耐火原材料合成镁质白云石砂镁钙砂

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合成镁质白云石砂,又称镁钙砂。镁白云石砂是利用MgO熔点高,耐熔损性好和CaO熔点高,耐结构剥落性和抗渣浸润性好等优点,开发使用了高纯度、高体积密度、抗水化性好的镁白云石砂。合成镁白云石砂主要是用人工合成方法分两步煅烧制成的。将轻烧MgO与充分消化的CaO按MgO/CaO不同比例[一般按MgO/CaO=(75±2)/(20±2)]进行配料,共同细磨、陈化、混合、成型、干燥,再经高温煅烧即得合成镁质白云石砂。镁钙砂原料中加入的石灰(CaO)应预消化,防止砖坯开裂,并获得高分散性的氢氧化钙粒子。因为CaO+H2O→Ca(OH)2+J/g,反应产生体积膨胀近三倍。轻烧氧化物加水消化后,获得体积稳定的氢氧化物,经热分解后,所得的氧化物具有很高的活性,这是二步锻烧活性烧结的技术核心。原料经轻烧-消化,起到了热化学破碎作用。轻烧后的MgO及CaO晶体只有13μm,此种微晶体CaO和MgO遇水消化后还要进一步被细化,而物料粉碎得越细,晶体的晶格缺陷越多,比表面积越大,表面能也越高。因为任何系统都有向最低能量状态发展的趋势,所以有利于烧结。物料的轻烧,消化和以后的细磨工序可极大地提高其分散度,增加晶体缺陷,降低进行离子扩散过程的温度。这是活性烧结的关键。国内外合成镁白云石砂的理化指标见表1。表1国内外合成镁白云石砂理化指标合成镁白云石砂化学成分中MgO含量75%左右,CaO20%25%,MgO+CaO的含量95%以上,杂质总量小于2%,MgO/CaO的比值,根据使用要求可以调节。合成镁白云石砂的晶体是方镁石MgO,其次是方钙石CaO,二者含量占95%以上,还有硅酸三钙及C2F+C4AF等。主晶相方镁石MgO随着煅烧温度的升高,晶体由粒状,圆粒状到多角形,晶粒亦由小到大,方镁石晶体间直接结合的程度增高,在反光显微镜下,样品经浸蚀处理,可明显看到方镁石呈基底分布、连成网络、含量为70%80%。镁钙砂方钙石CaO粒状,不规则状均匀分布在MgO基底之中,在透射光下观察,均匀充填在方镁石晶间空隙内,或者说,方钙石细晶为方镁石所包围。硅酸三钙(C3S)粒状或不规则状多是集聚出现,其旁有较多气孔,含量少。C2F+C4AF分布在上述晶体之间,不规则状,在烧成温度下它为液相,分布尚均匀,孤立出现,未连成片,含量少。气孔呈孤立状分布于方镁石间。合成镁质白云石砂中方镁石的晶粒随煅烧温度的提高而增大,方钙石在高温时生长发育的速率不如方镁石。合成镁质白云石砂具有很高的抗水化能力和较好的使用性能。合成镁质白云石砂的主要矿物方镁石、方钙石均是高熔点的晶相,熔点分别是℃和℃,还有C3S也是高熔点晶相℃,由高熔点的晶相所组成的材质必然具有高的耐火度。同时合成镁质白云石砂高温强度好,高温抗折强度高,抗渣浸蚀性能优越。表2日本改进的镁质白云砂性能日本为了进一步提高镁质白云石砂的抗水性,通过向高纯度,高体积密度的镁质白云石砂中添加少量的TiO2,生成CaO·TiO2,并对镁质白云石砂进行磷酸处理,在镁质白云石砂表面形成以磷酸钙为主的磷酸化合物覆盖膜,因此,显著提高了抗水化性。实验证明,添加1%TiO2,经过磷酸处理,MgO含量为70%的镁质白云石砂具有优异的抗水化性能,表2列出这种改进的镁质白云石砂的性能。


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