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合成堇青石应用最为广泛的3种原材 料


来源:找耐火材 料网

[导读]  采用天然矿物高温固相反应合成堇青石的原料有很多种 ,其中广泛使用的天然矿物原料有滑石、黏土、高岭土、煤矸石、红柱石、蓝晶石和硅线石等 ,本节将重点介绍本文所用的主要原料。

中国粉体网讯  采用天然矿物高温固相反应合成堇青石的原料有很多种 ,其中广泛使用的天然矿物原料有滑石、黏土、高岭土、煤矸石、红柱石、蓝晶石和硅线石等 ,本节将重点介绍本文所用的主要原料。


(1)滑石


滑石化学组成为3MgO·4SiO2·H2O ,晶体属三斜晶系层状结构的硅酸盐矿物。假六方片状单晶少见 ,一般为致密块状、叶片状、纤维状或放射状集合体。摩氏硬度为1 ,比重为2.6-2.8。有滑感 ,其绝热及绝缘性强。纯净的滑石矿很少 ,通常有其他矿物伴生 ,例如绿泥石、菱镁矿、透闪石、菱铁矿、白云石、石英、黄铁矿等。这些矿物改变了矿石的化学组成 ,使矿石带色。并在较小压力下可以变形 ,并能长久保持原状 ,同时比表面积大 ,颗粒上  带有负电性 ,因 此有很好的物理吸附性和表面化学活性 ,具有与其他阳离子交换的能力。



(2)粘土


黏土是由[SiO4]四面体和[AlO6]八面体结合形成的二维层状结构 ,层与层之间为弱的分子键 ,当有杂质取代Si(A1)和Al(Mg)时 ,其它的离子 ,如Ca ,可填充在层间 ,以维持电荷的平衡 ,这样的结构给予黏土矿物如下一系列的特征:(a)层间距离的可膨胀性:黏土矿物的层与层之间以弱的分子键相结合 ,Na-O、K-O键的结合力也远小于Si-O或Al-O的键强 ,水分子可以进入层间 ,并使层间距离有可变性 ,这一特性同样可为渗入的其它分子或离子所利用。(b)层间离子可交换性:层间弱键合的离子可被其它离子所取代 ,黏土矿物层间可取代离子的数量称为离子交换容量 ,显然 ,离子交换容量愈大 ,黏土层间距离可调节的范围也愈广。(c)吸附性:黏土矿物的颗粒一般比较细小 ,层与层之间有一定的空隙 ,因 此比表面积大 ,对其它物质有吸附性。(d)颗粒的纳米属性:黏土矿物片状单位构层的厚度约l-1.5μm ,单层片的厚度也在l0nm左右 ,因 此就有可能将它剥离分散成纳米级的薄片。



工业用黏土矿有高岭土、膨润土(主要组成为蒙脱石)、活性白土等。高岭土最早是在高岭村开采的 ,用来制造陶瓷。膨润土于1888年在美怀俄明州开始开采 ,活性白土是于1906年在美国得克萨斯州进行首次开采。


(3)蓝晶石


蓝晶石是岛状结构硅酸盐矿物 ,成分为Al2O3·SiO2 ,属于三斜晶系 ,与红柱石、硅线石成同质多象。在结晶片岩和片麻岩中出现 ,其知名产地有瑞士、奥地利。蓝晶石、红柱石、硅线石为硅线石系的三个同质异相体 ,理论组成均为62.93wt.%Al2O3和37.07wt.%SiO2。“三石”的共同特点是:呈针状、柱状 ,在组织结构上  有助于交织作用而使其强化 ,相变后生成A3S2 ,但仍保持原料形态;相变时体积变化较大.一般情况不利于耐急冷急热性 ,但可借助于它的膨胀应力来抵抗变形或收缩;相变前热膨胀系数为(4.5-5.5)×10-6/℃ ,对窑具的总体膨胀有一定的影响但无大害。


蓝晶石特点是具有很高的耐火性和体积稳定性 ,对酸碱甚至氢氟酸具有惰性 ,抗化学腐蚀 ,不溶于酸 ,机械强度在重负荷下抗高温、抗温度急变和抗渣性良好 ,耐火度大于1810℃ ,体积膨胀率约为16.18%。根据有关文献报道 ,蓝晶石颗粒越大 ,体积膨胀也越大 ,反之则越小 ,同时随着Al2O3含量增高 ,其膨胀率也增高。


(中国粉体网编辑整理/茜茜)


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