目前,製備鎂鋁尖晶石的常用方法是固相反應合成法(fǎ),即以(yǐ)氧化物、氯氧化(huà)物(wù)或碳酸鹽為(wéi)原料,將原料混合壓坯後在高溫下(xià)(大於1400℃)反應製備尖晶石。滄州鎂磚
電熔法是工業上另一種常(cháng)用(yòng)的合成尖晶石的方法,此種(zhǒng)方法也存在能耗大等缺點。
而如溶膠一凝膠法、水熱法等濕(shī)化學法雖然(rán)能在較低溫度下合成尖晶石,但是其操作工藝複雜(zá)、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。
以滄州鎂砂和鎂鋁尖晶石砂為原料生產的鎂鋁(lǚ)尖晶石(shí)磚,通常稱為鎂鋁(方鎂石一尖(jiān)晶石磚)。用於生產(chǎn)方鎂石尖晶石磚的鎂(měi)砂原(yuán)料,要求有盡量低的雜質含(hán)量(尤其是CaO)。
國產燒結鎂砂MS95、MS97、MS97.5、DMS97的使(shǐ)用較普遍。采用(yòng)尖晶石砂(shā)作顆粒(lì)料,以鎂砂作細粉和部分顆粒料,按照鎂鋁磚的混煉、成形、燒成工藝生產,可(kě)製造出(chū)高(gāo)溫性能好,熱震穩定性高的產品(pǐn)。
鎂鋁尖晶石磚(zhuān)常用於水泥回轉窯(yáo)、玻璃窯格子體、混鐵爐及耐火材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(jīng)石磚體係即為方鎂石/鎂鋁鉻尖晶石係統:MgO-R2O3(Cr2O3、Al2O3)係統。
為(wéi)便於比較鎂鋁鉻製品的生產,向MgO中(zhōng)引入Cr2O3多以鉻礦形(xíng)式,製造過程常常(cháng)是Cr2O3、Al2O3、Fe2O3這些(xiē)倍半氧化物相伴出(chū)現。
首先,從耐高溫、抗渣性角度,在(zài)MgO-R2O3係統中,MgO-MgO·Cr2O3係具(jù)有(yǒu)優越性,這除了它(tā)有較高的共熔溫度(2350℃)外,還在於Cr2O3在矽酸鹽液相中的較低溶(róng)解度。
眾所周知,較低(dī)的溶解度應有較強的析晶能力(lì),能有效地降低晶格(gé)間界麵(miàn)能,使矽(guī)酸鹽液相趨於向昌粒間隙中移動呈孤立狀,易實(shí)現方鎂石晶粒間或通過鎂鉻尖晶石搭橋的直接結合,可有效提高高溫強度和抑製熔(róng)渣滲透,提高抗渣性。
但(dàn)Cr2O3揮發性比較高,高溫(wēn)下,特(tè)別在真空(kōng)條件下(xià)穩定性較(jiào)差。
其次,從抗熱震性這個角度,MgO-MgO·Al2O3係更具優越(yuè)性。因為高溫(wēn)下(xià)MgO·Al2O3或Al2O3在MgO中的固溶(róng)一膠溶作用較MgO·Cr2O3或(huò)Cr2O3、尤(yóu)其MgO·Fe2O3或Fe2O3弱得多(duō),而MgO·Al2O3在1600℃以上(shàng)高溫蒸(zhēng)氣壓(yā)也比MgO·Cr2O3低。
因此,MgO-MgO·Al2O3係材料在溫度波動(dòng)時較為穩(wěn)定,具有良好的抗熱震性。
比較MgO-MgO·Al2O3與MgO-MgO·Cr2O3係統,在MgO/R2O3比例一定的情況下,可以推測,熔融MgO-MgO·Al2O3係材料,方鎂石晶粒(lì)內的沉析尖晶石較(jiào)少,而晶間(jiān)尖(jiān)晶石較多,而MgO-MgO·Cr2O3係(xì)材(cái)料則有較(jiào)多的晶內沉析尖晶石和較少的晶間尖晶(jīng)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(biàn)顯微結構。
3.鎂鐵鋁(lǚ)尖晶石磚(zhuān):
鎂鐵鋁尖晶石(shí)磚主(zhǔ)要應用於水泥窯燒成帶,水泥(ní)窯燒成帶用傳統耐(nài)火材料(liào)多以鎂鉻質耐火材料為主,由於用後滄(cāng)州鎂鉻磚(zhuān)中可溶解於水(shuǐ)中的劇毒六價鉻會造(zào)成嚴重的(de)環境汙染。
尋找水泥窯的無鉻化替代(dài)產品得到了專(zhuān)家的公認,氧化鎂-鐵(tiě)鋁尖晶石磚是由RHI公司於20世(shì)紀90年代提出的,它是(shì)將鎂砂和預合成的(de)鐵鋁尖(jiān)晶石混合成型,在一定的(de)工藝下高溫燒成。
現(xiàn)在已被廣泛地應用於水泥回(huí)轉窯的爐襯,替代(dài)鎂(měi)鉻磚。
鎂鋁尖晶石的顯微結構特征比較複雜,以鎂砂顯(xiǎn)微結構和鐵鋁(lǚ)尖晶石顯微結構(gòu)的組(zǔ)合(hé)為主,鎂砂和鐵鋁尖晶石界麵之間通過Mg2+、Al3+、Fe2+離(lí)子間(jiān)的相互擴(kuò)散(sàn),緊密結合,實現材(cái)料的直接(jiē)結合(hé)。鉻鎂磚與鎂鉻磚一樣,其主要礦物組成都(dōu)是尖晶石(shí)一方鎂石。它也是以燒結鎂砂和鉻鐵礦為主要原料,按適當比例製成的複合堿性耐火材料製品。其原料(liào)配比無明確規定,一般把絡鐵礦加入量小於50%的稱為鎂鉻(gè)磚,50%或大於50%的(de)稱為鉻鎂磚。其生產工藝、性能(néng)特點和(hé)用途基本相近。
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