耐火材料的生产过程

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1、6/18/2021材料科学与工程学院2(1)原料制备:采选矿、煅烧、破粉碎成粉体，各种粒度的颗粒料等;(2)坯料制备（具备加工能力的粉料、颗粒料性质）;(3)配料（混料）;(4)成型（不定形耐火材料不需要成型）;(5)干燥;(6)烧成（不烧砖的烧成在使用时完成）.耐火材料的生产过程基本与陶瓷生产工艺相同,包括：6/18/2021材料科学与工程学院3一、耐火原料的选择耐火原料的选择从两个方面进行考虑：（1）化学观点：选择具有高熔点的单质或化合物；（2）矿物观点：选择具有高耐火度的矿物。a)元素角度选择门捷列夫元

2、素周期表上，从H到V78个元素中（稀土元素除外）熔点高于2000℃的有10个，只有碳（熔点3500℃，有的书中为3700±100℃）具有耐火材料生产的实际意义，其它元素的数量不大。第一节耐火材料的选择与加工6/18/2021材料科学与工程学院4b)二元化合物约有9200种二元化合物，约有1010种化合物是耐火的。氧化物中：酸性氧化物熔点最低：如SiO21713℃，TiO21825℃；中性氧化物次之：如Al2O32050℃，Cr2O32275℃；碱性氧化物熔点高：如MgO2800℃，CaO2570℃，BeO25

3、50℃，SrO2430℃.c)三元化合物约有148000种（除固熔体外），可用作耐火原料的约有2780种。如莫来石（3Al2O3·2SiO2）熔点为1870℃；镁铝尖晶石（Al2O3·MgO）熔点为2105℃；镁铬尖晶石（Cr2O3·MgO）熔点为2350℃。6/18/2021材料科学与工程学院5d)四元化合物估计可用作耐火原料的有400～600种，如：堇青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）。合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。why?除了考虑熔点外，还要看它

4、在自然界中存在的数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源广，成本低廉。在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃，可以用作耐火原料，但是太昂贵了。6/18/2021材料科学与工程学院6（一）采矿和选矿1、采矿考虑：储量丰富，可稳定的供应原矿，质量波动不大，杂质含量符合技术要求。综合利用（具有开采价值的要素：品位）2、选矿：机械、物理、化学等方法将所选目标矿物富集，并按矿物中各种矿物的物理性质选用合适的选矿方法。二、耐火原料的加工6/18/2021材料科学与工程学院73、

5、主要方法：重液法：利用矿物的密度差，在重液中进行分离；磁力法：利用不同矿物具有不同的磁导系数；浮选法：利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行（工业脂肪酸的混合物）化学法：利用一系列物理化学反应使矿物分离；电泳法(电渗选矿法)：利用悬浮液的质点(如黏土、高岭土)带有电荷,电流通过悬浮液时,带电的微粒向带有相反电荷的电极移动,并沉积在其表面上。6/18/2021材料科学与工程学院8例：菱镁矿选矿方法的介绍（1）重液选矿菱镁矿，破碎0～120mm（筛去0～8mm）分级60～120和8～60重液选矿悬浮液中（MgO45

6、～46%）问题:有15%的废矿原料不能回收处理。（2）浮选浮选剂（工业脂肪酸混合物）利用杂物和矿物对浮选剂的附着性与润湿性的差别矿石中MgO37～41%浮选45.5～46.5%6/18/2021材料科学与工程学院9（3）化学选矿通过化学作用将矿物中有关成分提取出来的选矿方法，分离出来的原料的纯度较高。a、氯化镁法：获得原料:b、氨化法：水解获得经轻烧(水解)6/18/2021材料科学与工程学院10c、碳酸氢盐法：小结：(1)化学法制备高纯;（2）可以调节组分间比例（在沉淀过程、共沉淀一些物质）。；获得原料：经

7、轻烧6/18/2021材料科学与工程学院111．目的：提高制品的性能①获得性能稳定的坯料；②改善制品成分，组织结构；③保证制品的体积稳定性；④保证外形尺寸的准确性2．矛盾区死烧制品性能稳定制品烧成困难轻烧活性稳定性差3．基本概念①活化轻烧：将物料充分细磨（采用高效粉磨技术），在较低温度下烧结熟料（轻烧）；轻烧目的：获得易烧的原料（缺陷多，活性高),轻烧温度选择具有非常重要性。（二）原料煅烧6/18/2021材料科学与工程学院12②死烧：物料达到完全烧结称为死烧。T=0.7Ts（Ts为主晶相氧化物的熔点）③轻烧

8、活化工艺：轻烧压球（压坯）死烧（亦称两步煅烧）二步煅烧的特点：优点：获得高纯、高密度的氧化物制品。缺点：工艺复杂、燃料消耗大。注意：对于杂质含量大于4%的可不采用二步煅烧工艺。④需热工设备：多层炉、沸腾炉、回转炉、竖炉等。6/18/2021材料科学与工程学院13三、原料的破粉碎1.目的：a、选矿时需要；b、成型时获得较高的堆积密度；c、烧结活性。2、常用机械粗碎：颚式破碎机；中碎：圆锥式破机细碎：球