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,因而SiO2、Al2O3和Fe2O3 在白云石中是不可避免的,有時還含有Mn3O4。上述雜質氧化物均為易熔成分,高純度重鈣粉少量存在能促進白云石的燒結,提高白云石砂的抗水化能力。但雜質的存在對白云石質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,遼寧重鈣粉它們能與Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列礦物:鐵鋁酸四鈣(C4AF,熔點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2130℃)和硅酸三鈣(C3S,1900℃分解)。
耐火原材料白云石砂與環(huán)境中的水作用而喪失強度甚至粉化,即是白云石砂的水化。水化程度一般用水化增重率表示。白云石砂的抗水化能力對白云石質耐火制品的生產、保存及使用都很重要。提高白云石砂及鎂質白云石砂抗水化能力的主要方法有:高純白云石砂的抗水化能力主要取決于它的煅燒溫度。煅燒溫度提高,方鎂石和方鈣石晶體尺寸增大,使抗水化能力提高;同樣的關系也表現在熟料氣孔率對抗水化能力的影響上,氣孔少的熟料抗水化能力提高。因而凡是提高白云石砂致密度的措施對其抗水化能力的提高都是有益的。
生產白云石砂的原料有三類:鎂質原料:菱鎂礦(或浮選鎂精礦)、海水氫氧化鎂、水鎂石;鈣質原料:消石灰Ca(OH)2;鎂鈣質原料:白云石、鎂白云石。二、工藝過程,根據對鎂白云石砂的質量要求,可采取不同的原料組合,其生產工藝過程也有區(qū)別。一步和二步煅燒工藝都可用于生產鎂白云石砂,普通鎂白云石砂主要用于制造普通鎂白云石磚,多用一步法生產;二步煅燒得到的鎂白云石砂純度高、密度大,用它制成的耐火磚高溫機械強度也高。常見的工藝過程有:用雜質(SiO2+Al2O3+Fe2O3)小于1%的特級菱鎂礦和特級白云石分別輕燒、細磨,經配料、混合、消化(水化)、困料、混練、壓坯,燒成得到鎂白云砂。
體積密度是鎂白云石砂的重要質量指標,它反映出熟料的燒結程度,并直接影響到熟料的抗水化性能(粉化率)。以鎂精礦輕燒粉與消石灰配合生產鎂白云石砂時,混合料的混磨細度對熟料體積密度的影響以及體積密度與粉化率的合成鎂白云石砂的燒成溫度與所用原料、原料中雜質含量、燒成設備有關。一般燒成溫度為1650℃左右,燒成溫度愈高,熟料的密度增大(在燒結溫度范圍內)、強度愈高保溫時間對鎂白云石砂致密度的影響也十分明顯。