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, silicijum dioksid, ruda hroma, magnezit, dolomit, magnezijum olivin, cirkonit, kijanit, silimanit, andaluzit itd.). Uz kontinuirano poboljšanje sveobuhvatnih zahtjeva performansi vatrostalnih materijala, u proizvodnji vatrostalnih materijala sve se više koriste industrijske sirovine i sintetičke sirovine (kao što su industrijska glinica, sintetički mulit, umjetna vatrostalna vlakna, umjetne vatrostalne šuplje kuglice itd. .). Kvaliteta i cijena vatrostalnih proizvoda u velikoj mjeri ovise o pravilnom odabiru i racionalnoj upotrebi sirovina.
Vatrostalne sirovine prema kemijskim svojstvima mogu se podijeliti na kisele 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 da su prirodne mineralne sirovine ili sintetičke sirovine, moraju imati dovoljno visoku vatrostalnost sa mineraloške tačke gledišta za proizvodnju proizvoda; Sa stanovišta tehnologije, trebalo bi da bude u stanju da ispuni osnovne zahteve tehnologije; Sa stanovišta performansi proizvoda napravljenog sa njim, trebalo bi da bude u stanju da zadovolji performanse proizvoda, posebno zahteve performansi pri visokim temperaturama.
Vatrostalne sirovine se obično dijele na aluminij-silicijumske vatrostalne sirovine (silicijumske, glinene, visokoaluminijske itd.), alkalne vatrostalne sirovine, termoizolacijske vatrostalne sirovine i druge vatrostalne sirovine.
Prvo, silicijumske sirovine
Zbog efekta zapremine kvarcnih varijanti, silicijumske cigle se takođe prave direktno od silicijum dioksida, što je opšti naziv za kvarc, kvarcit, kremen i peščar. Glavna komponenta silicijum dioksida je SiO2, a ostale su nečistoće. Silicijumske sirovine koje se koriste u vatrostalnim materijalima su kristalni šut i cementirani silicijum dioksid.
Drugo, glinene sirovine
Šamot je glavna sirovina za proizvodnju aluminijum-silikatnih vatrostalnih materijala, a njeni zahtevi za vatrostalnost su veći od 1580 stepeni C svih vrsta tvrde gline, meke (polumeke) gline i glinenih škriljaca, koji se zajednički nazivaju šamot.
Prirodni šamot je obično ruda gline uglavnom kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) kao njegova glavna komponenta, odnosno silikat koji sadrži vodu kao glavno tijelo, i pomiješan sa slobodnim kvarcom, piritom, rutilom i organska jedinjenja sastavljena od mešavine. Većina ovih nehomogenih minerala su disperzije sastavljene od čestica prečnika manjeg od 1,2 μm.
Prema različitoj formaciji glina se može podijeliti na: primarnu glinu i sekundarnu glinu. Primarna glina se odnosi na formiranje gline nakon trošenja matične stijene (kao što je feldspat), koja još uvijek ostaje na mjestu. Sekundarna glina, poznata i kao drift glina, je glina koja se prenosi na druga mjesta i potom deponuje originalnom glinom u prirodnim dinamičkim uslovima, sa finom veličinom čestica, velikom disperzijom i visokom plastičnošću.
Vatrostalna glina koja se koristi u vatrostalnoj industriji uglavnom ima sljedeće dvije kategorije.
① Tvrdu glinu karakteriše gusto tkivo, velika tvrdoća, izuzetno fine čestice, voda se ne može lako raspršiti, a plastičnost je vrlo niska. Takve gline su obično svijetlosive, prljavo bijele ili sive. Lom poput školjke, neka površina ima osjećaj glatkoće, lako se razbija na komade.
② Meka (polumeka) glina je često kockasta, meka tkiva i dobre plastičnosti. Boja ove gline uveliko varira zbog različitih vrsta i sadržaja nečistoća. Od sive do tamnosive do crne; Neki su ljubičasti, blijedocrveni ili bijeli.
Treće, visoke aluminijske sirovine
(1) Boksit
Boksit je glavna sirovina za proizvodnju smeđeg korunda, a visoki aluminijumski klinker sa sadržajem Al2O3 od 88%90% je glavna sirovina za subbijeli korund. Proizvodnja bijelog korunda, gustog korunda i druge glinice kao sirovina. Boksit je poznat i kao visoki boksit ili boksit, glavni minerali su dijaspora (Al2O3 H2O) i trihidrat (Al2O33H2O).
Kina ima ogromne rezerve boksita: proizvodi se od Shanxi, Hebeija i Shandonga sjeverno od Žute rijeke, preko Henana i Guangxia u centralnoj Kini, do Guizhoua i Yunnana na jugozapadu. Trenutno, glavna proizvodna područja visokog boksitnog klinkera su Shanxi, Henan i Guizhou. Postoje i neki manji rudnici u razvoju u Hunanu. Glavni minerali boksita u Kini su hidroboksit, bemit, kaolinit i pirofilit, koji se prema mineralnom sastavu mogu podijeliti u tri tipa: hidroboksit-kaolinit (DK); Boehmstone-kaolinit tip (BK); Hidroboksit-pirofilitni tip (DP). Trenutno je boksit tipa DK najrasprostranjeniji, boksitni klinker tipa DK se dijeli na S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ i tako dalje prema sadržaju Al2O3.
(2) sinterovani korund i topljeni korund
Umjetna proizvodnja korunda je korištenje industrijske glinice ili visokog boksita kao glavne sirovine, koja se topi u lučnoj peći za proizvodnju. Osim toga, korundna ploča glinice se može dobiti metodom sinteriranja. Ova metoda se i dalje zasniva na industrijskom prahu aluminijum oksida kao glavnoj sirovini, kroz kalcinaciju, fino mlevenje, formiranje kuglica i pečenje. Ova metoda je teška za proizvodnju tehnologije, ali proizvod ima visoku čvrstoću, jaku otpornost na koroziju i dobru stabilnost termičkog udara. Takozvani "podbijeli korund" je zapravo gusti električni topljeni korund na bazi visokog boksita, sadržaj Al2O3 je veći od 98%, prividna poroznost je manja od 4%; Izrađen je od visokog boksita elektrotaljenjem u redukcionoj atmosferi i kontrolisanim uslovima. Kristal korunda je zrnast, uglavnom 115 mm; Glavne nečistoće su rutil, aluminijum titanat i njegova čvrsta otopina.
(3) Mulit
Mulit je vatrostalni materijal sa kristalnom fazom 3Al2O32SiO2 kao glavnom komponentom. Mulit se dijeli na prirodni mulit i sintetički mulit. Prirodni mulit je rijedak i uglavnom je sintetički. Mulit je hemijski stabilan i nerastvorljiv u fluorovodoničnoj kiselini. Ima dobre mehaničke i visokotemperaturne termičke osobine, tako da sintetički mulit i njegovi proizvodi imaju prednosti visoke gustine i čistoće, visokotemperaturne strukturne čvrstoće, niske stope puzanja pri visokim temperaturama, niske stope toplotnog širenja, jake otpornosti na hemijsku eroziju, toplotne otpornost na udarce i tako dalje.
(4) minerali grupe silimanit
Minerali grupe silimanita uključuju cijanit, andaluzit, silimanit, poznatiji kao "tri kamena". Hemijski sastav tri kamena je isti, ali je kristalna struktura drugačija i to je homogen kristal. Zagrijani na visoku temperaturu, pretvaraju se u mulit, stvarajući malu količinu rastopljenog SiO2, dok je praćeno proširenjem zapremine.
Zbog različite veličine grejne ekspanzije od tri kamena, njena direktna upotreba nije ista. Zbog male promjene zapremine andaluzita, bilo da se koristi za izradu cigle ili kao dodatak, koristi se direktno kao sirovina. Silimanit i kijanit se često dodaju sastojcima u obliku ekspanzionih sredstava, posebno za amorfne vatrostalne materijale. I koji se koristi za pravljenje cigle mora biti kalcinirani klinker, posebno kijanit mora biti kalcinirani zreli materijal.
Četvrto, alkalne vatrostalne sirovine
4.1 Sirovina magnezijuma
(1) magnezit
U Kini postoje dvije glavne vrste magnezita: kristalni magnezit i amorfni magnezit. Kineski magnezit se uglavnom distribuira u provincijama Liaoning i Shandong, glavna nečistoća magnezita je talk, ima i magnezita koji sadrži visoku CaO, zatim mineral dolomit, kineski magnezit prema hemijskom sastavu može se klasificirati kao S, I, II , III, IV pet razreda, samo S i I razred koji se koristi za kalcinaciju magnezitne opeke.
Magnezija visoke čistoće se priprema dvostepenom flotacijom i dvostepenom kalcinacijom. Magnezija visoke čistoće pripremljena ovom metodom može se koristiti kao sirovina za razvoj raznih vatrostalnih proizvoda visokih performansi.
(2) Ostali minerali koji sadrže magnezijum
Glavni mineralni sastav magnezijum olivin proizvoda u magnezijum vatrostalnim materijalima je magnezijum olivin (2MgO·SiO2) i kubni magnezit (MgO). Ovaj proizvod karakterizira jaka otpornost na rastopljeni željezni oksid i bolja stabilnost na termički udar od obične magnezijeve opeke. Glavne sirovine za proizvodnju ovog proizvoda su peridotit i serpentin.
4.2 Dolomitske sirovine
Dolomit je vatrostalna sirovina uglavnom sastavljena od dvostrukih soli magnezijevog karbonata (MgCO3) i kalcijum karbonata (CaCO3). Njegova hemijska formula je CaMg(CO3)2 ili MgCO3 CaCO3, a teoretski sastav je 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. Postoje obilne rezerve u oblasti Dashiqiao u provinciji Liaoning. Pokrajine Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan i druge su bogate mineralnim resursima. Rudno tijelo se često povezuje sa krečnjakom i magnezitom.
5. Sirovine za proizvode od cirkonija
(1) Cirkon kamen
Cirkon (ZrO2·SiO2 ili ZrSiO4) je glavna 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.
Teoretski sastav cirkona je ZrO2 67,01% i SiO2 32,99%. Često sadrži TiCfe i druge okside retkih zemalja u tragovima, koji ga zbog prisustva ovih elemenata čine radioaktivnim u različitom stepenu. Stoga, kada se ova sirovina koristi za proizvodnju proizvoda, trebaju postojati neophodne mjere zaštite.
Cirkon ima nisku toplotnu provodljivost od 3,72W/(mK) na 201000 stepeni. Koeficijent ekspanzije cirkona je takođe nizak u poređenju sa drugim kristalima, 4,6X10-6 stepeni na 1000 stepeni, a koeficijent ekspanzije njegovog monokristala u dva smera vertikalne i paralelne glavne ose (C-osa) ima velika razlika. Cirkon ima visoku hemijsku inertnost i teško reaguje sa kiselinom. U manjoj mjeri reaguje sa topljenjem stakla, često se koristi u metalurgiji i vatrostalnoj industriji stakla.
(2) plagiocirkon
Prirodni cirkon (ZrO2) je često nepravilno zgrudovan, crn, smeđi, žut ili bezbojan. U Kini postoji nekoliko prirodnih nagnutih tijela rude cirkona. ZrO2 koji se koristi u industriji je hemijska sirovina, a to je bijeli ili žućkasti prah dobijen hemijskom metodom od cirkona (ZrO2·SiO2).
Čisti ZrO2 ima tri kristalna oblika pri atmosferskom pritisku: monoklinsku, tetragonalnu i kubičnu fazu od niske do visoke temperature.
Stabilan ZrO2, prema stepenu stabilnosti, postoje delimično stabilne tačke ZrO2 i potpuno stabilne ZrO2 tačke, jer je koeficijent termičke ekspanzije potpuno stabilnog ZrO2 veći, njegova stabilnost termičkog šoka nije tako dobra kao delimično stabilna, pa je potonji uobičajeno koristi se za izradu keramike i vatrostalnih materijala za kaljenje.
(3) desilikonizirani cirkonij
U proizvodnji fuzionisanog cirkonijum korunda (AZS) vatrostalnog materijala u inostranstvu, pored upotrebe cirkon koncentrata, dodaje se i određena količina "desilikonizovanog cirkonijuma" sirovina, čija je svrha: prvo, da se prilagodi i stabilizuje formula ; Drugi je poboljšanje i optimizacija performansi proizvoda.
(4) cirkonijum korund mulit
Originalne sirovine su industrijska glinica, kaolin i cirkonit, koji su fino mljeveni i ravnomjerno pomiješani, polusuha tlačna kugla i kalcinirani na 3001700 stepeni za proizvodnju ovog materijala. Rezultati pokazuju da povećanje sadržaja cirkona dovodi do povećanja temperature sinterovanja, 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 termički udar.
6. Sirovine za proizvode od hroma
Jedna od glavnih sirovina za proizvodnju hromiranih (hrom opeka, hrom-magnezitna cigla, magnezijum-hrom cigla) vatrostalnih materijala je ruda hroma ili hromit. Kromit je mješavina raznih minerala, jer njegov mineralni sastav jako varira, u smislu hemijskog sastava i fizičkih svojstava promjena je također velika. Obično se sastoji od minerala lanca sa hromiranim zrncima. Ovi minerali su obično magnezijum silikati, kao što su serpentin, magnezijum olivin i olivin. Pored Cr2O3 u hromitu postoje i Al2O3, Fe2O3 i MgO, opšti kromit, zbog prisustva magnezijuma i gvožđa, često izraženog kao (Mg, Fe) Cr2O3.
Gore navedene su najčešće korištene vatrostalne sirovine, uz inovaciju vatrostalne tehnologije, vrste sirovina su raznovrsnije, posebno posljednjih godina, zbog ekoloških problema i niza razloga kao što su sirovi resursi rude, te nastavljaju da se sve bolje razvijaju. performanse umjetnih sintetičkih materijala i ekološki prihvatljivijih obnovljivih sirovina (kao što su ferosilicij nitrid, Theron, itd.).
