого сырья для производства продукции должны соблюдаться необходимые меры защиты.
Циркон имеет низкую теплопроводность 3,72 Вт/(мК) при температуре 201000 градусов. Коэффициент расширения циркона также низок по сравнению с другими кристаллами, 4,6X10-6 градусов при 1000 градусах, а коэффициент расширения его монокристалла в двух направлениях вертикальной и параллельной главной оси (ось C) имеет большая разница. Циркон обладает высокой химической инертностью и трудно вступает в реакцию с кислотой. В меньшей степени реагирует с расплавом стекла, часто используется в огнеупорах металлургии и стекольной промышленности.
(2) плагиоциркон
Природный циркон (ZrO2) часто имеет неравномерно комковатую структуру, черный, коричневый, желтый или бесцветный. В Китае мало природных наклонных цирконовых рудных тел. ZrO2, используемый в промышленности, представляет собой химическое сырье, представляющее собой порошок белого или желтоватого цвета, получаемый химическим методом из циркона (ZrO2·SiO2).
Чистый ZrO2 имеет три кристаллические формы при атмосферном давлении: моноклинную, тетрагональную и кубическую фазы от низкой до высокой температуры.
Стабильный ZrO2, в зависимости от степени его стабильности, существует частично стабильный ZrO2 и полностью стабильный ZrO2, поскольку коэффициент теплового расширения полностью стабильного ZrO2 больше, его устойчивость к термическому удару не так хороша, как частично стабильный, поэтому последний обычно используется для изготовления керамики и огнеупорных упрочняющих материалов.
(3) декремнированный цирконий
При производстве плавленых циркониевых корундов (АЗС) за рубежом помимо использования цирконового концентрата добавляют определенное количество «десиликонизированного циркониевого» сырья, целью которого является: во-первых, корректировка и стабилизация рецептуры. ; Во-вторых, улучшение и оптимизация производительности продукта.
(4) цирконий-корундовый муллит
Исходным сырьем являются промышленный глинозем, каолин и цирконит, которые мелко измельчаются и равномерно перемешиваются, полусухие шарики под давлением и прокаливаются при температуре 300–700 градусов для получения этого материала. Результаты показывают, что увеличение содержания циркона приводит к увеличению температуры спекания, уменьшению общей усадки и увеличению закрытой пористости. Эти реакции делают спеченный циркон-корундовый муллит более плотным и прочным, а также более устойчивым к термическому удару.
6. Сырье для хромовой продукции
Одним из основных сырьевых материалов для производства хромовых (хромового кирпича, хромомагниевого кирпича, хромомагнезиального кирпича) огнеупоров является хромовая руда или хромит. Хромит представляет собой смесь различных минералов, поскольку его минеральный состав сильно колеблется, а с точки зрения химического состава и физических свойств изменения также велики. Обычно он состоит из жильных минералов с хромовыми зернами. Эти жильные минералы обычно представляют собой силикаты магния, такие как серпентин, магниевый оливин и оливин. Помимо Cr2O3 в хромите присутствуют также Al2O3, Fe2O3 и MgO, общий хромит, обусловленный наличием магния и железа, часто выражаемый как (Mg, Fe)Cr2O3.
Вышеупомянутое широко используемое огнеупорное сырье. Благодаря инновациям в огнеупорной технологии виды сырья стали более разнообразными, особенно в последние годы, из-за экологических проблем и ряда причин, таких как ресурсы сырой руды, и продолжают развиваться лучше. использование искусственных синтетических материалов и более экологически чистого ресурса возобновляемого сырья (например, нитрида ферросилиция, терона и др.).
