目前,製備鎂鋁尖晶石的常用方法是固相反(fǎn)應合成法,即以氧化物、氯(lǜ)氧化(huà)物或碳(tàn)酸鹽為原料,將原料混合(hé)壓坯後在高溫下(大於1400℃)反(fǎn)應製備尖晶(jīng)石。包頭鎂磚
電熔法是工業上(shàng)另一種常用的合成尖(jiān)晶(jīng)石的方法,此種方法也存在能耗大等缺點(diǎn)。
而如溶膠一凝膠(jiāo)法、水(shuǐ)熱法等(děng)濕化學法雖然能在較低溫度下合成尖晶石,但是其(qí)操作工藝複雜、所需設備昂貴、成本太高而無法滿足大規模工業生產的需要。
以包頭鎂砂和鎂鋁尖晶石砂(shā)為原料生產(chǎn)的鎂鋁尖晶石磚,通常稱為鎂鋁(方鎂石一尖晶石磚)。用於生產(chǎn)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(yòng)較普遍。采用尖晶石砂作顆粒料,以鎂砂作細粉和部分顆粒料(liào),按照鎂鋁(lǚ)磚的混煉、成形、燒成工藝生產,可製造出高溫性能好,熱震穩定性高的產品。
鎂鋁尖晶石磚常用於水泥回轉窯、玻璃窯格子(zǐ)體、混鐵爐及耐火材料窯(yáo)爐中溫度變化大的區段。
2.鎂鋁鉻尖晶石磚:
鎂(měi)鋁鉻尖晶石磚體係即為(wéi)方鎂石/鎂鋁鉻尖晶石(shí)係統:MgO-R2O3(Cr2O3、Al2O3)係(xì)統。
為便於比較(jiào)鎂鋁鉻製品的生產,向MgO中引入Cr2O3多以鉻(gè)礦形式,製造過程常常(cháng)是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3這些倍半氧化物相伴出現。
首(shǒu)先,從耐高溫、抗渣性角度,在MgO-R2O3係(xì)統中,MgO-MgO·Cr2O3係具有(yǒu)優越性,這除(chú)了它有(yǒu)較高的共熔溫度(2350℃)外,還在(zài)於Cr2O3在矽酸鹽液相中的較低溶解度。
眾所周(zhōu)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(jiān)界麵能,使矽(guī)酸鹽液相(xiàng)趨於(yú)向昌粒間隙中移動呈孤立(lì)狀(zhuàng),易實現方鎂石晶粒間或通過鎂鉻尖晶石搭橋(qiáo)的直接結合,可有效提高高溫強度和抑製熔渣滲透,提高(gāo)抗渣性。
但Cr2O3揮發性比較高,高溫(wēn)下,特別(bié)在真空條件下穩定性較差。
其次,從抗熱震性這個角度(dù),MgO-MgO·Al2O3係更(gèng)具優越性。因為高溫(wēn)下MgO·Al2O3或Al2O3在MgO中(zhōng)的固溶一膠溶作用較(jiào)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。
因此,MgO-MgO·Al2O3係材料在溫度波動(dòng)時(shí)較為穩定(dìng),具有良好的抗(kàng)熱震性(xìng)。
比較MgO-MgO·Al2O3與(yǔ)MgO-MgO·Cr2O3係統,在MgO/R2O3比例一定的情況下,可(kě)以推測,熔融MgO-MgO·Al2O3係材料,方鎂石晶(jīng)粒內的沉析尖晶(jīng)石較少,而(ér)晶(jīng)間尖晶石較多,而MgO-MgO·Cr2O3係材料則有較多的晶內(nèi)沉析尖(jiān)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,改變顯微結構。
3.鎂鐵鋁尖晶石磚(zhuān):
鎂鐵(tiě)鋁尖(jiān)晶石磚主要應用於水泥窯燒成帶,水泥窯燒成帶用傳統耐(nài)火材料多以鎂鉻質耐火(huǒ)材料為主,由(yóu)於用(yòng)後包頭鎂鉻(gè)磚中可溶解於水中的劇毒六價鉻(gè)會造(zào)成嚴重的環境汙染(rǎn)。
尋找(zhǎo)水泥窯的(de)無鉻化替代產品得到了專家的公認,氧化鎂-鐵鋁尖晶石磚是(shì)由RHI公司於20世(shì)紀90年代提出的,它是將鎂(měi)砂和預合(hé)成(chéng)的鐵鋁尖晶石混合(hé)成型,在一定的工藝下(xià)高溫燒成。
現在(zài)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(xiǎn)微(wēi)結構特征比較複雜,以鎂砂顯(xiǎn)微結構和鐵鋁尖晶石顯(xiǎn)微結構的組合為主,鎂砂和(hé)鐵鋁尖晶石(shí)界麵之間通過Mg2+、Al3+、Fe2+離(lí)子間的相互擴散,緊密結合,實現材料的(de)直接結合。鉻鎂磚與鎂鉻磚一樣,其主要礦物組成都是尖晶石一方鎂石。它也是以燒結鎂砂和鉻(gè)鐵礦為主要原料,按適當比例製成的複合堿性耐火材料製品。其原料配(pèi)比無明確規定,一般把(bǎ)絡鐵礦加入量(liàng)小於50%的(de)稱為鎂鉻磚,50%或(huò)大於50%的稱為鉻(gè)鎂磚。其生產工藝、性能特點和用途基本相(xiàng)近。
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