產(chǎn)品詳情
鋁礬土(廠家)鋁礬土(價(jià)格)鋁礬土(骨料、細(xì)粉)
陽(yáng)泉礬土|陽(yáng)泉鋁礬土|陽(yáng)泉礬石|陽(yáng)泉鋁礬土廠家
一、高鋁礬土的化學(xué)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(lèi)
根據(jù)高鋁礬土的礦物組成,中國(guó)的高鋁礬土可以劃分為兩個(gè)基本類(lèi)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(chēng)勃姆石);后者主要由三水鋁石組成。
我國(guó)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(zhì)礦物的種類(lèi),又可以分為五個(gè)亞類(lèi)型,如下表所示。
中國(guó)鋁礬土的分類(lèi)
基本類(lèi)型
亞類(lèi)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(guó)高鋁礬土主要是水鋁石-高嶺石型(D-K型),原料質(zhì)地良好,適于制造各種高級(jí)鋁質(zhì)耐火材料。(重要的事情說(shuō)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(guò)程中的物理化學(xué)變化
(一)鋁礬土的受熱變化
可分為三個(gè)階段:分解階段、二次莫來(lái)石化階段、重晶燒結(jié)階段。
1.分解階段(400-1200oC)
在該階段,水鋁石和高嶺石在400 oC時(shí)開(kāi)始脫水,至400-600oC反映強(qiáng)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(lái)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(zhuǎn)變?yōu)閯傆瘛8邘X石脫水后形成偏高嶺石,950 oC以上時(shí)偏高嶺石轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石和非晶態(tài)SiO2,后者在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞ⅰ?/span>
2.二次莫來(lái)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(lái)的游離SiO2繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)形成莫來(lái)石,被稱(chēng)為二次莫來(lái)石。
在二次莫來(lái)石化時(shí),發(fā)生約10%的體積膨脹。同時(shí)在1300-1400oC以下時(shí)鋁礬土中的Fe2O3、TiO2和其它雜質(zhì)與Al2O3、SiO2反應(yīng)即可形成液相,F(xiàn)e2O3、TiO2也可進(jìn)入莫來(lái)石的晶格形成固溶體。液相的形成,有助于二次莫來(lái)石化的進(jìn)行,同時(shí)也為重晶燒結(jié)階段準(zhǔn)備了條件。
注1:固溶體,是指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類(lèi)型的合金相。通常以一種化學(xué)物質(zhì)為基體溶有其他物質(zhì)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(jiàn),在多原子物質(zhì)中亦存在。當(dāng)溶劑的晶體結(jié)構(gòu)添加溶質(zhì)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(nèi)部原子排列的具體形式,不同的晶體內(nèi)部原子排列稱(chēng)為具有不同的晶格結(jié)構(gòu)。
3.重晶燒結(jié)階段(1400- 1500oC)
在二次莫來(lái)石化階段,由于液相的形成,已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生某種程度的燒結(jié),但進(jìn)程很緩慢。只有隨著二次莫來(lái)石化的完成,重晶燒結(jié)作用才開(kāi)始迅速進(jìn)行。在1400- 1500oC以上,由于液相的作用,剛玉與莫來(lái)石晶體長(zhǎng)大,1500oC時(shí)約10μm,到1700oC時(shí)分別為60μm和90μm;同時(shí),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(wú)限混合,所以系統(tǒng)內(nèi)無(wú)論含有多少種氣體都是一個(gè)相,稱(chēng)為氣相。均勻的溶液也是一個(gè)相,稱(chēng)為液相。
(二)高鋁礬土的燒結(jié)
1.什么是燒結(jié)
固體粉狀成型體在低于熔點(diǎn)的溫度下加熱使物質(zhì)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(guò)程叫燒結(jié)。
伴隨燒結(jié)發(fā)生的主要變化是顆粒間接觸面擴(kuò)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(qiáng)度隨之增加。
在單純固體間進(jìn)行的燒結(jié)叫固相燒結(jié),有液相參與的燒結(jié)叫液相燒結(jié)。
2.影響鋁礬土燒結(jié)的主要因素有二次莫來(lái)石化、液相及鋁礬土的組織結(jié)構(gòu)。
(1)二次莫來(lái)石化
是水鋁石-高嶺石型(D-K型)鋁礬土在煅燒過(guò)程中必然發(fā)生的反應(yīng),該反應(yīng)往往引起10%左右的體積膨脹,對(duì)燒結(jié)起妨礙作用。其原因是生成二次莫來(lái)石時(shí)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(lái)石反應(yīng)而相互推開(kāi),從而在顆粒間形成空隙。另外,反應(yīng)時(shí)在顆粒周?chē)紫刃纬赡獊?lái)石薄膜也妨礙了鋁、硅離子的進(jìn)一步擴(kuò)散,使反應(yīng)難趨完全。
二次莫來(lái)石的形成量與鋁礬土中水鋁石、高嶺石的相對(duì)含量有關(guān)。如果高嶺石加熱分解出的SiO2與水鋁石分解出的Al2O3正好達(dá)到莫來(lái)石的組成,則二次莫來(lái)石的量將會(huì)達(dá)到最大。研究與生產(chǎn)實(shí)踐都證明,Al2O3含量在65%-70%的二級(jí)鋁礬土,Al2O3/SiO2比值接近莫來(lái)石的Al2O3/SiO2比值(2.55),在煅燒后莫來(lái)石的含量最高,二次莫來(lái)石化程度最大,最難于燒結(jié);而Al2O3含量較高或較低的特級(jí)或三級(jí)鋁礬土燒結(jié)較容易,溫度也較低。
鋁礬土的分散度對(duì)二次莫來(lái)石化的影響也是顯著的。鋁礬土原礦煅燒時(shí),由于礦物分布不均勻,顆粒反應(yīng)后互相推開(kāi)而引起的膨脹起著重要作用。這種作用使反應(yīng)無(wú)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(jí)和三級(jí)在1500oC以下達(dá)到燒結(jié)外,其它鋁礬土往往吸水率較高。若將鋁礬土細(xì)磨制坯后煅燒,分散度提高,二次莫來(lái)石進(jìn)行的較早,并易于完全,在較低的溫度下即產(chǎn)生膨脹,對(duì)燒結(jié)有利。
由于燒結(jié)基本上開(kāi)始于二次莫來(lái)石化完成的溫度,所以充分的二次莫來(lái)石化是鋁礬土達(dá)到燒結(jié)的必要條件,特別是對(duì)二級(jí)鋁礬土尤為重要。
(2)液相
是影響鋁礬土燒結(jié)的另一個(gè)重要因素。鋁礬土煅燒時(shí)所形成液相量(一、二級(jí)鋁礬土約10%,三級(jí)約2%-30%)不足以填滿(mǎn)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(lái)石化引起的膨脹卻是把它們推開(kāi),兩個(gè)相反的作用同時(shí)進(jìn)行。在1400- 1500oC以?xún)?nèi)時(shí),液相的數(shù)量較少、流動(dòng)性較低,二次莫來(lái)石化起主導(dǎo)作用。在1400- 1500oC以上時(shí),二次莫來(lái)石化趨于完全,液相數(shù)量和流動(dòng)性都增大,液相燒結(jié)作用明顯顯現(xiàn),成為燒結(jié)的主導(dǎo)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(guò)程,逐步導(dǎo)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(jié)。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(diǎn)、粘度降低,則降低鋁礬土的高溫機(jī)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(xué)組成有如下特點(diǎn):
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(jí)與一級(jí)鋁礬土中,F(xiàn)e2O3、TiO2進(jìn)入玻璃相較多;而二級(jí)高鋁礬土中則進(jìn)入結(jié)晶相較多。
b.煅燒溫度提高時(shí)(由1500到1700oC),玻璃相中的Al2O3含量減少,SiO2含量增加;同時(shí),一級(jí)高鋁礬土的玻璃相中Fe2O3增多而TiO2減少;二級(jí)高鋁礬土Fe2O3、TiO2都更多地進(jìn)入玻璃相。
(3)高鋁礬土的組織結(jié)構(gòu)
高鋁礬土的組織結(jié)構(gòu)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(jié)程度與致密性。如鮞狀體較多的一級(jí)高鋁礬土,組織結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhì)集中部位,且常有膨脹現(xiàn)象,燒結(jié)困難。