химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

же разрыхляется материал и увеличивается пористость.

Большое технологическое значение имеют скорость перерождения и степень разрыхления кварцитов в процессе обжига. Цементные кварциты характеризуются большей скоростью перерождения, чем кристаллические, при этом, чем больше в них цемента, тем выше скорость перерождения.

Ниже приведена плотность кварцитов после обжига при 1450° С с выдержкой 1 ч в зависимости от скорости перерождения:

Быстроперерождающиеся.......... 2,40

Со средней скоростью перерождения..... 2,40—2,45

С замедленной скоростью перерождения .... 2,45—2,50

Me дленноперерож дающиеся......... 2,50

Кварциты со средней, замедленной и медленной скоростями перерождения, удовлетворяющие всем другим требованиям, являются основным сырьем для изготовления первосортного динаса. Быстроперерождающиеся кварциты, имеющие повышенную пористость, можно использовать лишь в тонких фракциях.

139

Характеристика важнейших видов кварцевого сырья для произвол

Химический

Кварциты SiOa auo, Fe2Oj СаО

Овручевские Первоуральские Анджеро-суд-женские . . Антоновские 98,20 97,00—99,80 96,02—99,15 95,11—96,90 0,46 0,17—2,62 0,46—1,93 0,46—2,06 0,50 Сл. 0,51 0,13—1,43 0,58—1,64 0,34 0,06—0,50 0,42—0,94 0,42—1,56

Разрыхление при обжиге до 1600° С у кристаллических кварцитов наблюдается в большей степени, чем у цементных.

Кристалические кварциты мозаичной и гранобласто-вой структур с крупными зернами разрыхляются при обжиге сильнее, чем кварциты других структур. Чем больше кварциты разрыхляются при обжиге, тем значительнее увеличивается пористость динаса и ухудшается его качество.

Главнейшие месторождения кварцитов. Запасы квар-цитового сырья в СССР для производства динаса практически неограниченны.

Для производства динаса используют различные виды кварцевого сырья. Главными из них являются: 1) древние кристаллические кварциты Урала и Украины; 2) третичные кварциты и песчаники Донбасса; 3) каменноугольные кварцевые роговики или микрокварциты Кузбасса.

Наиболее характерные свойства типичного кварцито-вого сырья приведены в табл. V.I.

Овручевские кварциты (Украина, докембрийский период) — очень плотные, розового цвета, излом местами раковистый. Зерна кварца неправильной формы с преобладающим размером 0,05—0,30 мм. Цемент — узкие полоски вторичного кварца вокруг зерен, изредка встречается мусковит.

Первоуральские кварциты (гора Караульная, Урал, девонский период) — очень плотные, светло- или темно-серые. Зерна кварца неправильной формы размером

140

Таблица V.1

ства динаса

состав, % к

MgO K,0+Na20 п.п.п. Водопогло-щение, % Кажущаяс плотность, г/см1 Плотность, г/см3

Сл. Сл. 0,17 0,34 0,10—0,33 0,40 0,02—0,20 0,20 0,10 2,63 2,64 2,66 2,65—2,66

0,34 Сл. — 0,08—0,34 0,18—1,46 0,62—1,15 2,57 2,65 2,66

0,05—0,30 мм и зазубренными краями. Они плотно прилегают друг к другу, имеют зубчатое сцепление. Цемента нет.

Анджеро-судженские кварциты (Сибирь, каменноугольный период) — светло-серого цвета, плотные, с раковистым изломом, представляют собой криптокристал-лическую массу, состоящую из волокон халцедона и зернышек кварца; в заметных количествах содержат глинистое вещество и вторичный кварц.

Антоновские кварциты (Украина, третичный период) — серого цвета, твердые, имеют блестящий излом. Зерна кварца угловатые и окатанные с преобладающим размером 0,1-—0,3 мм; 20—55% аморфного кремнеземистого цемента с вторичным кварцем и глинистым веществом; в небольшом количестве встречаются бурые оксиды железа.

Анджеро-судженские мнкрокварциты относятся к быстроперерождающимся, меньшую скорость перерождения имеют третичные песчаники Донбасса и кристаллические кварциты Урала и Украины.

§ 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ДИНАСА

Кремнезем известен в одной аморфной и семи основных кристаллических модификациях. Аморфной является кварцевое стекло; кристаллическими — ?-кварц, а-кварц, ?-тридимит, ?-тридимит, а-тридимит, ?-кристоба-лит, а-кристобалит.

141

На рис. V.1 показана схема превращения одних кри сталлических модификаций кремнезема в другие по Фен-неру. На оси абсцисс отложены температуры, а на оси ординат в произвольном масштабе — давление паров модификаций диоксида кремния.

В соответствии с основными положениями химической термодинамики принято считать, что чем выше парциальное давление, тем менее устойчиво вещество.

По положению линий видна относительная устойчивость модификаций. Так, если в данном интервале тем-

?-кристабалат

?-тридимит

117/ \373 163 267

!470\!675 1728

Рис. V.I. Диаграмма Феннера

1050 1610

ператур имеется несколько модификаций, то та из них, парциальное давление пара которой минимально, будет стабильной в этих условиях. Все другие модификации-с большей упругостью пара будут метастабильными.

?-Кварц — диоксид кремния Si02, в природе в основном находится в виде ?-кварца, который встречается в форме кварцевого песка, кварцитов, горного хрусталя, песчаников, примеси в глинах и каолинах и в виде составной части многих изверженных пород. При 573° С ?-кварц полностью и быстро переходит в ?-кварц и выше этой температуры не существует. При охлаждении ?-кварц полностью переходит обратно в ?-кварц.

u-Кварц в природе и в искусственных продуктах при обычных температурах не встречается; он существует в виде устойчивой модификации в интервале 573—870° С; выше этой температуры он переходит в ?-тридимит или остается в неустойчивой (метастабильной) модификации и состоит в ней вплоть до 1610° С, при которой плавится.

Чистый ?-кварц (при отсутствии минерализаторов) при 1300—1450°С (при средней температуре 1050°С переходит через промежуточный метакристобалит ?-кристобалит. В присутствии соответствующих минера

142

лизаторов ?-кварц переходит в сг-тридимит непосредственно в интервале 1200—1470° С; с большой скоростью этот переход происходит при температуре выше 1300° С.

?-Трндимит в природе не встречается, так как прн охлаждении он быстро и полностью переходит в ?-тридимит, а последний — в ?-тридимит. При температурах выше области его устойчивости, т. е. ~> 1470° С, а-триди-мит существует в неустойчивом состоянии вплоть до расплавления при 1675° С. В интервале 1470—1675° С а-три-димит медленно переходит в а-кристобалпт.

?-Тридимит является промежуточной модификацией, существующей в интервале 117—163° С.

?-Трпдимит, хотя и является неустойчивой модификацией, существует при обычных температурах в течение неограниченного времени.

?-Кристобалит устойчив в интервале 1470—1728°С и при 1728° С плавится. При температуре ниже 1470° С ?-кристобалит неустойчив вплоть до 267° С, когда он переходит в ?-кристобалит.

?-Кристобалит, хотя и является неустойчивой модификацией, подобно ?-тридимиту может существовать при обычных температурах неопределенно долго и встречается (редко) в природе. При нагревании в интервале 180—270° С ?-кристобалит быстро переходит в а-кристо-балит.

Расплавленный кремнезем может быть охлажден без перехода в кристаллическую фазу. В этом случае получается кварцевое стекло, или лешательерит. При нагревании кварцевого стекла до 1200°С оно легко кристаллизуется в форме кристобалита; при добавке ЫагО квар-

Та блица V.2

Свойства основных модификаций кремнезема (по Кайнарскому)

Модификация Кристаллическая форма Плотность, г/см3 Область устойчивости, °С

В-Кваои Гексагональная 2,65 <573

?-Кварц » 2,52 573—S70

8-Кристобалит Тетрагональная 2,34 <267

а-Кристобалит Кубическая 2,22 1470—1728

?-Тридимит Ромбическая 2,31 <Л17

?-Тридимит Гексагональная 2,29 117—163

а-Тридимит » 2,23 870—1470

143

250-270573

-то 1723 t°C

Рис. V.2. Диаграмма SiOj по Прянишникову.

состояния

цевое стекло можно закристаллизовать в форме тр димита.

Некоторые свойства модификаций кремнезема приведены в табл. V. 2.

В последнее время открыты новые модификации кременезема. При высокой температуре он диссоциирует на SiO и кислород, которые при понижении температуры

в особых условиях конденсации при отсутствии паров воды образуют новую модификацию S1O2 с плотностью 1,98. Особенностью этой модификации является волокнистая форма кристаллов.

Подвергая обычное кварцевое стекло высокому давлению (до сотен тысяч атмосфер) при одновременном воздействии на него высокой температуры, можно получить новую модификацию S1O2 — тяжелый кремнезем с плотностью 3,01. Известны и другие модификации Si02*.

Для технологии динаса эти новые модификации кремнезема роли не играют.

В случае чистого кремнезема (сумма примесей менее 0,01%) тридимит не является самостоятельной фазой, он образуется лишь в присутствии минерализаторов и содержит не менее 0,1% щелочных оксидов. В связи с этим в диаграмму Феннера были внесены соответствующие коррективы (рис. V.2).

Чистый ?-кварц при нагреве до 1400—1450° С пере ходит в аморфную фазу переменной плотности и дала в расплав, а также частично в кристобалит, образую щий при 1728°С расплав. Достаточно однородное стек ло получается лишь при 1850—1950° С. Точка кипенш кварцевого расплава условно принимается 2800°С (pSiOj = 102 кПа).

Новая диаграмма состояния кремнезема имеет значение при получении чистых кварцевых огнеупоров на основе кварцевого стекла, при производстве же динаса

* Некоторые исследователи считают, что SiO, имеет лвалпать две модификации, из них пять аморфны?. Двадцать

144

научной основой технологии служит диаграмма Феннера.

Важное значение для технологии динаса имеет скорость перехода одной модификации кремнезема в другую. Превращения высокотемпературных форм различных модификаций типа ?**? протекают с трудом и без добавки минерализаторов остаются незаметными, так как эти модификации существенно отличаются по своим свойствам и кристаллической структуре друг от друга. Переходы различных форм одной и той же модификации типа ?=^?^? протекают быстро, так как эти модификации по своим свойствам и кристаллической структуре близки друг другу.

Превращения а-кварц-н2-тридимит->а-кристоба-лит->расплав нео

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Технология огнеупоров" (3.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сроки подачи апелляционной жалобы по лишению родительских прав
распорка для цветов на подоконник
дифференциальный датчик давления 1786775
дорожная сетка 50 50

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.01.2017)