產品詳情
鋁礬土(廠家)鋁礬土(價格)鋁礬土(骨料、細粉)
陽泉礬土|陽泉鋁礬土|陽泉礬石|陽泉鋁礬土廠家
一、高鋁礬土的化學組成
主要成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2,約占總成分的95%;次要成分有CaO、MgO、K2O、Na2O、S、MnO2等。
二、高鋁礬土的礦物組成分類
根據(jù)高鋁礬土的礦物組成,中國的高鋁礬土可以劃分為兩個基本類型:一水型高鋁礬土(Monohydrate bauxite)和三水型高鋁礬土(Trihydrate bauxite)。前者主要由一水鋁石組成,包括一水硬鋁石、一水軟鋁石(又稱勃姆石);后者主要由三水鋁石組成。
我國絕大地區(qū)的高鋁礬土均屬于一水型鋁礬土。
根據(jù)其中的含水鋁硅酸鹽和雜質礦物的種類,又可以分為五個亞類型,如下表所示。
中國鋁礬土的分類
基本類型
亞類型
主要分布地區(qū)
一水型
高鋁礬土
1.水鋁石-高嶺石型(D-K型)
山西、山東、河北、河南、貴州
2.水鋁石-葉臘石型(D-P型)
河南
3.勃姆石-高嶺石型(B-K型)
山東、山西
4.水鋁石-伊利石型(D-I型)
河南
5.水鋁石-高嶺石-金紅石型(D-K-R型)
四川
三水型
高鋁礬土
三水鋁礦石(G型)
福建、海南
中國高鋁礬土主要是水鋁石-高嶺石型(D-K型),原料質地良好,適于制造各種高級鋁質耐火材料。(重要的事情說三遍,礬土礦還是屬山西的好,屬山西的好,屬山西的好)
三、高鋁礬土受熱過程中的物理化學變化
(一)鋁礬土的受熱變化
可分為三個階段:分解階段、二次莫來石化階段、重晶燒結階段。
1.分解階段(400-1200oC)
在該階段,水鋁石和高嶺石在400 oC時開始脫水,至400-600oC反映強烈,700-800oC完成。水鋁石脫水后形成剛玉假象,此種假象仍保持原來水鋁石的外形,但邊緣模糊不清,折射率較水鋁石低,在高溫下逐漸轉變?yōu)閯傆瘛8邘X石脫水后形成偏高嶺石,950 oC以上時偏高嶺石轉變?yōu)槟獊硎头蔷B(tài)SiO2,后者在高溫下轉變?yōu)榉绞ⅰ?/span>
2.二次莫來石化階段(1200-1400oC或1500oC)
在1200oC以上,從水鋁石脫水形成的剛玉與高嶺石分解出來的游離SiO2繼續(xù)發(fā)生反應形成莫來石,被稱為二次莫來石。
在二次莫來石化時,發(fā)生約10%的體積膨脹。同時在1300-1400oC以下時鋁礬土中的Fe2O3、TiO2和其它雜質與Al2O3、SiO2反應即可形成液相,F(xiàn)e2O3、TiO2也可進入莫來石的晶格形成固溶體。液相的形成,有助于二次莫來石化的進行,同時也為重晶燒結階段準備了條件。
注1:固溶體,是指溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相。通常以一種化學物質為基體溶有其他物質的原子或分子所組成的晶體,在合金和硅酸鹽系統(tǒng)中較多見,在多原子物質中亦存在。當溶劑的晶體結構添加溶質后可以穩(wěn)定存在且保持均相,則該種混合物可以被視作溶液。一些混合物可以在很多種濃度情況下形成固溶體,而有一些混合物根本不能形成固溶體。
注2:晶格,是指晶體內部原子排列的具體形式,不同的晶體內部原子排列稱為具有不同的晶格結構。
3.重晶燒結階段(1400- 1500oC)
在二次莫來石化階段,由于液相的形成,已經開始發(fā)生某種程度的燒結,但進程很緩慢。只有隨著二次莫來石化的完成,重晶燒結作用才開始迅速進行。在1400- 1500oC以上,由于液相的作用,剛玉與莫來石晶體長大,1500oC時約10μm,到1700oC時分別為60μm和90μm;同時,微觀氣孔在1200oC到 1400- 1500oC之間約為100μm~300μm,基本保持不變;在1400- 1500oC以后迅速縮小與消失,氣孔率降低,物料迅速趨向致密。
注:液相,通常任何氣體均能無限混合,所以系統(tǒng)內無論含有多少種氣體都是一個相,稱為氣相。均勻的溶液也是一個相,稱為液相。
(二)高鋁礬土的燒結
1.什么是燒結
固體粉狀成型體在低于熔點的溫度下加熱使物質在表面張力的作用下發(fā)生遷移而充填于顆粒間隙而致密化的過程叫燒結。
伴隨燒結發(fā)生的主要變化是顆粒間接觸面擴大并逐漸形成晶界,氣孔從連通的逐漸變成孤立的,并縮小,最后大部分或全部從胚體中排除,成型體的密度和強度隨之增加。
在單純固體間進行的燒結叫固相燒結,有液相參與的燒結叫液相燒結。
2.影響鋁礬土燒結的主要因素有二次莫來石化、液相及鋁礬土的組織結構。
(1)二次莫來石化
是水鋁石-高嶺石型(D-K型)鋁礬土在煅燒過程中必然發(fā)生的反應,該反應往往引起10%左右的體積膨脹,對燒結起妨礙作用。其原因是生成二次莫來石時由于比重的變化引起物料本身的體積增大;二是由于顆粒間發(fā)生二次莫來石反應而相互推開,從而在顆粒間形成空隙。另外,反應時在顆粒周圍首先形成莫來石薄膜也妨礙了鋁、硅離子的進一步擴散,使反應難趨完全。
二次莫來石的形成量與鋁礬土中水鋁石、高嶺石的相對含量有關。如果高嶺石加熱分解出的SiO2與水鋁石分解出的Al2O3正好達到莫來石的組成,則二次莫來石的量將會達到最大。研究與生產實踐都證明,Al2O3含量在65%-70%的二級鋁礬土,Al2O3/SiO2比值接近莫來石的Al2O3/SiO2比值(2.55),在煅燒后莫來石的含量最高,二次莫來石化程度最大,最難于燒結;而Al2O3含量較高或較低的特級或三級鋁礬土燒結較容易,溫度也較低。
鋁礬土的分散度對二次莫來石化的影響也是顯著的。鋁礬土原礦煅燒時,由于礦物分布不均勻,顆粒反應后互相推開而引起的膨脹起著重要作用。這種作用使反應無法趨于完全,而生成的空隙往往不易彌合,使鋁礬土難以致密化。原塊鋁礬土除組織較均勻的特級和三級在1500oC以下達到燒結外,其它鋁礬土往往吸水率較高。若將鋁礬土細磨制坯后煅燒,分散度提高,二次莫來石進行的較早,并易于完全,在較低的溫度下即產生膨脹,對燒結有利。
由于燒結基本上開始于二次莫來石化完成的溫度,所以充分的二次莫來石化是鋁礬土達到燒結的必要條件,特別是對二級鋁礬土尤為重要。
(2)液相
是影響鋁礬土燒結的另一個重要因素。鋁礬土煅燒時所形成液相量(一、二級鋁礬土約10%,三級約2%-30%)不足以填滿顆粒間的全部空隙。在這種情況下,液相的作用首先是把固體顆粒拉在一起,使它們相互接觸。但二次莫來石化引起的膨脹卻是把它們推開,兩個相反的作用同時進行。在1400- 1500oC以內時,液相的數(shù)量較少、流動性較低,二次莫來石化起主導作用。在1400- 1500oC以上時,二次莫來石化趨于完全,液相數(shù)量和流動性都增大,液相燒結作用明顯顯現(xiàn),成為燒結的主導因素。液相使固體顆粒基本上都相互接觸后,就逐漸發(fā)生固體顆粒的溶解與析晶過程,逐步導致晶粒堆積致密,直到最后形成連續(xù)的固相骨架,液相填充空隙,使鋁礬土完成燒結。但液相也有其有害作用的一面,若液相量增多,或者它的熔點、粘度降低,則降低鋁礬土的高溫機械性能。
填充在空隙中的液相冷卻后即為玻璃相。燒后鋁礬土的玻璃相化學組成有如下特點:
a.玻璃相中Al2O3/SiO2比值隨高鋁礬土的Al2O3/SiO2比值降低而降低。特級與一級鋁礬土中,F(xiàn)e2O3、TiO2進入玻璃相較多;而二級高鋁礬土中則進入結晶相較多。
b.煅燒溫度提高時(由1500到1700oC),玻璃相中的Al2O3含量減少,SiO2含量增加;同時,一級高鋁礬土的玻璃相中Fe2O3增多而TiO2減少;二級高鋁礬土Fe2O3、TiO2都更多地進入玻璃相。
(3)高鋁礬土的組織結構
高鋁礬土的組織結構均勻致密程度及鮞狀體的數(shù)量與分布,直接影響到高鋁礬土熟料的燒結程度與致密性。如鮞狀體較多的一級高鋁礬土,組織結構復雜,不均勻,燒后一般呈黃、白兩色,白色為水鋁石富集部分,黃色為高嶺石及一些雜質集中部位,且常有膨脹現(xiàn)象,燒結困難。