Kojih je šest najčešće korištenih sirovina za vatrostalne materijale?
Vatrostalne sirovine odnose se na materijale potrebne za proizvodnju vatrostalnih proizvoda. To je osnova za proizvodnju vatrostalnih materijala. Većina vatrostalnih sirovina su prirodni minerali (kao što su vatrostalna glina, visoki boksit, silicij, kromova ruda, magnezit, dolomit, magnezijev olivin, cirkonit, kijanit, silimanit, andaluzit itd.). Uz kontinuirano poboljšanje sveobuhvatnih zahtjeva za performansama vatrostalnih materijala, u proizvodnji vatrostalnih materijala sve se više koriste industrijske sirovine i sintetičke sirovine (kao što su industrijska glinica, sintetski mulit, umjetna vatrostalna vlakna, umjetne vatrostalne šuplje kuglice itd. .). Kvaliteta i cijena vatrostalnih proizvoda u velikoj mjeri ovise o pravilnom odabiru i racionalnom korištenju sirovina.
Vatrostalne sirovine prema kemijskim svojstvima mogu se podijeliti na kiselinske vatrostalne sirovine, alkalne vatrostalne sirovine i neutralne vatrostalne sirovine; Prema izvoru mogu se podijeliti na prirodne mineralne sirovine i sintetičke sirovine; U normalnim okolnostima, sirovine za proizvodnju vatrostalnih materijala dijele se na glavne sirovine i pomoćne sirovine.
Sirovine za proizvodnju vatrostalnih proizvoda, bilo prirodne mineralne sirovine ili sintetske sirovine, moraju imati dovoljno visoku vatrostalnost s mineraloškog gledišta za proizvodnju proizvoda; S gledišta tehnologije, trebao bi moći zadovoljiti osnovne zahtjeve tehnologije; Sa stajališta performansi proizvoda napravljenog s njim, trebao bi moći zadovoljiti performanse proizvoda, posebno zahtjeve performansi na visokim temperaturama.
Vatrostalne sirovine obično se dijele na aluminij-silicijeve vatrostalne sirovine (silikatne, glinene, visokoaluminijske itd.), alkalne vatrostalne sirovine, toplinsko-izolacijske vatrostalne sirovine i druge vatrostalne sirovine.
Prvo, silikatne sirovine
Zbog volumenskog učinka kvarcnih varijanti, silikatne opeke također se izrađuju izravno od silicijevog dioksida, što je opći naziv za gangue kvarc, kvarcit, kremen i pješčenjak. Glavna komponenta silicija je SiO2, a ostale su nečistoće. Silikatne sirovine koje se koriste u vatrostalnim materijalima su kristalni kamen i cementirani silicij.
Drugo, glinene sirovine
Šamot je glavna sirovina za proizvodnju aluminijskih silikatnih vatrostalnih materijala, a zahtjevi za vatrostalnost su veći od 1580 stupnjeva C svih vrsta tvrde gline, meke (polumeke) gline i glinenog škriljevca, koji se zajednički nazivaju šamot.
Prirodni šamot je obično ruda gline uglavnom kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) kao glavna komponenta, odnosno silikat koji sadrži vodu kao glavno tijelo, i pomiješan sa slobodnim kvarcom, piritom, rutilom te organski spojevi sastavljeni od smjese. Većina ovih nehomogenih minerala su disperzije sastavljene od čestica promjera manjeg od 1,2 μm.
Prema različitoj formaciji glina se može podijeliti na: primarnu glinu i sekundarnu glinu. Primarna glina odnosi se na stvaranje gline nakon trošenja matične stijene (kao što je feldspat), koja još uvijek ostaje na mjestu. Sekundarna glina, također poznata kao nanesena glina, je glina prenesena na druga mjesta, a zatim taložena izvornom glinom u prirodnim dinamičkim uvjetima, s finom veličinom čestica, velikom disperzijom i visokom plastičnošću.
Vatrostalna glina koja se koristi u vatrostalnoj industriji uglavnom ima sljedeće dvije kategorije.
① Tvrdu glinu karakterizira gusto tkivo, velika tvrdoća, izuzetno fine čestice, vodu nije lako raspršiti, a plastičnost je vrlo niska. Takve su gline obično svijetlosive, prljavo bijele ili sive boje. Prijelom poput školjke, neke površine imaju osjećaj glatkoće, lako se razbijaju na komade.
② Meka (polu-meka) glina često je blokovita, mekog tkiva i dobre plastičnosti. Boja ove gline vrlo varira zbog različitih vrsta i sadržaja nečistoća. Od sive do tamno sive do crne; Neki su ljubičasti, blijedocrveni ili bijeli.
Treće, sirovine s visokim udjelom aluminija
(1) Boksit
Boksit je glavna sirovina za proizvodnju smeđeg korunda, a visokoaluminijski klinker s udjelom Al2O3 od 88% 90% glavna je sirovina subbijelog korunda. Proizvodnja bijelog korunda, gustog korunda i druge glinice kao sirovine. Boksit je također poznat kao visoki boksit ili boksit, glavni minerali su dijaspore (Al2O3 H2O) i trihidrati (Al2O33H2O).
Kina ima ogromne rezerve boksita: proizvodi se od Shanxija, Hebeija i Shandonga sjeverno od Žute rijeke, preko Henana i Guangxija u središnjoj Kini, do Guizhoua i Yunnana na jugozapadu. Trenutno su glavna područja proizvodnje klinkera s visokim sadržajem boksita Shanxi, Henan i Guizhou. Postoje i neki manji rudnici u razvoju u Hunanu. Glavni minerali boksita u Kini su hidrobaksit, bemit, kaolinit i pirofilit, koji se prema mineralnom sastavu mogu podijeliti u tri vrste: tip hidrobaksit-kaolinit (DK); Boehmstone-kaolinit tip (BK); Hidroboksit-pirofilitni tip (DP). Trenutno se najviše koristi boksit tipa DK, boksitni klinker tipa DK podijeljen je na S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ i tako dalje prema sadržaju Al2O3.
(2) sinterirani korund i taljeni korund
Umjetna proizvodnja korunda je korištenje industrijske glinice ili visokog boksita kao glavne sirovine, koja se proizvodi topljenjem u elektrolučnoj peći. Osim toga, korundna ploča aluminijevog oksida može se dobiti metodom sinteriranja. Ova se metoda još uvijek temelji na industrijskom prahu aluminijevog oksida kao glavnoj sirovini, kroz kalcinaciju, fino mljevenje, formiranje kuglica i pečenje. Ovu je metodu teško proizvesti tehnologijom, ali proizvod ima visoku čvrstoću, jaku otpornost na koroziju i dobru stabilnost na toplinski udar. Takozvani "subbijeli korund" zapravo je gusti električni taljeni korund na bazi visokog boksita, sadržaj Al2O3 veći je od 98%, prividna poroznost manja je od 4%; Izrađuje se od visokog boksita elektrotaljenjem u redukcijskoj atmosferi i kontroliranim uvjetima. Kristal korunda je zrnast, općenito 115 mm; Glavne nečistoće su rutil, aluminijev titanat i njegova čvrsta otopina.
(3) Mulit
Mulit je vatrostalni materijal čija je glavna komponenta kristalna faza 3Al2O32SiO2. Mulit se dijeli na prirodni mulit i sintetski mulit. Prirodni mulit je rijedak i uglavnom je sintetski. Mulit je kemijski stabilan i netopljiv u fluorovodičnoj kiselini. Ima dobra visokotemperaturna mehanička i visokotemperaturna toplinska svojstva, tako da sintetski mulit i njegovi proizvodi imaju prednosti visoke gustoće i čistoće, visoke temperaturne strukturne čvrstoće, niske visoke temperature puzanja, niske toplinske ekspanzije, jake otpornosti na kemijsku eroziju, toplinske otpornost na udarce i tako dalje.
(4) minerali skupine sillimanita
Minerali grupe silimanit uključuju cijanit, andaluzit, silimanit, poznatiji kao "tri kamena". Kemijski sastav tri kamena je isti, ali je kristalna struktura različita, a radi se o homogenom kristalu. Zagrijani na visoku temperaturu, pretvaraju se u mulit, stvarajući malu količinu rastaljenog SiO2, uz povećanje volumena.
Zbog različite veličine proširenja za grijanje od tri kamena, njegovo izravno korištenje nije isto. Zbog male promjene volumena andaluzita, bilo da se koristi za izradu opeke ili kao dodatak, izravno se koristi kao sirovina. Silimanit i kijanit često se dodaju sastojcima u obliku ekspanzijskih sredstava, posebno za amorfne vatrostalne materijale. I koristi se za izradu opeke mora biti kalciniran klinker, posebno kijanit mora biti kalciniran zreli materijal.
Četvrto, alkalne vatrostalne sirovine
4.1 Sirovina magnezija
(1) magnezit
U Kini postoje dvije glavne vrste magnezita: kristalni magnezit i amorfni magnezit. Kineski magnezit uglavnom je rasprostranjen u provincijama Liaoning i Shandong, glavna nečistoća magnezita je talk, postoje i neki magneziti koji sadrže visok CaO, a zatim mineral dolomit, kineski magnezit prema kemijskom sastavu može se klasificirati kao S, I, II , III, IV pet razreda, samo S i I razred koji se koriste za kalcinaciju magnezitne opeke.
Magnezit visoke čistoće priprema se flotacijom u dva koraka i kalcinacijom u dva koraka. Magnezit visoke čistoće pripremljen ovom metodom može se koristiti kao sirovina za razvoj raznih vatrostalnih proizvoda visoke učinkovitosti.
(2) Ostali minerali koji sadrže magnezij
Glavni mineralni sastav proizvoda od magnezij olivina u magnezijskim vatrostalnim materijalima je magnezijev olivin (2MgO·SiO2) i kubni magnezit (MgO). Ovaj proizvod karakterizira snažna otpornost na rastaljeni željezni oksid i bolja stabilnost na toplinske udare od obične magnezijske opeke. Glavne sirovine za proizvodnju ovog proizvoda su peridotit i serpentin.
4.2 Dolomitne sirovine
Dolomit je vatrostalna sirovina koja se uglavnom sastoji od dvostrukih soli magnezijevog karbonata (MgCO3) i kalcijevog karbonata (CaCO3). Njegova kemijska formula je CaMg(CO3)2 ili MgCO3 CaCO3, a teorijski sastav CaO3 0.41%, MgO2 1.87% i CO2 47.72%. CaO/MgO=1.39, tvrdoća je 3,54.
Dolomit u Kini je bogat sirovinama, široko rasprostranjen i relativno čist. U području Dashiqiao u provinciji Liaoning postoje obilne rezerve. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan i druge pokrajine bogate su mineralnim resursima. Rudno tijelo je često povezano s vapnencem i magnezitom.
5. Sirovine za proizvode od cirkonija
(1) Kamen cirkon
Cirkon (ZrO2·SiO2 ili ZrSiO4) glavna je sirovina za proizvodnju proizvoda od cirkona i proizvoda od cirkona, a porijeklo cirkona u Kini je provincija Hainan. Nalazi se u provinciji Guangdong, autonomnoj regiji Guangxi Zhuang, provinciji Shandong, provinciji Fujian i provinciji Tajvan.
Teorijski sastav cirkona je ZrO2 67.01% i SiO2 32.99%. Često sadrži TiCfe i druge okside rijetkih zemalja u tragovima, koji ga, zbog prisutnosti ovih elemenata, čine radioaktivnim u različitim stupnjevima. Stoga pri korištenju ove sirovine za proizvodnju proizvoda moraju postojati potrebne zaštitne mjere.
Cirkon ima nisku toplinsku vodljivost od 3,72 W/(mK) na 201000 stupnjeva. Koeficijent širenja cirkona također je nizak u usporedbi s drugim kristalima, 4,6X10-6 stupnjeva na 1000 stupnjeva, a koeficijent širenja njegovog monokristala u dva smjera okomite i paralelne glavne osi (C-os) ima velika razlika. Cirkon ima visoku kemijsku inertnost i teško reagira s kiselinom. U manjoj mjeri reagira s talinom stakla, često se koristi u metalurgiji i vatrostalnoj industriji stakla.
(2) plagiocirkon
Prirodni cirkon (ZrO2) često je nepravilno grudan, crn, smeđi, žut ili bezbojan. U Kini postoji nekoliko prirodnih kosih rudnih tijela cirkona. ZrO2 koji se koristi u industriji je kemijska sirovina, a to je bijeli ili žućkasti prah dobiven kemijskom metodom iz cirkona (ZrO2·SiO2).
Čisti ZrO2 ima tri kristalna oblika pri atmosferskom tlaku: monoklinsku, tetragonalnu i kubičnu fazu od niske do visoke temperature.
Stabilni ZrO2, prema stupnju stabilnosti, postoje djelomično stabilni ZrO2 i potpuno stabilni ZrO2 točke, jer je potpuno stabilan koeficijent toplinskog širenja ZrO2 veći, njegova stabilnost na toplinski udar nije tako dobra kao djelomično stabilan, tako da je potonji obično koristi se za izradu keramike i vatrostalnih materijala za očvršćavanje.
(3) desilikonizirani cirkonij
U proizvodnji vatrostalnog materijala od taljenog lijevanog cirkonijevog korunda (AZS) u inozemstvu, uz upotrebu koncentrata cirkonija, dodaje se određena količina sirovina "desilikoniziranog cirkonija", čija je svrha: prvo, prilagoditi i stabilizirati formulu ; Drugi je poboljšati i optimizirati performanse proizvoda.
(4) cirkonij korund mulit
Izvorne sirovine su industrijska glinica, kaolin i cirkonit, koji su fino mljeveni i ravnomjerno izmiješani, polusuha tlačna lopta i kalcinirani na 3001700 stupnjeva za proizvodnju ovog materijala. Rezultati pokazuju da povećanje sadržaja cirkona dovodi do povećanja temperature sinteriranja, smanjenja ukupnog skupljanja i povećanja zatvorene poroznosti. Ove reakcije čine da sinterirani cirkon korund mulit ima veću gustoću i čvrstoću i bolju stabilnost otpornosti na toplinski udar.
6. Sirovine za proizvode od kroma
Jedna od glavnih sirovina za proizvodnju kromiranih vatrostalnih materijala (kromova opeka, krom-magnezitna opeka, magnezijeva krom-cigla) je kromova ruda ili kromit. Kromit je mješavina raznih minerala, jer njegov mineralni sastav jako varira, u smislu kemijskog sastava i fizikalnih svojstava promjene su također velike. Obično se sastoji od minerala jalovine s kromnim zrncima. Ovi gangue minerali obično su magnezijevi silikati, kao što su serpentin, magnezijev olivin i olivin. Osim Cr2O3 u kromitu postoje i Al2O3, Fe2O3 i MgO, opći kromit, zbog prisutnosti magnezija i željeza, često se izražava kao (Mg, Fe) Cr2O3.
Gore navedene su uobičajeno korištene vatrostalne sirovine, s inovacijom vatrostalne tehnologije, vrste sirovina su raznolikije, posebno u posljednjih nekoliko godina, zbog ekoloških problema i niza razloga kao što su resursi sirove rude, i nastavljaju se bolje razvijati performanse umjetnih sintetičkih materijala i ekološki prihvatljivijih obnovljivih sirovina (kao što su ferosilicij nitrid, Theron itd.).
