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耐火材料原材料之藍晶石

編輯:耐火澆注料   時間:2020-04-23    瀏覽:   
藍晶石(kyanite),是一種島狀的硅酸鹽礦物,它與矽線石和紅柱石屬于同質多象的礦物。藍晶石的化學組成為Al 2O3•SiO2,理論構成(wt%)Al2O3為62.93%,SiO2為37.07%。屬于三斜晶系,在顯微鏡下顏色為藍色、藍白色或 青色,因為其具有兩組解理,硬度呈現明顯的各項異性,所以又稱為二硬石。


(藍晶石顆粒料)

由于其較高的鋁含量、很高的耐火性、體積穩定性、對酸堿,甚至氫氟酸具有很強的抗侵蝕能力,抗磨,耐化學 腐蝕,荷重軟化溫度高,抗渣、抗熱震性能優良,在上世紀20年代開始便作為一種重要的耐火材料原料而為人關注, 目前其在耐火材料的生產中被廣泛用于散狀料的膨脹劑。

藍晶石在被加熱到一定溫度后,會轉變為莫來石相,其反應的方程式如下:


 
藍晶石在高溫煅燒的條件下,在1200℃開始分解,由原來的晶相轉變為莫來石相,并析出游離的SiO2,在1360 ~1400℃發生快速反應,溫度達到1500℃以后則出現石英玻璃和纖維狀的莫來石,在這個過程中,材料會發生16%~ 18%的體積膨脹,藍晶石作為膨脹劑使用正是基于這種特性。

藍晶石資源在世界各地的分布較廣,但是總體而言貧礦多,富礦較少。目前工業開采中的礦床主要分布在美國、 加拿大、澳大利亞、印度等國,其中儲量較大的國家有美國、加拿大、南非等國家。我國的藍晶石礦物資源比較豐 富,根據目前的統計結果,藍晶石的保守儲量為0.37億噸,主要分布與河南、河北、內蒙古、江蘇等地,具有儲量 大、品位高、埋藏淺的特點。

在工業生產中,藍晶石礦物主要作為生產耐火材料、氧化鋁、硅鋁合金金屬纖維等的原料。其主要用途及優點 如表所示:

表1 藍晶石的主要用途、特點及應用領域

 
藍晶石作為耐火材料使用主要依賴于以下的工藝特性:

(1)受熱膨脹性能:藍晶石礦物在高溫煅燒的過程中會轉化為莫來石和游離的SiO2的混合物,在這個過程中,材 料的體積會發生顯著的體積膨脹(16%~18%),并且會形成針狀的莫來石網絡。

(2)穩定性:與粘土質的耐火材料相比,藍晶石礦物為原料生產的耐火材料穩定要高出1.5倍,壽命長150~200 爐,損耗低43%。

(3)耐火度高:以藍晶石礦物為原料的耐火材料的耐火度通常大于1790℃,最高大于1850℃,與粘土質耐火材料 1670~1770℃的耐火度相比有著較明顯的優勢。

(4)體積變化不可逆性:藍晶石礦物經高溫煅燒形成莫來石材料的過程是一個不可逆的轉變,在溫度低于1810℃ 的時候它的物相是很穩定的。莫來石耐火材料具有高溫下膨脹率低、抗熱震性能優良、體積穩定等優點。

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