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耐火原材料白云石砂與環(huán)境中的水作用而喪失強(qiáng)度甚至粉化,即是白云石砂的水化。水化程度一般用水化增重率表示。白云石砂的抗水化能力對(duì)白云石質(zhì)耐火制品的生產(chǎn)、保存及使用都很重要。提高白云石砂及鎂質(zhì)白云石砂抗水化能力的主要方法有:高純白云石砂的抗水化能力主要取決于它的煅燒溫度。煅燒溫度提高,方鎂石和方鈣石晶體尺寸增大,使抗水化能力提高;同樣的關(guān)系也表現(xiàn)在熟料氣孔率對(duì)抗水化能力的影響上,氣孔少的熟料抗水化能力提高。因而凡是提高白云石砂致密度的措施對(duì)其抗水化能力的提高都是有益的。
一般說來,人們通常用硬度測(cè)試法和酸性測(cè)試法這兩種方法來區(qū)別石灰石和白云石。摩氏硬度測(cè)試法(MOH)是一種簡單的機(jī)械測(cè)試法,即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測(cè)得白云石的硬度值介于3到4之間。而酸性測(cè)試法則是將稀釋后的鹽酸涂布到石材表面,石灰石反應(yīng)強(qiáng)烈,而白云石反應(yīng)不太明顯,表面會(huì)形成粉狀物。如果以上測(cè)試效果不明顯,則需要做實(shí)驗(yàn)室分析。若能知道石材的來源礦,則礦物質(zhì)種類和成分就會(huì)一清二楚了。
MgO-CaO系白云石砂原礦石較難燒結(jié),MgO與CaO屬陽離子惰性氣休型的電子層結(jié)構(gòu),具有低的極性,不易擴(kuò)散,且顆粒表面傾向于形成雙電層,阻礙直接接觸的機(jī)會(huì),這種低極性的陽離子氧化物,只有在溫度近于其熔點(diǎn)時(shí),才會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷??瘴坏某霈F(xiàn)和離子擴(kuò)散過程的發(fā)生,也只有在接近熔點(diǎn)的溫度下才有可能,故高純致密堿性原礦石,均難燒結(jié)。白云石復(fù)鹽〔Ca ? Mg(CO3)2熱分解后,仍是CaO與MgO兩相共存,互溶程度小,故純白云石(CaO·MgO)、較純MgO或CaO更難燒結(jié),采用在MgO中摻入CaO,增加CaO-CaO 的接觸機(jī)會(huì);或在白云石中摻入MgQ,提高M(jìn)gO含量,增加MgO-MgO接觸機(jī)會(huì),可以改善其燒結(jié)性能。
所以包覆粒子的比表面積大大提高,超細(xì)油漆原料粒子的表面能和化學(xué)活性都有所提高,使得無機(jī)填料粒子與有機(jī)高分子能更好的粘結(jié),形成良好的界面。白云石在玻璃工業(yè)中還能提供氧化鈣,加入純堿—灰質(zhì)—硅質(zhì)體系,油漆原料哪家好起到熔劑作用。此外,白云石還可以減少玻璃老化、阻止大氣或水分產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強(qiáng)度。制造玻璃加入一定量白云巖粉,可以有效降低玻璃的高溫粘度,提高制品的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)踐還表明:在制取低溫陶瓷、浮法玻璃配料中引入白云巖粉, 可顯著地節(jié)約能耗
白云石加熱到700~900℃時(shí)分解為二氧化碳和氧化鈣、氧化鎂的混合物,稱苛性鎂云石,易與水發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)白云石經(jīng)1500℃煅燒時(shí),氧化鎂成為方鎂石,氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶 a-CaO,結(jié)構(gòu)致密,抗水性強(qiáng),耐火度高達(dá)2300℃。我國白云巖礦床分布在碳酸鹽巖巖系中,時(shí)代愈老的地層賦存的礦床愈多,且多集中于震旦系底層中。如東北的遼河群、內(nèi)蒙古的桑子群、福建的建甌群中都有白云巖礦床產(chǎn)出。其次,震旦系、寒武系中白云巖礦床也比較廣泛,如遼東半島、冀東、內(nèi)蒙古、山西、江蘇等地也由大型礦床產(chǎn)出。石炭、二疊系中的白云巖礦床多分布于湖北、湖南、廣西、貴州等地。
鎂白云石砂的另一個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(duì)比。這是因?yàn)榉解}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(kuò)散而進(jìn)行,是一種簡單的 CaO-CaO晶界遷移過程:但對(duì)于小的、被孤立的方鈣石晶?;蚓Т?,Ca2+的擴(kuò)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。
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