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白云石粉按用途分為兩大類:冶金爐料用白云石、耐火材料用白云石,這兩大功用的白云石均以氧化鎂含量劃分牌號(hào)。冶金爐料用白云石按氧化鎂含量只設(shè)一個(gè)牌號(hào),即:LBYS19。耐火材料用白云石按氧化鎂含量分為五個(gè)牌號(hào),即:NBYS22、NBYS20、NBYS19、NBYS18、 NBYS16,其中 NBYS22、NBYS19 又分為 A、B 兩級(jí),NBYS20 分為 A、B、C 三級(jí)。在今天的這篇文章中,我們主要介紹耐火材料用白云石。耐火材料用白云石取自漢語拼音的“耐白云石”字首,后面的數(shù)字為氧化鎂的百分含量。
碳酸鈣工業(yè)作為非金屬礦工業(yè)的一個(gè)分支,在我國發(fā)展迅猛,白云石廠家已成為非金屬礦工業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國非礦協(xié)會(huì)碳酸鈣專委會(huì)統(tǒng)計(jì),目前我國碳酸鈣生產(chǎn)加工企業(yè)近千家,其中具有一定規(guī)模的重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)400余家,輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)320余家,其總生產(chǎn)能力約為700多萬噸左右(其中,重鈣為400萬噸左右,輕鈣為300萬噸左右)。從協(xié)會(huì)調(diào)查分析的150多家生產(chǎn)企業(yè)來看,年生產(chǎn)規(guī)模5萬噸以上的占4%左右,年生產(chǎn)規(guī)模2萬~5萬噸的占10%,年生產(chǎn)規(guī)模1萬~2萬噸的占26%,其他60%左右的企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小于1萬噸。我國碳酸鈣產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)雖然起步較晚,但發(fā)展很快,1992年重鈣產(chǎn)量?jī)H37萬噸,到2002年近520萬噸,年均遞增率32%左右。
白云石燒結(jié)的特點(diǎn)主要取決于煅燒溫度、時(shí)間和雜質(zhì)組成及含量。鄭州白玉白云石在1700?1800℃溫度下煅燒后,方鈣石、方鎂石晶粒尺寸長(zhǎng)大,使體積穩(wěn)定,密度提高,一般可達(dá)3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。為達(dá)到一定的體積密度,白玉價(jià)格可以采取提高煅燒溫度或者延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間的方法來實(shí)現(xiàn)。天然白云石煅燒過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等與CaO反應(yīng),形成一系列含鈣化合物,并隨溫度升高伴有液相產(chǎn)生,最終實(shí)現(xiàn)天然白云石在液相參與下的燒結(jié)。
白云石存在于結(jié)晶石灰?guī)r以及其它富含鎂的變質(zhì)巖中,部分產(chǎn)于熱液礦脈和碳酸鹽巖石的孔穴內(nèi),偶爾作為各種沉積巖的膠結(jié)物,為碳酸鹽巖中最常見的一種造巖礦物。臺(tái)灣白云石之造成系鎂質(zhì)交換石灰?guī)r之鈣質(zhì)而成,主要賦存于先第三紀(jì)大南澳片巖下部之結(jié)晶石灰?guī)r帶,呈凸鏡體、層狀或不規(guī)則礦囊。白云石的主要成分為碳酸鎂鈣,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之間。白云石在外觀上看來非常接近石灰石,事實(shí)上,在發(fā)現(xiàn)石灰石沉積物的地區(qū),也會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)白云石。大多數(shù)白云石的沉積物含有一定比例的石灰石。區(qū)別白云石的重要依據(jù)是巖石中白云石礦物質(zhì)的含量不少于50%。
白云石粉物原料是玻璃行業(yè)使用的重要原料之一,我國雖然是一個(gè)非金屬礦大國,某些品種的儲(chǔ)量和產(chǎn)量能居世界首位,但就目前已探明儲(chǔ)量分析,我國優(yōu)質(zhì)白云石資源相對(duì)不足且分布不均。根據(jù)有關(guān)部統(tǒng)計(jì)顯示,截至2003年底,22個(gè)省石灰?guī)r資源總量雖達(dá)3.3萬億噸,但探明儲(chǔ)量只有634。43億噸,基礎(chǔ)儲(chǔ)量358。54億噸。近兩年玻璃廠使用的白云石 出現(xiàn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)白云石礦越來越少,采購距離越來越遠(yuǎn)。
由于白云石粉中含有云母、石英、滑石、粘土及含鐵礦物等雜質(zhì),因而SiO2、Al2O3和Fe2O3 在白云石中是不可避免的,有時(shí)還含有Mn3O4。上述雜質(zhì)氧化物均為易熔成分,少量存在能促進(jìn)白云石的燒結(jié),提高白云石砂的抗水化能力。但雜質(zhì)的存在對(duì)白云石質(zhì)耐火材料使用性能的影響也是十分明顯的。白云石高溫下分解成CaO和MgO,它們能與Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列礦物:鐵鋁酸四鈣(C4AF,熔點(diǎn)1415℃)、鐵酸二鈣(C2F,1436℃分解)、 鋁酸三鈣(C3A,1545℃分解)以及硅酸二鈣(C2S,熔點(diǎn)2130℃)和硅酸三鈣(C3S,1900℃分解)。
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