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白云石砂的主要成分為碳酸鎂鈣,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之間。白云石礦主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。這種石材在外觀上看來(lái)非常接近石灰石,事實(shí)上,在發(fā)現(xiàn)石灰石沉積物的地區(qū),也會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)白云石。大多數(shù)白云石的沉積物含有一定比例的石灰石。區(qū)別白云石的重要依據(jù)是巖石中白云石礦物質(zhì)的含量不少于50%。另外,白云石是多孔性石材。因構(gòu)成白云石的化學(xué)成分對(duì)酸性物質(zhì)不敏感,白云石具有更佳的耐候性。
白云石粉為代表的白云石質(zhì)耐火材料為1879年托馬斯轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來(lái)傳統(tǒng)的耐火材料,如前面所述,它屬于作為耐火磚的新的耐火材料材質(zhì),為即古老又年輕的耐火材料。為人人皆知的平爐、電爐的爐底料、修補(bǔ)料頻繁使用的耐火材料。作為耐火磚的白云石質(zhì)耐火材料,當(dāng)時(shí)在幾乎不使用的理由除了沒有托馬斯轉(zhuǎn)爐之外,還存在著日本本土高溫多濕的氣候的地方較多,也就是說(shuō),是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的燒成所產(chǎn)生游離石灰(free CaO)引起水化崩壞現(xiàn)象的原因所產(chǎn)生的。
生產(chǎn)白云石砂的原料有三類:鎂質(zhì)原料:菱鎂礦(或浮選鎂精礦)、海水氫氧化鎂、水鎂石;鈣質(zhì)原料:消石灰Ca(OH)2;鎂鈣質(zhì)原料:白云石、鎂白云石。二、工藝過(guò)程,根據(jù)對(duì)鎂白云石砂的質(zhì)量要求,可采取不同的原料組合,其生產(chǎn)工藝過(guò)程也有區(qū)別。一步和二步煅燒工藝都可用于生產(chǎn)鎂白云石砂,普通鎂白云石砂主要用于制造普通鎂白云石磚,多用一步法生產(chǎn);二步煅燒得到的鎂白云石砂純度高、密度大,用它制成的耐火磚高溫機(jī)械強(qiáng)度也高。常見的工藝過(guò)程有:用雜質(zhì)(SiO2+Al2O3+Fe2O3)小于1%的特級(jí)菱鎂礦和特級(jí)白云石分別輕燒、細(xì)磨,經(jīng)配料、混合、消化(水化)、困料、混練、壓坯,燒成得到鎂白云砂。
體積密度是鎂白云石砂的重要質(zhì)量指標(biāo),它反映出熟料的燒結(jié)程度,并直接影響到熟料的抗水化性能(粉化率)。以鎂精礦輕燒粉與消石灰配合生產(chǎn)鎂白云石砂時(shí),撫順高純度煅花蕊石混合料的混磨細(xì)度對(duì)熟料體積密度的影響以及體積密度與粉化率的合成鎂白云石砂的燒成溫度與所用原料、原料中雜質(zhì)含量、燒成設(shè)備有關(guān)。一般燒成溫度為1650℃左右,撫順煅花蕊石燒成溫度愈高,熟料的密度增大(在燒結(jié)溫度范圍內(nèi))、強(qiáng)度愈高保溫時(shí)間對(duì)鎂白云石砂致密度的影響也十分明顯。
MgO-CaO系白云石砂原礦石較難燒結(jié),MgO與CaO屬陽(yáng)離子惰性氣休型的電子層結(jié)構(gòu),具有低的極性,不易擴(kuò)散,且顆粒表面傾向于形成雙電層,阻礙直接接觸的機(jī)會(huì),這種低極性的陽(yáng)離子氧化物,只有在溫度近于其熔點(diǎn)時(shí),才會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷??瘴坏某霈F(xiàn)和離子擴(kuò)散過(guò)程的發(fā)生,也只有在接近熔點(diǎn)的溫度下才有可能,故高純致密堿性原礦石,均難燒結(jié)。白云石復(fù)鹽〔Ca ? Mg(CO3)2熱分解后,仍是CaO與MgO兩相共存,互溶程度小,故純白云石(CaO·MgO)、較純MgO或CaO更難燒結(jié),采用在MgO中摻入CaO,增加CaO-CaO 的接觸機(jī)會(huì);或在白云石中摻入MgQ,提高M(jìn)gO含量,增加MgO-MgO接觸機(jī)會(huì),可以改善其燒結(jié)性能。
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