目前,製備鎂鋁尖晶(jīng)石的常用方法是固相(xiàng)反應合成法,即以氧化(huà)物、氯氧化物或碳酸鹽為原料,將原料(liào)混合壓坯(pī)後在高溫下(大於1400℃)反應製備尖晶(jīng)石。濟南鎂磚
電熔法是工業上另一種常用的合成尖晶石的方(fāng)法,此種方法也存在能耗大等(děng)缺點。
而如溶(róng)膠一凝膠法、水熱法等濕化學法雖然能在較低溫度下合成尖晶石,但是其操(cāo)作工藝複雜、所需設備昂貴、成本太高而無法滿足大規(guī)模工業(yè)生產的需要。
以濟南鎂砂和鎂鋁尖晶石砂為原料生產(chǎn)的鎂鋁尖晶石磚,通常稱(chēng)為鎂鋁(方(fāng)鎂石一尖晶石磚)。用於生產方鎂石尖晶石磚的鎂砂原料,要求有盡量低的雜質含量(尤其是CaO)。
國產燒結鎂砂MS95、MS97、MS97.5、DMS97的使用較(jiào)普遍。采(cǎi)用尖晶(jīng)石砂作顆粒料,以鎂砂作細粉和部分顆粒料,按照鎂鋁磚的混煉、成形、燒成(chéng)工藝生產,可製造出高溫性能好,熱震穩定性高的(de)產品。
鎂鋁尖晶石(shí)磚常用於水泥回轉窯、玻璃窯格子體、混鐵爐及耐火(huǒ)材(cái)料窯爐中溫度變化大的區段。
2.鎂鋁鉻尖晶石磚:
鎂鋁鉻尖晶石(shí)磚體係即為方鎂石/鎂鋁鉻尖晶石係統:MgO-R2O3(Cr2O3、Al2O3)係統。
為便於比較鎂鋁鉻製品的生產,向MgO中引入Cr2O3多以鉻礦形式,製造過程(chéng)常常是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3這些倍半(bàn)氧(yǎng)化物相伴出現(xiàn)。
首先,從耐高溫、抗渣性角度,在MgO-R2O3係統中,MgO-MgO·Cr2O3係具有優越性,這除了它有較高的共熔(róng)溫度(2350℃)外,還在於Cr2O3在矽酸鹽液相中的較低溶解度。
眾所周知,較低的溶解度應有較強的析晶能力,能有效地降低晶格間界麵能(néng),使(shǐ)矽酸鹽液相趨於向昌粒間隙中(zhōng)移動(dòng)呈孤立狀,易實現方鎂石晶粒間或(huò)通過鎂鉻尖晶石搭橋的直接結合,可有效(xiào)提高高溫(wēn)強度和抑製熔渣滲透,提高抗渣性。
但Cr2O3揮發性比較高(gāo),高溫下,特別在真空條件下穩定(dìng)性較差。
其次,從抗熱震性這個角度,MgO-MgO·Al2O3係更具優越性(xìng)。因為高溫下MgO·Al2O3或Al2O3在(zài)MgO中(zhōng)的固溶一膠溶作用較MgO·Cr2O3或Cr2O3、尤其MgO·Fe2O3或Fe2O3弱得多,而MgO·Al2O3在1600℃以上高溫蒸氣壓也比MgO·Cr2O3低(dī)。
因此,MgO-MgO·Al2O3係材(cái)料在溫度波動時較為穩定,具(jù)有(yǒu)良好的抗熱震性。
比較(jiào)MgO-MgO·Al2O3與MgO-MgO·Cr2O3係統,在MgO/R2O3比例一定的情(qíng)況下,可以推測,熔(róng)融MgO-MgO·Al2O3係材料(liào),方鎂石晶粒內的沉析尖晶石較少,而晶間尖晶石較多,而MgO-MgO·Cr2O3係材料則有較多的晶內沉析尖晶石和較少的晶間尖晶石。
顯然,改變R2O3中各成分比例,則可調整尖晶石相的分布,改變顯微(wēi)結(jié)構。
3.鎂鐵鋁尖晶石磚(zhuān):
鎂鐵鋁尖晶石磚主(zhǔ)要應用於水泥窯(yáo)燒成(chéng)帶,水泥窯燒成帶用傳統耐火材料多以鎂鉻質耐火材料為主,由於用(yòng)後濟南鎂鉻磚中可溶(róng)解於水中的劇毒六價鉻會造成嚴重的環境汙染。
尋找水(shuǐ)泥窯的無鉻化替代產品得到了專家的公認,氧化鎂(měi)-鐵鋁尖晶石磚是由RHI公司於(yú)20世紀(jì)90年代提出的,它(tā)是將鎂砂(shā)和預合成的鐵鋁尖晶石混合成型,在一定的工藝下(xià)高(gāo)溫燒成。
現在已被廣泛地應用於水泥回轉窯的爐襯,替代鎂鉻磚。
鎂鋁尖晶石的顯微結構特征比較複雜(zá),以鎂砂顯微結構和鐵鋁(lǚ)尖晶石顯微結構的組合為主,鎂砂和鐵鋁尖晶石界麵之間通(tōng)過Mg2+、Al3+、Fe2+離子間的相互擴散(sàn),緊密結合,實現(xiàn)材料的直接結合。鉻鎂磚與鎂鉻磚(zhuān)一(yī)樣,其主要礦(kuàng)物組成都是尖晶石一方鎂石。它也是(shì)以燒(shāo)結(jié)鎂砂(shā)和(hé)鉻鐵(tiě)礦為(wéi)主要原料,按適當比例製成的複合堿性耐火材料製品(pǐn)。其原料配比無明確規定,一般把絡鐵礦加入量(liàng)小(xiǎo)於50%的稱為鎂鉻磚,50%或大於50%的稱為鉻鎂磚。其生產(chǎn)工藝(yì)、性(xìng)能特點和(hé)用途基本相近。
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