新疆红柱石的莫来石化试验

红柱石是一种性能优良的硅铝酸盐矿物原料,在高温下不可逆地转变为莫来石(3Al2O3·2SiO2)和富SiO2液相,转化完全后,莫来石的质量分数约占80%,玻璃相的质量分数约占20%.红柱石的莫来石化除受煅烧温度及保温时间的影响外,还与原料的粒度及杂质的成分、含量和分布有关.我国新疆巴州地区有丰富的红柱石资源,已在国内外大量使用,但对该红柱石的研究工作报道不多.本工作研究了不同纯度和粒度的新疆巴州红柱石精矿在不同温度和保温时间下煅烧后的莫来石化量.     

红柱石骨料粒度对莫来石-刚玉材料抗热震性的影响

分别用20%(w)不同粒度(5～3、3～1、≤1 mm)的红柱石骨料等量替代莫来石-刚玉材料中同粒度的莫来石骨料,经1 450℃保温3 h烧成制备莫来石-刚玉材料,并着重研究红柱石骨料粒度对其抗热震性的影响。结果表明:随着红柱石骨料粒度的增大,烧成试样的抗折强度和弹性模量逐渐降低,但抗热震性逐渐提高。这是由于在试样烧结降温过程中,红柱石骨料与基质热膨胀系数失配产生了微裂纹,且微裂纹的尺寸随着红柱石骨料粒度的增大而增大;而微裂纹在热震过程中能够阻止新裂纹的产生和裂纹扩张,提高试样的抗热震性。     

不同粒度红柱石对矾土基喷涂料性能的影响

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同粒度的红柱石对矾土基喷涂料性能的影响。试样自然干燥24h脱模,再经110℃烘干24h,分别于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,添加粗粒度的红柱石并不能有效弥补矾土基喷涂料经高温热处理产生的收缩。矾土基喷涂料的体积密度随着红柱石粒度的增大而增大。不同粒度的红柱石未对矾土基喷涂料的中温强度产生明显影响,粗粒度的红柱石可以提高矾土基喷涂料的高温强度。矾土基喷涂料的耐磨性能随着红柱石粒度的增大而提高。细粒度的红柱石有利于改善矾土基喷涂料的抗热震性能。     

红柱石粒度对氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响

以南非红柱石和多晶氧化铝纤维为原料,在纤维加入量(w)分别为5%、10%、15%和20%,烧成温度分别为1350℃和1500℃的条件下,研究了红柱石原料粒度为0.2～101.5μm和0.1～34.7μm时对传统无压烧结工艺制备的氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响。结果表明:随着红柱石粒度的减小,基体材料的莫来石化温度和烧结温度明显降低,但纤维团聚现象加剧;由于纤维与基体界面结合力较强,纤维的增强作用以纤维的脱粘和断裂为主;在材料烧结后,红柱石粒度的变化对其常温耐压强度影响不大。     

红柱石电炉顶砖的研制与生产

红柱石电炉顶砖的研制与生产１研制选用山东淄博煅烧焦宝石、河南南阳红柱石为主要原料。以阳泉高铝矾土熟料为细粉，与红柱石在振动球磨机中共磨作为细料；细料粒度要求＜０．０８８ｍｍ＞７５％。原料的＃学成分见表１。表１原料的化学组成，％红柱石线膨胀率如下（粒度...     

引入不同粒度红柱石对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料的性能,在其配料中分别引入8～5、5～3、3～1和≤1 mm的红柱石,经成型、养护、干燥后,于1 450℃保温3 h热处理,然后检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温抗折强度、弹性模量、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)引入红柱石试样的显气孔率和体积密度均比未引入红柱石的小,烧后线膨胀率均比未引入红柱石的大。随着红柱石粒度的减小,显气孔率逐渐减小;体积密度呈先减小后增大的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最小;烧后线膨胀率呈先增大后减小的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最大。2)引入8～5 mm红柱石试样的常温抗折强度和弹性模量比未引入红柱石的小,其他试样的基本上比未引入红柱石的大;随着红柱石粒度的减小,试样的常温抗折强度和弹性模量逐渐增大。3)引入红柱石试样的抗热震性均比未引入红柱石的高;随着红柱石粒度的减小,抗热震性逐渐降低。4)各试样仅在渣-样交界处有轻微的侵蚀,引入不同粒度红柱石试样的抗渣性没有明显差别。     

杂质和高温液相对莫来石化动力学和抗热震性的影响

研究了煅烧红柱石颗粒的莫来石化和生成莫来石的显微结构。众所周知,莫来石生成的机理为:加热过程中,红柱石单晶转变为组成为3∶2的莫来石单晶,毛细网络由富二氧化硅液相所填充。但是很少有人研究杂质对莫来石化动力学的影响。本研究表明,红柱石中杂质(主要是铁和碱金属)的存在增加了液相量,降低了液体黏度。莫来石化动力学由红柱石的粒度、化学组成、红柱石矿的产地、液相含量和特性所决定。因为特殊的显微结构和液相的存在,在空气中进行热震时,已莫来石化了的红柱石晶体表现出典型的复合材料的特点:微裂纹被莫来石/玻璃相界面偏移了,而且在玻璃相区域终止。继续加热后,热震产生的裂纹又得到愈合。     

红柱石原料高温结构演变及抗钾蒸气侵蚀行为研究

红柱石是铝硅系耐火材料重要的原料之一，因完全莫来石化后具有莫来石-高硅氧玻璃相相间的结构而表现出优异的抗碱侵蚀性能。然而，其莫来石化程度与抗碱侵蚀性能之间的关系尚未厘清。为此，本工作以粒度为3～5 mm的红柱石为研究对象，在1 450～1 600℃下热处理红柱石3 h,研究了红柱石的莫来石化过程与结构演变，并采用碱蒸气法研究了抗碱侵蚀行为。结果表明，随着热处理温度的提高，红柱石表面及裂纹附近先转变形成莫来石-高硅氧玻璃相结构，随后莫来石化转变不断向内部发展，直至完全莫来石化。红柱石莫来石化程度不同决定了其不同的抗碱侵蚀行为。1 450℃热处理后的红柱石表面及大裂纹附近形成的莫来石-高硅氧玻璃相复合层较薄，侵蚀以红柱石与钾蒸气直接反应为主，抗碱侵蚀性能较差；1 500℃及以上温度热处理的红柱石表面及大裂纹附近形成了一定厚度的莫来石-高硅氧玻璃相复合层，钾蒸气首先与高硅氧玻璃相反应形成含钾硅酸盐液相，随后该液相对莫来石相产生侵蚀溶解，阻止了碱蒸气对莫来石的直接反应侵蚀，从而使红柱石表现出优良的抗碱侵蚀性能。     

南非红柱石细粉的烧结行为和莫来石化研究

采用南非红柱石细粉(粒度≤0.088mm)为原料,粉体在200MPa下成型为36mm×10mm试样,选择煅烧温度为1200～1600℃(温度间隔50℃),研究了南非红柱石细粉的烧结行为。通过对试样烧后线变化率、体积密度、显气孔率及XRD分析数据进行处理,分析了红柱石分解和莫来石化反应的行为特征。结果表明:1200℃左右已有莫来石生成;1500℃红柱石分解完全。随着温度的升高,红柱石和莫来石两者的消长主要出现在1300～1400℃,而反应过程有如下先后顺序:材料膨胀,红柱石分解,莫来石生成。温度低于1400℃,莫来石化反应膨胀和基质烧结同时存在,出现局部膨胀和局部烧结排除气孔共存的现象,导致显气孔率的变化趋势与烧后线变化率及体积密度的变化趋势不对应。高于1450℃,液相促进烧结起主导作用,材料大幅度收缩。1400℃煅烧后试样的线收缩率最小。     

国外消息

高纯氧化铝,纯度在99.99%以上。为纯度极高,粒度均一的微粒,烧结性极好。其用途主要是供制造单晶、钠灯管之用,以及用作研削玻璃添加原料和烧结体等。其中钠灯管用量最大。欧美各国为节省资源、节约能源,路灯多用钠灯。在日本高速公路等的照明,主流仍是水银灯。今后为节省资源、节约能源,改用钠     

Substitution of antioxidant Si by andalusite fine powder in Al2O3-SiC-C castables

Our previous research showed that the addition of andalusite aggregates can enhance the oxidation resistance of Al₂O₃-SiC-C castables; this is attributed to the transformation of andalusite into a silica-rich glass phase that blocks pores. Theoretically, andalusite with a smaller particle size would achieve a higher extent of conversion and generate more silica-rich glass, which would be more conducive to blocking pores. Therefore, this study evaluates the influence of andalusite fine powder on the oxidation resistance of Al₂O₃-SiC-C castables containing a reduced amount of Si antioxidant. The results show that introducing a small amount of andalusite fine powder endows the Al₂O₃-SiC-C castables with significant oxidation resistance so that the traditional addition of Si metal as an antioxidant can be substantially reduced or even completely eliminated. Meanwhile, the thermal shock stability and strength of the castables were also enhanced.     

我国的叶蜡石矿及其在硅酸盐工业中的应用

叶蜡石矿又称“蜡石”.蜡石是日文汉字名称、英译名为“Roseki”,因呈致密块状产出,有滑感,具蜡状光泽,状如蜡状岩,故名.我国叶蜡石矿分布广泛,开采历史悠久,其主要产区浙江青田、上虞、临海、福建福州、闽清、福清、内蒙巴林右旗、安徽庐江等地.矿床赋存于侏罗纪和白恶纪地层内,多为酸性和中性火山岩经热液蚀变而成.它主要矿物成分是叶蜡石、高岭石族矿物(地开石、高岭石等)、石英,伴生矿物为绢云母、一水硬铝石、明矾石、刚玉、红柱石等.其化学成份特征是富含SiO_2和Al_2O_3.它在硅酸盐工业中有广泛的用途,是制造耐火材料、陶瓷、玻璃纤维、白水泥的重要原料.     

Anisotropic behaviour of andalusite particles used as aggregates on refractory castables

Andalusite is a well known alumino-silicate mineral largely employed in the refractory industry in order to provide high mechanical properties and thermal shock resistance. This work is devoted to the study of the thermal expansion behaviour of andalusite aggregates used in refractory castables. Anisotropic thermal expansion behaviour has been underlined by dilatometric measurements on andalusite single crystals according to their crystallographic axes. This behaviour can be magnified by the presence of quartz, even in small quantity, as impurities in the andalusite particle. The anisotropy of dilation is preserved after mullitisation of andalusite. These important results make it possible to explain the origin of the diffuse damage observed in andalusite-based castables which is most probably responsible for the enhancement of the strain to rupture required for the good thermal shock performance of such material.     

Effect of Andalusite Addition on Properties of Chrome-corundum Bricks

In order to improve the thermal shock resistance of chrome-corundum bricks, different amounts of andalusite were added to the formulation of chrome-corundum bricks to replace the equivalent white fused corundum with the same particle size. After mixing, shaping, drying and firing, the density, the cold strength, the cold wear resistance, the hot modulus of rupture and the thermal shock resistance were tested. XRD, SEM and elemental surface scanning were used to characterize the specimens. The results show that:(1) the volume expansion of andalusite mullitization reduces the apparent porosity of chrome-corundum bricks;(2) the density and the hardness of mullite are lower than those of corundum so the decrease of the corundum content in brick leads to the decrease of the bulk density, the strength and the cold wear resistance;(3) the cross-distributed columnar mullite in the matrix can effectively improve the hot modulus of rupture and the thermal shock resistance of the specimens;(4) considering comprehensively, the andalusite addition shall not exceed 18%.     

影响Si3N4结合SiC制品烧结的各因素及机制

探讨了各因素如SiC尺寸及数量、原料颗粒级配，硅粉添加量，添加剂，氮气纯度及最终反应温度对反应烧结Si3N4结合SiC制品性能的影响及其作用机理。     

红柱石基材料中氧化铝原料的应用研究

实验研究了几种氧化铝原料的加入对高纯红柱石基耐火材料性能的影响,采用XRD,SEM等手段分析了氧化铝原料种类及加入量对试样相组成和显微结构的影响.实验结果表明,纯红柱石制品的烧结性能比添加氧化铝细粉的红柱石制品的好,而不同氧化铝细粉对红柱石制品烧结性能的影响与其纯度及活性有关;红柱石颗粒分解产生的SiO2玻璃相难以全部与氧化铝反应形成二次莫来石;在本试验条件下,当氧化铝细粉加入量达到15%左右时,在试样中引起的二次莫来石化效应和烧成膨胀最大.     

新疆尖山菱镁矿制备轻烧氧化镁的煅烧工艺

以新疆尖山菱镁矿为原料,采用普通马弗炉和微波马弗炉两种加热设备,通过设计正交实验,研究煅烧温度、煅烧时间、升温速率和原料粒径对所制备的轻烧氧化镁的活性和纯度的影响.采用柠檬酸法表征轻烧氧化镁的活性,水合法测定活性氧化镁的含量.结果表明:无论采用哪种加热方式,煅烧温度对轻烧氧化镁活性和纯度的影响最大.采用微波马弗炉加热时,煅烧时间、升温速率和原料粒径对轻烧氧化镁的活性和纯度影响较小,制备条件宽松,尤其当原料粒径不均一时,采用微波加热方式更有利于轻烧氧化镁的制备.     

芒硝型卤水真空蒸发制盐提高产品质量的工艺探索

芒硝型盐岩卤水真空蒸发制盐可生产盐和硫酸钠两种产品,粒度、纯度是产品质量的重要指标。本文理论分析了影响产品质量的多种因素,并结合实际,优化工艺操作方式,采用先进设备,实现了提高产品纯度、增大产品粒度的质量目标。     

Auslegungsgrundlagen von Kristallisatoren

Design principles of crystallizers . Numerous processes in the chemical, heavy chemical, and food industries involve a crystallization step. Most commonly, a crystalline product is to be obtained from solution. Crystallizers are designed with the aim of cost-effective isolation of the product in the desired quality, i.e. in the necessary particle size and purity, while minimizing encrustation.