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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、工藝過程,根據(jù)對鎂白云石砂的質(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。
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(shí)還含有Mn3O4。上述雜質(zhì)氧化物均為易熔成分,超細(xì)重鈣粉少量存在能促進(jìn)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,盤錦重鈣粉它們能與Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列礦物:鐵鋁酸四鈣(C4AF,熔點(diǎn)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(diǎn)2130℃)和硅酸三鈣(C3S,1900℃分解)。
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,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。
鎂白云石砂的另一個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是方鈣石的結(jié)晶尺寸總比方鎂石小。所列為不同燒成制度下方鈣石與方鎂石結(jié)晶尺寸的對比。這是因?yàn)榉解}石被連續(xù)的方鎂石相所包圍,即方鈣石在鎂白云石砂的顯微結(jié)構(gòu)中不是連續(xù)相。在大的方鈣石晶簇中,方鈣石的生長依賴于Ca2+在方鈣石晶格中的擴(kuò)散而進(jìn)行,是一種簡單的 CaO-CaO晶界遷移過程:但對于小的、被孤立的方鈣石晶?;蚓Т兀珻a2+的擴(kuò)散必須穿過MgO相,使方鈣石晶粒生長的活化能較大,生長速率較方鎂石小。
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