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由于白云石粉中含有云母、石英、滑石、粘土及含鐵礦物等雜質(zhì),因而SiO2、Al2O3和Fe2O3 在白云石中是不可避免的,有時還含有Mn3O4。上述雜質(zhì)氧化物均為易熔成分,少量存在能促進白云石的燒結(jié),提高白云石砂的抗水化能力。但雜質(zhì)的存在對白云石質(zhì)耐火材料使用性能的影響也是十分明顯的。白云石高溫下分解成CaO和MgO,它們能與Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列礦物:鐵鋁酸四鈣(C4AF,熔點1415℃)、鐵酸二鈣(C2F,1436℃分解)、 鋁酸三鈣(C3A,1545℃分解)以及硅酸二鈣(C2S,熔點2130℃)和硅酸三鈣(C3S,1900℃分解)。
白云石質(zhì)耐火制品的工藝生產(chǎn)流程有幾種,其中主要的是白云石熟料的制取,并用這共熟料來生產(chǎn)抗水性白云石磚。為了制磚,熟料要在球磨內(nèi)細粉碎,泥料在碾機內(nèi)加工并在此時加入糖蜜和水。四平花蕊石生坯成型時,泥抖水分為3一4%,壓力為600-800公斤/平方厘米。生坯在110-120℃干燥12小時后,就在隧道窯內(nèi)于1550℃成。超細花蕊石白云石質(zhì)耐火材料的耐火度在1780℃以上;2公斤/平方里面負荷下的荷重軟化于1550℃開始,1610℃終了;容重是2.87克/立方里面;抗壓強度極限為100-150公斤/平方里面。
優(yōu)質(zhì)燒成白云石粉硅酸鹽相極少,并且主要存在于晶內(nèi),骨料與基質(zhì)致密結(jié)合,基質(zhì)中微細氣孔均勻分布。白云石顆粒中方鈣石與方鎂石晶體細小直接結(jié)合;電熔鎂砂顆粒中方鎂石晶體碩大直接結(jié)合,晶界較直,解理縫筆直。其顯微結(jié)構(gòu)特點決定了該材料兼具耐高溫侵蝕和剝落等一系列優(yōu)良性能。而后者硅酸鹽相很多,并且主要賦存于晶間,骨料與基質(zhì)結(jié)合不夠致密,基質(zhì)中氣孔裂紋較多。因此其耐高溫侵蝕和剝落等一系列性能都較差。
一般說來,人們通常用硬度測試法和酸性測試法這兩種方法來區(qū)別石灰石和白云石。摩氏硬度測試法(MOH)是一種簡單的機械測試法,即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測得白云石的硬度值介于3到4之間。而酸性測試法則是將稀釋后的鹽酸涂布到石材表面,石灰石反應(yīng)強烈,而白云石反應(yīng)不太明顯,表面會形成粉狀物。如果以上測試效果不明顯,則需要做實驗室分析。若能知道石材的來源礦,則礦物質(zhì)種類和成分就會一清二楚了。
體積密度是鎂白云石砂的重要質(zhì)量指標,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,混合料的混磨細度對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,燒成溫度愈高,熟料的密度增大(在燒結(jié)溫度范圍內(nèi))、強度愈高保溫時間對鎂白云石砂致密度的影響也十分明顯。
在通過常用的水選、烘干、粉碎、研磨、分級等工序后,再經(jīng)化學(xué)處理、煉鎂工業(yè)原礦粒度為30~120mm的白云石是生產(chǎn)金屬鎂的重要原料,其冶煉方法主要分為兩大類,即電解法和硅熱還原法。耐火材料白云石作為堿性耐火材料的重要原料之一,其重要性僅次于菱鎂礦,主要用于煉鋼轉(zhuǎn)爐襯,平爐爐膛,電爐爐壁,其次用于爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設(shè)備。 白云石可制作白云石磚系列(目前主要有常規(guī)白云石磚、增鋯白云石磚、增鋯鎂白云石磚等)、電熔白云石碳磚和電熔鎂白云石碳磚等。
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