химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

производства высокоглиноземистых огнеупоров предварительно обогащают.

В обогащенном концентрате должно содержаться около 60% АЬ03. Сумма плавней СаО, MgO, Na20, К2О и Fe203 не должна превышать 2—3%. Трудность достижения такой высокой степени обогащения минералов силлиманитовой группы и служит основной причиной слабого развития производства из них высокоглиноземистых огнеупорных изделий, несмотря на значительные запасы этого сырья.

Месторождения кианита, не требующего обогащения, встречаются редко. Крупным месторождением наиболее чистого кианита в СССР является Чайнытское в Якутии. Месторождения Урала (Малокаслинское, Карта-линское, Карабашское, Златоустовское, Абрамовское и др.) не могут быть использованы без предварительного обогащения содержащих кианит пород. Более богаты кианитом породы Кейвского месторождения в Карелии. Месторождения андалузитов имеются в Казахстане, дис-тенсиллиманита — в УССР.

2. ГИДРАТЫ ГЛИНОЗЕМА

Гидраты глинозема: гидраргиллит, бемит диаспоп отвечают общей формуле ?1203·„?20 (табл Ж) Р

Состав и свойства гидратов глинозема

Таблица VII.3

Гидраты . глинозема

Формула

Теоретическое содержание А1аОа

Плотность, г/см3

Изменения прн нагревании

Гидраргиллит (гиббсит)

Бемит . . .

Y-Глинозем

Диаспор . ?-Глинозем

I ??,03·3?20 ?130„·?20

AIaO,

???-?,?

А12Оэ.

65,4 85,0

100,0

85,0 100,0

' 2,3—2,4 3,01

3,47

3,39 14,00

При 155° С nepeJ дпт в бемит

При 280° С в v-rj

нозем 1

При 1200° С пос-пенно в а-глии зем

При 450° С

а-глпнозем

Не изменяется '

248

В природе гидраргиллит, бемит и реже диаспор обыч^ но входят в состав горной породы — боксита. Бокситы залегают в смеси с засоряющими их минералами, к которым в первую очередь относятся оксиды и гидроксиды железа, каолинит, кварц, кальцит и др. Содержание в бокситах Fe203 обычно более 5—10%, что редко позволяет использовать их для производства высокоглиноземистых огнеупоров. Кроме того, бокситы имеют непостоянный химико-минералогический состав и при обжиге дают большую огневую усадку.

Практическое значение для огнеупорной промышленности имеют диаспоровые породы, которые в некоторых случаях образуют большие залежи. Крупное Акташское месторождение диаспора находится в Казахстане, его диаспоровая порода содержит до 60% А1203. Совместно с диаспорой в породе находятся каолинит, пирофиллит и кварц в разных соотношениях, в связи с чем ее необходимо обогащать. После обогащения получается концентрат примерно следующего химического состава (на прокаленное вещество) :70—72% А12О3,<20% Si02, 3— 3,5% плавней; огнеупорность 1850—1880° С.

Бокситами называют осадочные горные породы, состоящие в основном из гидратов глинозема и оксидов железа. В огнеупорной промышленности вследствие большого содержания оксидов железа (до 20%) бокситы не применяются. Имеются разновидности бокситов с содержанием оксидов железа до 5% —маложелезистые бокситы, их применение на шамот может быть рекомендовано.

3. ТЕХНИЧЕСКИЙ ГЛИНОЗЕМ

Технический глинозем производят в большом количестве в основном для получения алюминия путем прокаливания искусственного гидрата глинозема А1203-ЗН20. Технический глинозем представляет собой тонкодисперсный порошок белого цвета и имеет примерно следующий химический состав (на прокаленное вещество): 99,0-99,8% А1203; 0,1—0,25% Si02; 0,30—0,50% Na20. и 0,05—0,1% прочих оксидов. Огнеупорность глинозема приведенного состава около 2000° С.

В минералогическом отношении технический глинозем представляет собой у-глинозем, находящийся в стадии перехода в ?-глинозем. При 1200° С ?-глинозем мо-

249

нотр'опно переходит в устойчивую ?-форму. Плотност" технического глинозема (преимущественно у-А1203) 3,47; плотность а-А1203 4,0; уменьшение объема при переход V-AI2O3 в а-А1203 составляет 14,3%.

Особенность строения технического глинозема, полученного прокаливанием искусственного гидрата глино зема, заключается в том, что он представляет собой по ристые сферолиты ?-глинозема диаметром от 20 до 70 мкм. Такое строение затрудняет спекание и получение из товарного глинозема плотных изделий, поэтому технический глинозем обычно измельчают до крупности частиц ниже 3 мкм.

Технический глинозем используется в качестве основного сырья при производстве корундовых и муллито-корундовых изделий. При производстве домуллитовых огнеупоров его применяют в качестве добавки к природным сырьевым материалам для доведения содержания глинозема до требуемого уровня.

4. ЭЛЕКТРОКОРУНД

Электрокорунд получают плавлением технического глинозема (или боксита) в электропечах при 2000— 2400° С. Получают или белый электрокорунд с содержанием 99% А1203, или нормальный электрокорунд с содержанием 97—98% А1203 — монокорунд. При плавлении объем увеличивается на ~20%.

Корунд в основном используется как абразивный материал, его зерновой состав обозначается номерами. В производстве огнеупоров корунд не измельчают и употребляют в виде зерна № 100 (1,6—2,0 мм) или в виде тонкой фракции № 4 (0,040—0,050 мм).

Корунд отличается значительной устойчивостью к действию как кислых, так и основных шлаков, металла и стекла, восстановительных и окислительных реагентов. Твердость корунда 9, плотность в форме сх-А1203 колеблется от 3,95 до 4,01 г/см3. Предел прочности при сжатии чистого корунда при плотности 3,75— 3,85 г/см3 составляет 1000—1500 МПа. Электрокорунд используют как компонент шихты и, в частности, в связке муллитокорундовых изделий.

§ 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

В основе технологии лежит диаграмма состояния системы А1203—Si02 (см. рис. VI.3). В правой части диаграммы, соответствующей области высокоглиноземистых огнеупоров, находятся три кристаллические фазы: муллит, с содержанием 72% А1203, твердый раствор муллита с корундом с содержанием А1203 от 72% до 78% и корунд.

Эвтектика между твердым раствором муллита с корундом и корундом имеет температуру 1850° С. Следовательно, при повышении содержания А1203 от 72 до 78% температура плавления снижается с 1910 до 1850° С, при повышении содержания А1203 до 100% температура плавления повышается до 2050° С.

Оксид алюминия известен в основном в трех формах: ?, ? и ? (известны еще и другие формы).

а-А1203 — корунд — кристаллизуется в гексагональной системе. Температура плавления находится в пределах 2015—2050° С, точка кипения 2980+60° С. По своей химической природе А1203 относится к амфотер-ным оксидам. Плотность корунда ~3,99 г/см3.

?-?1203 кристаллизуется в кубической системе, имеет плотность 3,6 г/см3 и при 1200° С переходит в а-А1203 со значительным уменьшением объема, на 17% (объемн.).

?-?1203, или щелочной глинозем, представляет собой соединения глинозема со щелочными или щелочноземельными оксидами состава: Na20(ll—12)А1203; К20 (11—12)А1203; Са0-6А1203; Ва0-6А1203.

Отличительной особенностью спеченного (плавленого) глинозема является высокая механическая прочность при обычных температурах, сохраняющаяся при высоких температурах вплоть до температуры, равной 0,8—0,9 температуры плавления, т. е. 2000° С. Предельная температура длительного применения составляет 1950° С.

Домуллитовые огнеупоры изготовляют из силикатов глинозема, муллитовые и муллитокорундовые — из гидратов глинозема, а корундовые — из технического глинозема и электрокорунда. Технология производства во многом определяется свойствами сырья.

251

Для перевода кремнезема, образующегося при обжиге силикатов глинозема в муллит, добавляют технический глинозем. В качестве связующего компонента шихты при производстве высокоглиноземистых изделий часто вводят огнеупорную глину. Муллит, образующийся в реакциях с техническим глиноземом, называют вторичным. Реакции образования вторичного муллита идут с увеличением объема («разрыхление»), что ухудшает спекание. Огнеупорная глина-связка может быть заменена органическими пластическими массами, что не только ликвидирует разрыхление, но и повышает содержание глинозема. Основные трудности при производстве высокоглиноземистых изделий связаны с большой усадкой технического глинозема при обжиге в результате перехода ?-глинозема в а, слабой спекае-мостью ?-глинозема и получением заданной структуры изделий.

Чтобы уменьшить усадку при обжиге изделий, применяют шамотную схему технологии, т. е. часть материала предварительно обжигают «на шамот». Для того чтобы технический глинозем лучше спекался, его измельчают в шаровой мельнице периодического действия мокрым способом в течение 20—30 ч до получения зерен размером менее 5 мкм, при этом намол железа составляет 1—2%. Железо отмывают в горячей НС1; одновременно с железом растворяются и примеси Na20, Fe203, СаО и др. Раствор сливают в суспензию, отмывают от соляной кислоты декантацией. Так как декантация идет медленно, то чаще применяют сухой помол в трубных периодических или вибромельницах. В этом случае намол железа также неизбежен, но он меньше, чем при мокром помоле, и железо отделяется в этом случае магнитной сепарацией.

Для улучшения спекания технического глинозема вводят добавки: ТЮ2, A1F3 и др. Заслуживает внимания технология спекания технического глинозема без его предварительного измельчения (полностью или частично схема Днепропетровского металлургического института). В этом случае в шихту вводят Na20. При обжиге Na20 дает расплав при ~ 1000° С. Расплав впитывается капиллярами в сферолит технологического глинозема. В восстановительной среде Na+ меняет свою координацию по кислороду с 8 до б, в результате чего ион натрия становится более активным и способным

252

давать соединения типа шпинели Na20-nAl203. Так образуется ?-?]203, а содержание Na+ в расплаве резко снижается, ?-глинозем сравнительно легко спекается, а при температуре выше 1700° С он разлагается, и Na20 испаряется. В окислительной среде и с измельченным техническим глиноземом эти процессы не проходят.

Структура а-А1203 зависит от его «тепловой истории» получения. Кристаллы корунда в зависимости от времени и температуры от изометрической формы переходят к призматической и, наконец, к пластинчатой («табулярный

страница 48
< 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
fissler protect steelux premium
эхолоты для рыбалки с лодки отзывы и цены спб
вентиль трехходовой str 42-27 с электроприводом aqm 2000-1r
мебельные ручки купить в красноярске

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
(08.12.2016)