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白云石粉為制造鎂鈣耐火材料的主要原料。白云石為CaCO3和MgCO3的復(fù)鹽,化學(xué)表達式為 CaMg(CO3)2,含 CaO 30.4%,MgO 21.7%,CO2 47.9% 。加熱后,白云石中的MgCO3在750℃左右分解;CaCO3在950℃左右分解。白云石和冷酸緩慢作用。白云石為三方晶系的礦物,其折射率nm =1.681?1.695,np= 1.500?1.513,相對密度2.8?2.9,硬度3.5?4。白云石礦床屬于沉積礦床,其成因又分為海相沉積白云石礦床和瀉湖相沉積白云石礦床。
白云石燒結(jié)的特點主要取決于煅燒溫度、時間和雜質(zhì)組成及含量。白云石在1700?1800℃溫度下煅燒后,方鈣石、方鎂石晶粒尺寸長大,使體積穩(wěn)定,密度提高,一般可達3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。為達到一定的體積密度,可以采取提高煅燒溫度或者延長燒結(jié)時間的方法來實現(xiàn)。天然白云石煅燒過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等與CaO反應(yīng),形成一系列含鈣化合物,并隨溫度升高伴有液相產(chǎn)生,最終實現(xiàn)天然白云石在液相參與下的燒結(jié)。
鎂白云石砂的另一個結(jié)構(gòu)特點是方鈣石的結(jié)晶尺寸總比方鎂石小。所列為不同燒成制度下方鈣石與方鎂石結(jié)晶尺寸的對比。這是因為方鈣石被連續(xù)的方鎂石相所包圍,即方鈣石在鎂白云石砂的顯微結(jié)構(gòu)中不是連續(xù)相。在大的方鈣石晶簇中,方鈣石的生長依賴于Ca2+在方鈣石晶格中的擴散而進行,是一種簡單的 CaO-CaO晶界遷移過程:但對于小的、被孤立的方鈣石晶?;蚓Т兀珻a2+的擴散必須穿過MgO相,使方鈣石晶粒生長的活化能較大,生長速率較方鎂石小。
體積密度是鎂白云石砂的重要質(zhì)量指標(biāo),它反映出熟料的燒結(jié)程度,并直接影響到熟料的抗水化性能(粉化率)。以鎂精礦輕燒粉與消石灰配合生產(chǎn)鎂白云石砂時,大連超細油漆原料混合料的混磨細度對熟料體積密度的影響以及體積密度與粉化率的合成鎂白云石砂的燒成溫度與所用原料、原料中雜質(zhì)含量、燒成設(shè)備有關(guān)。一般燒成溫度為1650℃左右,大連油漆原料燒成溫度愈高,熟料的密度增大(在燒結(jié)溫度范圍內(nèi))、強度愈高保溫時間對鎂白云石砂致密度的影響也十分明顯。
近些年來,隨著技術(shù)的不斷進步,白云石的用途也是更加的廣泛,白云石砂可以作為煉鋼時用的轉(zhuǎn)化爐的耐火內(nèi)層、造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑、窯業(yè)、肥料、建筑與裝飾用石材、油漆、殺蟲劑與醫(yī)藥等各種用途??捎糜诮ú摹⑻沾?、玻璃和耐火材料、化工以及農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能等領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn),白云石是碳酸鹽礦物,分別有鐵白云石和錳白云石。它的晶體結(jié)構(gòu)像方解石,常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白云石在陰極射線照射下發(fā)橘紅色光。白云石是組成白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r的主要礦物成分。
白云石粉為代表的白云石質(zhì)耐火材料為1879年托馬斯轉(zhuǎn)爐發(fā)明以來傳統(tǒng)的耐火材料,如前面所述,它屬于作為耐火磚的新的耐火材料材質(zhì),為即古老又年輕的耐火材料。為人人皆知的平爐、電爐的爐底料、修補料頻繁使用的耐火材料。作為耐火磚的白云石質(zhì)耐火材料,當(dāng)時在幾乎不使用的理由除了沒有托馬斯轉(zhuǎn)爐之外,還存在著日本本土高溫多濕的氣候的地方較多,也就是說,是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的燒成所產(chǎn)生游離石灰(free CaO)引起水化崩壞現(xiàn)象的原因所產(chǎn)生的。
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