白雲石的性能以及在耐火材料行業的應用

2021-01-14 找耐火材料網

白雲石是製造鎂鈣耐火材料的主要原料。

主要成分為碳酸鎂鈣;化學成分為CaMg(CO3)2;理論化學成分CaO30.4%，MgO21.7%，CO247.9%，成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代，Ca可被Pb、Na替代，當鐵或錳原子數超過鎂時，稱為鐵白雲石或錳白雲石。加熱後，白雲石中的MgCO3在750℃左右分解，CaCO3在950℃左右分解。白雲石為三方晶系礦物，相對密度2.8~2.9，莫氏硬度3.5~4.

白雲石多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等，透明到半透明，具有玻璃光澤。集合體通常呈粒狀;晶體結構類似方解石，常呈菱面體。摩氏硬度：3 ～4 ;密度2.86～3.20g/cm3，遇冷稀鹽酸起泡;白雲石煅燒分為兩個階段：在730~740℃鈣鎂碳酸鹽中MgCO3開始分解，產生MgO和CO2。當溫度繼續升高到大約910℃時，白雲石中CaCO3才開始分解反應。此時二氧化碳全都被除去，並生成氧化鈣及氧化鎂的混合物。

白雲石是一種用途非常廣泛的非金屬礦產，是地球上重要的鈣鎂資源，有著極其豐富的蘊藏量。我國白雲石資源豐富，許多地區均有分布，現已探明儲量40億噸以上，白雲石資源遍及我國各省區，特別是山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省區。

我國白雲石資源豐富，且多產于震旦紀的巖層中，如東北的遼河群、內蒙的桑乾群、福建的金甌群。遼寧東半島、冀東、內蒙古、山西、江蘇、湖北、湖南、廣西、貴州等地。

白雲石廣泛應用於冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農、林業、環保節能等領域，是一種可以進行多項開發與利用的非金屬礦產資源，並且隨著現代科學技術的發展，白雲石的開發、應用已深入到社會發展的各個領域，成為一種極具經濟價值的礦產資源。

①耐火材料

白雲石作為鹼性耐火材料的重要原料之一，主要用於煉鋼轉爐襯，平爐爐膛，電爐爐壁，其次用於爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設備。白雲石可製作白雲石磚;白雲石磚做爐襯時，採用噴補白雲石噴補料的方法，可使煉爐的壽命顯著提高。

②煉鎂工業

原料粒度為30～120mm的白雲石是生產金屬鎂的重要原料。白雲石冶煉鎂的方法主要分為兩大類，電解法和矽熱還原法，電解法工藝流程複雜難以取得經濟效益，所以小型鎂廠不宜採用此法;矽熱還原法是將白雲石煅燒後與矽鐵、螢石混合製成球，在1100℃真空爐內加熱，還原產生鎂蒸汽及其他物質，再將鎂蒸汽冷卻後回收並鑄成鎂錠。

③生產鎂化合物

白雲石可以生產碳酸鎂、氧化鎂、硫酸鎂氫氧化鎂等鎂的化合物。。目前，生產的碳酸鎂主要有以下三種：輕質碳酸鎂、輕質球狀碳酸鎂和輕質透明碳酸鎂。輕質碳酸鎂是無機化工基本原料，主要用於製造鎂鹽、氧化鎂、單質鎂、防火材料、印刷油墨、陶瓷、日用化工、橡膠製品的填充劑和補強劑，還可用於造船、鍋爐、煉鋼、玻璃、顏料、醫藥等行業。氧化鎂作為填充劑，在工業上廣泛應用於橡膠、搪瓷、電線電纜等行業。硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)又稱瀉利鹽，應用於醫藥、農業、水泥、印染、食品等方面。

④生產玻璃

白雲石和石灰石是玻璃原料中除矽砂和蘇打粉外的第三大組分。瓶罐玻璃生產中，蘇打粉是最貴的組分，加石灰石可以部分取代蘇打粉，但會產生不良影響，而採用引入白雲石中氧化鎂的辦法能進一步降低成本。白雲石在玻璃工業中還能提供氧化鈣，加入純鹼—灰質—矽質體系，起到熔劑作用。此外，白雲石還可以減少玻璃老化、阻止大氣或水分產生的化學侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強度。

⑤生產陶瓷

坯料及釉料中採用白雲石，引入MgO和CaCO3成分以代替滑石和方解石。MgO的作用是：改變混料系統成分，從而降低坯體的燒成溫度;促進石英的溶解和莫來石的形成，增加石英用量，減少長石用量，從而增加坯體的透明度。釉料中加入白雲石較添加方解石的釉不易煙燻，且很少發生析晶現象。

⑥生產塗料

白雲石可以製得新型體質顏料。其化學成分穩定，具有耐候性、防沉性、粉末細、易分散、白度高、成本低、工藝獨特等諸多優點，可供各種油漆使用。生產的塗料具有能夠降低鈦白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附著強等特性，應用效果好於重質碳酸鈣。

由於白雲石組成含有47.72%的CO2，它受熱分解後，能使白雲石產生極大的失重或收縮，而且各氧化物之間也要發生一系列的反應，因此必須先將白雲石煅燒成性質和體積穩定、質地緻密的燒結白雲石熟料，才能用於制耐火磚。

白雲石原料在1000℃以下反應得到的產物為輕燒白雲石，又叫苛性白雲石。輕燒白雲石的相對密度低，只有1.45左右，機械強度很小，氣孔率和化學活性較高，極易吸水潮解，故而不能直接用作制磚原料。

當白雲石經過1700~1800℃煅燒後，石灰、方鎂石的晶體尺寸達到較大值，而且體積穩定，具有抗水化性，不含或含有少量的游離CaO，體積密度達到3.0~3.4 g/cm3時，就叫死燒白雲石。

相關焦點

  • 【技術】白雲石的行業應用
    白雲石的用途廣泛，現階段主要用於建材、玻璃、陶瓷、冶金、橡膠、焊接、造紙、塑料等工業。另外，在農業、環境保護、節能、用藥及保健領域也得到了應用。 白雲石經過揀選、破碎、磨細到325～1250目就成為白雲石粉。白雲石粉填加在天然橡膠和合成橡膠中，其橡膠性能與填加輕鈣粉的性能基本相同，但造價卻低於輕鈣粉。
  • 科普 | 白雲石在十大行業中的應用
    白雲石廣泛應用於冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農、林業、環保節能等領域，是一種可以進行多項開發與利用的非金屬礦產資源，並且隨著現代科學技術的發展，白雲石的開發、應用已深入到社會發展的各個領域白雲石作為鹼性耐火材料的重要原料之一，主要用於煉鋼轉爐襯，平爐爐膛，電爐爐壁，其次用於爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設備。
  • 白雲石行業市場集中度、投資效益及趨勢預測(附報告目錄)
    白雲石的用途十分廣泛 ，主要應用在冶金、玻璃、耐火材料和建材等行業，在冶金和玻璃行業中顯得更加重要，根據統計數據顯示，每煉一噸鋼要消耗白雲石170 千克，同樣在玻璃行業中，白雲石是作為第三大原料使用，在耐火材料則佔主導地位。
  • 一文了解白雲石礦物材料33種用途!
    1、白雲石磚 白雲石磚是由天然白雲石煅燒而成的白雲石砂製成的，主要用於不鏽鋼精煉爐（如AOD、VOD爐等）和水泥窯燒成帶中，是歐美水泥窯燒成帶應用最普遍的耐火材料，其中美國有86%的水泥窯燒成帶使用該產品。
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  • 2027年,白雲石市場規模將達到30億美元
    預測期間世界大規模鋼鐵生產將推動白雲石需求。 　　圖片 　　白雲石是一種無水碳酸鹽礦物，由碳酸鈣鎂組成。它是白雲巖和白雲質灰巖的主要礦物部分，是一種類似玻璃質的珍珠礦物，有白色、粉紅色、綠色、棕色、黑色等，可用於建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域，優先作為建築行業石灰石的替代品。
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    圖2粒狀氮化矽鐵2、耐火材料中的應用①Al2O3-SiC-C系耐火材料氮化矽鐵在Al2O3-SiC-C質炮泥、鐵鉤料和耐火磚中均有廣泛應用。尤其在發達國家的高爐炮泥中普遍使用，使炮泥的開堵性能得到明顯改善，滿足了高爐出鐵的需要，成為現代化大高爐炮泥不可缺少的部分。在鐵溝料中加入少量氮化矽鐵能極大地提高鐵溝的通鐵量，日本在上世紀70年代即開始採用此方式。國內應用氮化矽鐵的時間較短。寶鋼於1994年首先在高爐炮泥中添加氮化矽，使炮泥性能得到改善，滿足了煉鐵生產的需要。
  • 提高MgO-CaO系耐火材料抗水化性的措施
    MgO-CaO系耐火材料現在是潔淨鋼生產中重要的內襯之一，但是眾所周知，MgO-CaO系耐火材料有一個應用短板，其易水化。因此，提高抗水化性能是MgO-CaO系耐火材料性能提升的重中之重。主要過程是將白雲石原料在一步煅燒後將其充分水化，生成氫氧化物，在二次燒成過程中，由於氫氧化物容易形成雙空位而增加原料的活性，可有效提高其燒結性，從而增強其抗水化性能。目前採用天然白雲石二步煅燒合成鎂鈣砂的工藝使用較為廣泛，但是採用不同的輕燒燒成制度以及水化方式，對二步煅燒後試樣的緻密度有著很大影響。但是此方法也存在一些缺陷，例如生產工藝較複雜，生產周期長，成本投入較高等等，需要進行不斷改良。
  • 氮化矽的性能及其在耐火材料工業中的應用
    氮化矽陶瓷具有良好的綜合性能，具有廣闊的應用前景，長期以來，材料工作者一直致力於幵發氮化桂陶瓷的優異性能，不斷的開拓其應用領域。隨著新技術的發展和理論的不斷深入，氮化矽陶瓷作為一種性能優異的工程材料，必將得到更加迅速的發展和廣泛的應用。1、氮化矽的性能氮化矽陶瓷具有很高的斷裂韌性和常溫強度，即使在高溫下，其強度也不會降低很多，高溫穩定性良好。
  • 白雲石在冶金工業的應用
    白雲石是冶金行業燒結、煉鋼的重要輔料之一。燒結礦中MgO質量分數為1.6%2.4%，才利於低溫粉化等冶金性能；煉鋼要求爐渣中的MgO質量分數在8%12%，否則對磚襯造成較大的侵蝕；鐵礦石燒結一般米用生白雲石，煉鋼用白雲石一般要輕燒後使用。
  • 預計2027年,全球白雲石市場規模將達到30億美元
    根據Grand View Research公司的一份新報告，預計到2027年世界白雲石市場規模將達到30億美元，2020年到2027年間複合年增長率為3.8%。預測期間世界大規模鋼鐵生產將推動白雲石需求。　　白雲石是一種無水碳酸鹽礦物，由碳酸鈣鎂組成。
  • VOD鋼包爐襯的工作條件及耐火材料的選擇、應用與侵蝕機理
    6)高溫：應用埋弧加熱的操作使得渣線部分的耐火磚比其他部分溫度要高很多，熔渣的流動性、酸性熔渣對耐火磚的侵蝕以及高溫的操作都是會給耐火磚帶來巨大的破壞。因為採用了埋弧加熱方式具有不穩定性，有時會造成鋼包側壁出現「過熱點」。由於以上原因對鋼包耐火磚的使用性能提出了更高的目標。
  • 白雲石的二次煅燒以及添加物對其煅燒產生的影響
    緻密的白雲石砂對白雲石質和白雲石-碳質耐火材料的抗水化能力和抗渣侵蝕性都是十分重要的。為了促進白雲石的燒結，人們採取了很多措施，歸納起來可以分為三類：一是採用19002000℃的超高溫燒結，二是採用先輕燒，經水化再死燒的二步煅燒工藝；三是採用添加物促進其燒結。前一種措施由於受設備條件的限制，其應用受到一定影響。採用何種燒結工藝，主要取決於白雲石原料的特性及對白雲石砂的使用要求。
  • 白雲石是什麼?
    簡介：白雲石是碳酸鹽礦物，分別有鐵白雲石和錳白雲石。它的晶體結構像方解石，常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白雲石在陰極射線照射下發橘紅色光。白雲石是組成白雲巖和白雲質灰巖的主要礦物成分。白雲石可用於建材、陶瓷[1] 、玻璃和耐火材料、化工以及農業、環保、節能等領域。
  • 【乾貨】1分鐘了解白雲石
    開發與應用白雲石廣泛應用於冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農、林業、環保節能等領域，是一種可以進行多項開發與利用的非金屬礦產資源，並且隨著現代科學技術的發展，白雲石的開發、應用已深入到社會發展的各個領域，成為一種極具經濟價值的礦產資源。
  • 白雲石質量指標品級分類介紹
    在轉爐煉鋼工藝中，為了幫助化渣，又能達到減少石灰消耗量，提高滬襯壽命，用部分白雲石代替螢石和石灰。我國白雲石礦產資源豐官，地域分布也比較普遍。表3-14列出部分資潦情況。1999年黑色冶金行業白雲石標準將白雲百分為五個品級，又將鎂化白雲石分為兩個品級，如表3-9、表3-10所示。鎂化白雲石的粒度規格如表3-11所示。根據需要可供MgO不小於21%，SiO2不大於0.7%產品。2007年對1999年白雲石標準進行了修改，取消了鎂白雲石，技術要求中按用途劃分為冶金爐料和耐火材料用白雲石，並培加了牌號及代號。
  • 平板玻璃用矽質原料白雲石介紹
    白雲石是組成白雲巖的主要礦物成分，其化學組成為CaMg(C03)2, 其主要化學成分為氧化鎂(MgO)、氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)等，是平板玻璃生產的一種重要原料，主要用來向平板玻璃中引入氧化鎂成分，以降低玻璃液的析晶傾向，改善玻璃的成型性能、化學穩定性和機械強度等，同時還可引入部分氧化鈣成分
  • 石材小常識:用途廣泛的白雲石
    白雲石是碳酸鹽礦物，分別有鐵白雲石和錳白雲石。它的晶體結構像方解石，常呈菱面體。遇冷稀鹽酸時會慢慢出泡。有的白雲石在陰極射線照射下發橘紅色光。白雲石是組成白雲巖和白雲質灰巖的主要礦物成分。
  • 用於迴轉窯用的鎂鈣系耐火材料應特別注意這13點!
    白雲石磚的優點是耐高溫、掛窯皮性和抵抗熟料化學侵蝕性能好;缺點是抗熱震、抗水化以及抗C02、S02等氣體侵蝕性能較差。實驗證明：白雲石磚用於燒成帶的窯皮穩定段可以獲得和鎂鉻磚相當的壽命(約1年)。但是，即便採取富鎂、增鋯、降低滲透率等措施，鎂白雲石或白雲石磚也不宜用於窯皮不穩定的區段。如果用在這些區段，鎂白雲石磚，特別是白雲石磚只有3個月的壽命。
  • 一文了解我國白雲石資源概況及開發利用現狀
    其中：山西冶鎂白雲巖（鎂礦）保有資源儲量8.45億t，冶金用白雲巖為17.24億t，居全國第一位；河北冶金用白雲巖保有資源儲量達到12.64億t，冀東地區具有高純度、易燒結的白雲石礦石，可用於製備耐火材料用的優質白雲石砂。