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镁钙质耐火原料矿产概况及生产工艺
作者:admin  发布时间:2019-12-12 10:12  点击率:
镁钙质耐火原料矿产概况及生产工艺,白云石为制造镁钙耐火材料的主要原料。白云石为CaCO,和MgCO2的复盐,化学表达式为CaMg(CO2)2,含CaO30.4%,MgO21.7%,CO247.9%。加热后,白云石中的MgCO2在750℃左右分解;CaCO2在950℃左右分解。白云石和冷酸缓慢作用。白云石为三方晶系的矿物,其折射率nm=1.681~1.695,1.500~1.513,相对密度2.8~2.9,硬度3.5~4。
 
白云石矿床属于沉积矿床,其成因又分为海相沉积白云石矿床和泻湖相沉积白云石矿床。其中,海相沉积的白云石矿床规模巨大,矿石质量较好,如辽宁营口陈家堡子矿床、河北遵化魏家井矿床、江苏南京幕府山矿床、湖南湘乡白云石矿床。泻湖相沉积的白云石矿床规模较小,矿石质量也较差。
 
我国白云石资源丰富,且多产于震旦纪的岩层中,如东北的辽河群、内蒙古的桑干群、福建的金匹群中都有白云岩产出。其次,震旦-寒武纪中白云石矿床也比较广泛,如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也有大型矿床产出。石炭、二叠纪中的白云石矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。
 
优质耐火原料是制造优质耐火制品的前提。对于镁钙或白云石耐火材料来说,耐火原料对于制品的性能就更加重要。
 
白云石耐火材料具有难烧结和易水化的特点。如果烧结不致密,白云石砂中的CaO的结晶就不够完整,砂中还会具有很多开放气孔。这样,大气中的水蒸气,或窑气中的CO2、SO2等酸性气体就会进入材料内部,与容易发生水化的CaO反应,致使材料快速损毁。所以,为提高镁钙耐火材料的抗水化性、抗CO2、SO2等酸性气体的侵蚀性以及高温体积稳定性,特别要求使用烧结良好的高纯、致密、低气孔率的镁钙或白云石砂作为制砖原料。
 
白云石的制砂工艺分电熔制砂、一步烧砂、掺杂烧砂、两步烧砂(轻烧水化、轻烧压球)等。
电熔法和一步抄杂法制砂不仅能耗大、成本高,所制产品的性能也不理想,试验证明,采用电熔工艺制取白云石砂具有镁钙偏析和高致密砂产率低的问题;采用一步掺杂工艺制取白云石砂具有生坯烧成收缩大、烧成热效率低、所制耐火制品烧结温度窄等问题。
 
国内外采用一步法和两步法工艺制取镁钙砂。两步轻烧水化是将白云石轻烧、水化后,加入细磨的轻烧镁粉,经混练、成型、干燥,再经高温锻烧制得致密原料。我国的山东等地就采用这种工艺制取镁钙砂。
 
两步压球锻烧是将白云石轻烧、粉碎、细磨、成型后,再经高温锻烧制得致密原料。例如,将高纯白云石轻烧后在200MPa下等静压成型后,在1600℃般烧可获体积密度大于3.34g/cm²的熟料。目前,安徽池州的禄思伟公司就采用了这种工艺。
 
一步法的关键需要寻找纯度适中、烧结性良好的白云石矿石。原德国Wulfrath公司就是采用这种工艺。一步法烧砂工艺所用的白云石矿石应具有如下特征:①杂质总量为0.6%~1.2%;②杂质分布均匀;③细晶粒结构;④熔剂物质Al2O2和Fe2O3的含量均≤0.2%。“八五”攻关期间,原中国建筑材料科学研究院通过对全国数十个硫点白云石矿石的研究,最后在天津附近找到了符合一步法制取优质白云石熟料要求的矿石。表6-27显示了部分结果。
 
耐火原料 
 
冀东地区具有高纯度、易烧结的白云石原料。20世纪90年代初,原天津耐火器材厂请德国Wulfrath公司对冀东的原料进行了烧结实验,该白云石原料得到了德方认可。当时,Wulfrath公司采用一步法和回转窑制取白云石砂。由于制砂成本很低,所制白云石制品和镁质制品相比具有价格优势。10年后,Wulfrath的继承者LWB在池州成立了禄思伟公司,采用两步压球工艺生产镁钙砂。两步法的能源消耗和生产成本明显高于一步法。不过,两步法可以烧制纯度达99%的白云石砂,或者添加轻烧镁粉烧制富镁白云石砂及氧化镁含量更高的镁钙砂。
 
简而言之,制取镁钙砂的要点是提高原料的灼烧基密度,减少粒子半径,减少团聚和使杂质均匀分布,制取镁钙砂可以采用下述工艺:
①采用易烧结原料,用一步法通过回转窑生产白云石砂
②采用两步活化锻烧用隧道窑烧制镁白云石砂;
③采用两步压球法生产镁白云石或白云石砂。
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