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    耐火材料原材料之红柱石

    编辑:耐火浇注料   时间:2020-04-23    浏览:   
    红柱石(andalusite)与蓝晶石属于同质异象的矿物,其化学式为Al2O3•SiO2,结构式为Al(6)Al(5)[SiO4]O 。理论组成(wt%)为Al2O3为62.93%,SiO2为37.07% 。属于斜方晶系 。矿物主要颜色为灰白色、红色或褐色 。硬度7.0~ 7.5,密度3.1~3.2g/cm3,在高温下,红柱石能够转化为莫来石和SiO2的混合物并且该过程不可逆 。


    (红柱石颗粒料)

    目前世界上已查明的红柱石储量约为1.75亿吨,矿物储量量较大的国家主要有南非、法国、俄罗斯和中国等,其 中南非是世界上最大的红柱石资源生产国和出口国,年产量约25万吨 。我国的红柱石总储量大约为0.67亿吨,矿床主 要分布在、、新疆、等地,具有远景储量大,分布不均衡的特点 。

    蓝晶石相似,红柱石在高温条件下会发生物相的转化,同时伴随有体积的变化,红柱石在高温下发生反应的化 学式如下:


    该反应过程成为红柱石的一次莫来石化反应,该过程伴随有3%~5%的体积膨胀 。一般认为,在1300~1350℃ 时,红柱石分解反应开始进行,在1450~1600℃范围内实现完全的转化,反应完全的产物中约含有83%的莫来石和1 7%的SiO2玻璃相 。为改善玻璃相给耐火材料的高温性能带来的不利影响,通常会在反应开始时向原料中加入一定量的氧化铝,与体系中富余的SiO2玻璃相发生反应,生成莫来石物相,该反应过程称为二次莫来石化反应,红柱石材料在该反应过程伴随有7%~8%的体积膨胀 。

    红柱石具有很高的耐火度,其耐火度最高可达1800℃以上,并且具有很好的抗热震性能,机械强度大,还具有 热传导率低,具有由粗到细不同颗粒天然的单晶结构等优良的基本性能,是制备耐火材料的优良原料 。以红柱石为原料的耐火材料制品具有气孔率低、热导率低、体积稳定性好、机械强度高、抗蠕变性能好,在抗热震,抗CO作用及抗化学侵蚀等方面也有着优异的表现 。在冶金行业的各个领域中有着广泛的应用 。
      
    以红柱石为原料生产制备的定型耐火材料如红柱石烧成砖,不烧砖在水泥回转窑、玻璃熔窑、陶瓷隧道窑、高 炉、均热炉、热风炉、钢包、盛钢桶等多种窑炉、窑具中被广泛应用 。国内外在相关方面的生产实践中有大量的应用 实例,英国和德国的研究结果表明,红柱石不烧砖在应用于鱼雷罐内衬材料时,使用寿命有着明显的提高 。并且红柱石耐火制品可不经烧制直接使用,性能与烧制产品没有明显的差异,可以节约大量的能源 。

    红柱石材料也可以用来制备不定型的耐火材料如浇注料捣打料铸砂等 。由于红柱石不定形耐火材料可以不经 烧制直接使用,能够节大量燃料 。红柱石在高温下体积会发生永久性膨胀,可以抵消不定形耐火材料的收缩,可以 大大延长耐火材料的使用寿命,缩短冶炼时间,降低生产成本 。
     

    此外,以红柱石为原料生产莫来石纤维,可以达到补强、增韧的效果;在纤维材料轻质隔热材料复合材料等方向,红柱石资源也有着广泛的、亟待开发的应用前景 。

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