химический каталог




Технология огнеупоров

Автор К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин

идов неоднороден: 18-62% Сг203; 10—20% FeO; 6—16% MgO: 0— 33% А1208; 2-3% Fe203. Кроме того, в виде изоморфных примесей в них иногда присутствуют <2% ТЮ2; ^0,2% V203; <1,0% МпО; ^0,1% ???; <0,01% СоО. и Хромитовые руды подразделяют на следующие- группы в зависимости от содержания Сг203, %: 1) <40, 2) 40—45, 3) 45—50, 4) >50. Твердость хромитовых руд 5,5—7,5, плотность 4—4,8 г/см3. Цвет черный, блеск металлический, черта бурая, сингония кубическая. Хром-•шпинелиды встречаются почти исключительно в магматических ультраосновных породах в виде вкраплений и сплошных скоплений.

Температура плавления минерала хромита 2180° С. Примеси в хромитовых рудах: змеевик (гидросиликат магния), оливин, хромсодержащие хлориты и др.— снижают огнеупорность руды (рис. X. 1). Другая, еще более вредная примесь —хлорит, или гидроалюмосиликат магния,— присутствует часто вместе со змеевиком.

Чистый хромит при нагревании не претерпевает каких-либо существенных изменений и сохраняет почти полное постоянство объема вплоть до 1700° С. При более высоких температурах он дает небольшую усадку.

Для производства огнеупоров пригодны руды с со-, держанием не ниже 33% Сг203. Руды с меньшим ее со-

309

держанием сильно загрязнены силикатами И для Производства огнеупоров непригодны.

Важнейшие месторождения хромитовых руд в СССР расположены на Урале и в Казахстане. Наиболее ценные из них: Донское (Кимперсайское) на восточном склоне южной части Урала и Сарановское месторождение на Западном Урале (табл. Х.1).

Из приведенных данных следует, что хромшпинелид-ная часть этих руд представляет собой хромпикотит. Не-

? а блица Х.1

Химический состав хромитов, %

Оксиды

Хромиты

кимперсайские

сараиовские

Si02 А1203

FeO+Fe2Oa

в пересчете на: Fe203 СаО • MgO Сг202

П. п. п.

4,32—9,14 9,18—15,98

12,42—16,56 0,24—1,64 11,08—18,42 48,36—55,19

1,24—3,70

4,48-14,59 15,49—21,66

10,40—19,33 0,84—2,01 14,73—13,48 34,32—39,75

1,56—2,58

рудная часть представлена смесью змеевика и хлорита (Mg, Fe)4,75Ali,25-[Si2,75Ali,25Oi0] (ОН)8 с преобладанием змеевика. Другие загрязняющие хромит примеси — это халцедон, гематит, карбонаты.

Руды названных месторождений существенно разл чаются по своим физическим свойствам и структуре природном состоянии. Сарановская руда имеет массив ную, каменистую структуру. Физическое состояние ким-персайских руд менее постоянно, здесь встречаются также порошковатые и рыхлые руды.

Для производства нормальных огнеупоров саранов-ский хромит должен содержать не менее 33% Сг203, не более 9% Si02 и 1,5% СаО; для производства сводовых изделий — не менее 36% Сг203 и не более 7% Si02, 1,3% СаО. Хромит должен быть в кусках размером около 100 мм.

Кимперсайский хромит по внешнему виду и химическому составу обычно делят на 4 группы. Первая группа— массивные плотные руды, содержащие 85—95% хром-шпинелида, с размером зерен (кристаллов) 0,5—2,0 мм. 310

В этих рудах содержится >49% Cr203, <6% Si02, 15% FeO + Fe203 (в пересчете на Fe203) и 0,1 —1,0% СаО. Вторая группа — вкрапленные плотные руды, содержащие 75—80% хромшпинелида, с размером зерен 0,5— 2,0 мм и содержанием 45—49% Сг2Оэ; 6—8% Si02; 0,1 — 1,0% СаО. Третья — рыхлые руды с содержанием 55— 75% хромшпинелида и размером зерен 2—3 мм. Такие руды содержат 35—45% Cr203, <15% Si02, <12% FeO + Fe203 (в пересчете на Fe203) и ^4% СаО. Четвертая группа — ожелезненный хромит, содержащий Сг20з и Si02 в весьма непостоянном количестве.

Для производства огнеупоров по общепринятым схемам пригодны только хромиты первой и второй групп.

Кимперсайская хромитовая руда, применяемая для изготовления хромомагнезитовых огнеупоров, должна содержать ^48% Сг203, ^7% Si02, ^15% FeO+ -f-Fe203 (в пересчете на Fe203) и ^1,3% СаО. Кимперсайские хромиты обогащают. Технологическая схема предусматривает двустадийное обогащение этих руд: в тяжелых суспензиях и отсадку, и концентрацию на столах. При таком способе обогащения хромитовый концентрат, предназначенный для огнеупорной промышленности, в среднем содержит 57% Сг203, 2% Si02 и 0,5% СаО.

Периклазошпинелидные изделия, полученные из обычных магнезитовых порошков и обогащенного кимперсай-ского хромита, обладают повышенными температурой начала деформации под нагрузкой (1630 против 1590° С) и термостойкостью (10 теплосмен против 7 у рядовых изделий). Для периклазошпинелидных изделий, полученных при соотношении тонкомолотого обогащенного хромита и магнезита 90:10, термостойкость повышается от 10 до 18 при среднем значении 14 теплосмен.

Периклазошпинелидные огнеупоры из обогащенного хромита по структуре близки к изделиям с прямой связью между кристаллами периклаза и шпинелей. Они содержат 7—8% силикатов вместо 11% у рядовых изделий.

§ 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

МАГНЕЗИАЛЬНОШПИНЕЛИДНЫХ ОГНЕУПОРОВ

При производстве хромомагнезитовых изделий магнезит взаимодействует с хромитом и неогнеупорные примеси, присутствующие в хромите, переходят в огнеупорные

311

соединения в результате реакций с избытком периклаз Змеевик 3MgO-2Si02-2H20 хромитовой руды при обжиге теряет воду при 650—700° С и разлагается при 1000—1100° С с образованием при 1350—1450° С мета-силиката — магния MgO-Si02— и ортосиликата — — форстерита 2MgO-Si02— с температурами плавления 1557 и 1890° С соответственно. Эти процессы отражает реакция 3MgO · 2Si02 · 2H20-^2MgO · Si02+MgO · Si02+ +2НЮ.

Дегидратация змеевика сопровождается его большим разрыхлением.

В присутствии оксида магния происходит реакция образования форстерита: MgO- Si02+MgO->-2MgO- Si02 Скорость этой реакции зависит от дисперсности реагиру ющих веществ, их структурных дефектов и температуры

Взаимодействие хромита с магнезитом приводит ? замещению в хромите закиси железа оксидом магния, по скольку MgO имеет более основной характер, чем FeO, в соответствии с реакцией

(Fe„, MgJ (Cr, А1)204 + MgO - (Fe„_,, Mgm+1) ? X (Cr,Al)A + FeO;

при этом объем уменьшается на 0,5%. Эта реакция пр 1450° С зависит от крупности реагирующих частиц:

Размер частиц, мм:

хромита .......... 0,1 1,5 0,1

спекшегося магнезита . ... 0,1 0,1 1,5 Относительное связывание оксида магния, %......... . 100 87 18

В системе MgO—Cr203 (рис. X. 2) обнаружено одно соединение — магнезиохромит MgO.-СггОз с температурой плавления ~2400° С, образующий твердые растворы с периклазом.

На связывание оксида магния очень сильно влияет величина частиц спекшегося магнезита. Получающаяся по реакции закись железа при нагреве ниже температуры

1380°С

инверсии оксидов железа FeO^Fe203 в окислительной среде переходит в оксидную форму, которая с оксидом магния образует магнезиоферрит MgO-Fe203.

Оксидное железо может реагировать также с форсте-> ритом, образуя метасиликат магния и магнезиоферрит: 2MgO-Si02+Fe203=MgO-Fe203. При избытке оксид магния — метасиликат — переходит в форстерит,

312

Если в хромите содержится только змеевик, то в результате приведенных выше реакций при достаточном содержании MgO в шихте весь исходный материал может быть переведен в высокоогнеупорные хромшпинели-ды и форстерит. Монтичеллит, присутствующий в магнезите в хромомагнезитовых массах, остается без изменения.

Хлорит прн взаимодействии с периклазом также образует форстерит и шпинелиды (MgO-•Fe203 и MgO-Al203). В табл. Х.2 приведены некоторые свойства- минералов, присутствующих в хромомагнезитовых изделиях.

Наиболее легкоплавкие точки в системах шпинель — силикаты, °С:

MgO-Fe203—2MgO-Si02 . 1670 " % (по массе)

MgO-Fe203—2CaO-Si02 . 1330

MgO.Al203_MgO.SiC, 1730 ^U-^oT * MgO-Al203—CaO-MgO-SiOi 1330 MgO-AI203—2CaO-Si02 . 1370

? а б л и ц а . Х.2

Свойства минералов, входящих в состав хромомагнезитовых изделий

? К ? ? - тура ия,

Минерал, формула едннй фицие: 10« Hi ? ° О мпера авлен

2, к S ? С о

Периклаз, MgO 14,1 11,3 2800

Благородная шпинель, MgO-Al203 8,6 39,7 2135

Шпинель, FeO-АЬОз 9,0 39,6 1440*

9,0 43,6 2330

Хромит, MgO-Cr203, FeO-CrjOa 8,5 44,8 2180

Магнезиоферрит, MgO-Cr203 12,8 44,4 1750*

Магнезит, FeO-Fe203 15,3 44,5 1538*

Форстерит, 2MgO-SiOj 11,9 — 1890

Монтичеллит, CaO-MgO-Si02 12,5 — 1498**

* Разлагается.

** Плавится инконгруэнтно (по Карякину).

313

Силикаты кальция оказывают наиболее вредное влия ние на огнеупорность изделий, поэтому диоксид кремни и оксид кальция для хромомагнезитовых изделий явля ются основными вредными примесями.

Получающийся при обжиге магнезитового порошка магнезиоферрит обладает сравнительно невысокой температурой плавления (разлагается при 1750°С), поэтому стремятся получить более высокоогнеупориые шпине-лиды.

Применение в качестве связки шпинелидов, отвеча ющих общим формулам Mg (?1?_?, Сгж)204; MgAl204 MgAlj.s Сг0,4О4; MgAlCr04; MgAl0,4 Cri)604; MgCr204, np некоторых условиях существенно повышает свойства ма гнезиальных изделий.

В системе MgO—Mg(Ali_K, Сгж)204 пористость снижается и прочность повышается, когда шпинелид синтезирован при минимально возможной температуре, но при условии полного протекания синтеза. Шпинелид низкотемпературного синтеза в количестве 5—10% образует твердый раствор с периклазом и активизирует рекристал-лизационное спекание. Избыток шпинелида препятствует спеканию и ухудшению свойства изделий.

Состав шпинелида при оптимальном его количестве гакже существенно влияет на свойства: изменение соста ва в направлении от магнезиальноглиноземистой шпине ли к магнезиохромиту снижает прочность и термостойкость. С точки зрения получения максимальной термостойкости хромит —· наиболее желательный компонент в смеси с магнезитом. Ни спеченный магнезит, ни хромит отдельно не термостойки. Их сочетание при высоких температурах создает микротрещиноватую структуру, так как магнезит дает усадку, а хромит не дает, что и обусловливает высокую термостойкость магнезитохромито-вых изделий.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И СВОЙСТВА МАГНЕЗИАЛЬНОШПИНЕЛИДНЫХ ОГНЕУПОРОВ

1. ПРОИЗВОДСТВО ОБОЖЖЕННЫХ ИЗДЕЛИИ

Кривые на рис. X. 3 показыва

страница 59
< 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
купить букет эквадорских роз
Компания Ренессанс лестница на второй этаж - продажа, доставка, монтаж.
кресло ch 360
контейнеры для хранение вещей на складе

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
(11.12.2016)