铝矾土煅烧技术及设备.doc

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1、铝矶土锻烧技术及设备1.铝矶土的加热变化中国铝矶土主要是D-K型，某些二级铝矶土含有勃姆石，个别的还含有一些白云母：有些三级铝矶土含有一定数量的地开石。铝矶土的加热变化可分为三个阶段：分解阶段、二次莫來石化阶段和结晶烧结阶段。（1）分解阶段（400〜1200D400〜1200°C温度范围为铝矶十•的分解阶段。在该阶段，铝矶土屮的水铝右和高岭右在400°C时开始脱水,至450〜600°C反应激烈，700〜800C完成。水铝右脱水后形成刚玉假象，此种假象仍保持原來水铝石的外形，但边缘模糊不清，折射率较水铝石低,在高温下逐转变为刚玉。高岭石脱水后形成偏高岭石，9

2、50°C以上时偏高岭石转变为莫來石和非晶态SiO2,后者在高温下转变为方石英。其反应式为:3（AI2O3・2SiO2）（偏高岭右）-*（400〜600°C）-*3AI203・2SiO2（莫來右）+4SiO2（非晶态SiO2）表1耐火材料用铝矶土矿的技术条件级别化学成分/%耐火度/°c备注AI2O3Fe2O3CaO特极品>75<2.0<0.5>1770一级品70~75<2.5<0.6>1770二级品60~70<2.5<0.6>1770三级品55~60<2.5<0.6>1770四级品45~55<2.0<0.7>1770注：①拣选分级后的某一级铝矶土矿石中，其它

3、级别矿石的混入最不超过总最10%；②矿石块度50〜300mm,若允许有小T50mm者，英数量不超过总量的10%；③矿石夹杂之杂质（如山皮、粘土等）不得超过1%,并不得混入明显的块状或片状石灰石表2耐火材料用铝矶土精矿的技术条件类型等级化学成分/%耐火度/°cAI2O3Ti02Fe2O3Na2O+K2O一级品>75<0.40.17高铝二级品>75<1.6<0.60.25>1790三级品>75<0.80.25—级品65~75<0.40.17中铝二级品65^75<1.6<0.60.25$1790三级品65~75<0.80.25一级品45~65<0.40.17N1

4、790低铝二级品45^65<1.7<0.60.25M1750三级品45~65<0.80.25汶700a-AI2O3-H2O（水铝石）9（400〜600*C）Ta・Al203（刚玉假象）+出0个AI2O3-2SiO2-2H2O（高岭石）->（400-600^C）^AI203-2Si02（偏高岭石）+出0个3（Al2O3-2SiO2）（偏高岭右）9（400〜600°C）T3Al203・2Si02（莫来石）+4SiCM非晶态SiO2）（2）二次莫來石化阶段（1200〜1400°C或1500°C）在1200°C以上，从水铝石脱水形成的刚玉与高岭石分解出來的游离SO

5、继续发生反应形成莫來石，被成为二次莫來石：3AI203+2Si02-»（^1200°C）^3AI203+2Si02（二次莫來石）在二次莫来石化时,发生约10%的体积膨胀。同时在1300〜1400°C以下时铝矶土中的Fe2O3>TQ和其它杂质与AI2O3.SiO2反应既可形成液相，Fe2O3、TiO2也可进入莫來石的晶格形成固溶体。液相的形成,有助于二次莫來石化的进行，同时也为重晶烧结阶段准备了条件。（3）重晶烧结阶段（1400~1500°0在二次莫來石化阶段，由于液柑的形成，已经开始发生某种程度的烧结，但进程很缓慢。只有随若二次莫來石化的完成，重晶烧结作用

6、才开始迅速进行。在1400-1500°C以上，由于液相的作用，刚玉与莫來石晶体长大,1500°C时约lOpim,到1700°C分别为60pim和90pim；同时，微观气孔在1200°C到1400〜1500°C之间约为100-300pm,基本保持不变；在1400-1500°C以后迅速缩小与消失，气孔率降低，物料迅速趋向致密。1.铝矶土的烧结铝矶土烧结的主耍因素有二次莫來石化、液相及铝矶土的组织结构。二次莫來石化是D-K型铝矶土在锻烧过程中必然发生的反应，该反应往往引起10%左右的体积膨胀，对烧结起妨碍作用。其原因一是生成二次莫來石时由于比重的变化引起物料本身

7、的体积增大；二是由于颗粒间发生二次莫来石反应而相互推开,从而在颗粒间形成空隙。另外，反应时在颗粒周围首先形成莫來石薄膜也妨碍了铝、硅离子的进一步扩散，使反应难趋完全。二次莫來石的形成量与铝矶土中水铝石、高岭石的相对含量有关。如果髙岭石加热分解出的SiO2与水铝石分解出的AI2O3正好达到莫来石的组成,则二次莫來石的星将会达到最大。研究与生产实践都证明,AI2O3含量在65%-70%的二级铝矶土，Al2O3/SiO2比值接近莫來石的Al2O3/SiO2比值（2.55）,在锻烧后莫來石的含量最高，二次莫來石化程度最大，最难于烧结:而AI2O3含量较高或较低的特

8、级或三级铝矶土烧结较容易，温度也较低。铝矶土的分散度对二次莫來石化