Arcilla refractaria
La arcilla refractaria se refiere a la arcilla con un límite de resistencia al fuego superior a 1580°C. Según sus propiedades físicas y químicas, características del mineral y usos industriales, generalmente se divide en cuatro tipos: arcilla blanda, arcilla semiblanda, arcilla dura y arcilla con alto contenido de alúmina.
Los principales minerales comunes en la arcilla refractaria son diáspora, diáspora, gibbsita, arcilla perlada, caolinita, dikaiita, diáspora, piedra haloisita, illita, pirofilita y montmorillonita. La composición química de estos minerales principales se muestra en la Tabla 3-21-1; los minerales secundarios en la arcilla refractaria incluyen limonita, hematita, pirita, siderita, ilmenita, rutilo, anatasa, estacional, ópalo, calcedonia, turmalina, circón, granate, feldespato, anfíbol, piroxeno, esfena, calcita, dolomita, yeso, etc.
Las impurezas peligrosas en la arcilla refractaria incluyen principalmente óxidos de hierro, hidróxidos, sulfuros, carbonatos, sílice libre, carbonatos y sulfatos de calcio y magnesio, y sustancias de oxidación de manganeso, óxidos de potasio y sodio, carbono y materia orgánica. Además, el papel del óxido de titanio en las arcillas refractarias suele diferir según su contenido.
Tabla 3-21-1 Composición química de los principales minerales comunes en la arcilla refractaria
Tabla 3-21-2 Tipos industriales de minerales arcillosos refractarios
Nota: La arcilla con alto contenido de alúmina y la arcilla dura no son plásticas, mientras que la arcilla semiblanda y la arcilla blanda son plásticas.
La composición química de la arcilla refractaria es generalmente inestable, los componentes principales son Al2O3, SiO2, H2O, y los componentes menores son TiO2, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O, CO2, SO3 y. materia orgánica.
Dos. Tipos de minerales y requisitos industriales
1. Tipos industriales de minerales arcillosos refractarios
Ver Tabla 3-21-2.
2. Requisitos industriales
Los requisitos generales de calidad para la arcilla refractaria se muestran en la Tabla 3-21-3, y los requisitos generales para las condiciones técnicas de la minería de depósitos minerales se muestran en Tabla 3-21-4.
Tabla 3-21-3 Requisitos generales de calidad para arcillas refractarias
Tabla 3-21-4 Requisitos generales para condiciones técnicas mineras de yacimientos de arcilla refractaria
Alta evaluación Los indicadores de referencia de la arcilla refractaria de impurezas son los siguientes. La arcilla refractaria con alto contenido de impurezas se refiere a arcilla refractaria con alto contenido de álcali, alto contenido de titanio y alto contenido de hierro. Hay cuatro tipos comunes.
(1) Los indicadores industriales de arcilla con alto contenido de álcali y alto contenido de aluminio (que contienen K2O+Na2O > 1%) requieren K2O+Na2O < 2%, TiO < 4,5%, y se pueden usar para hacer bajos Productos de fundición y productos con alto contenido de aluminio. Al utilizar ladrillos, no se requiere temperatura de ablandamiento de la carga.
(2) Los indicadores de referencia de arcilla dura con alto contenido de álcali (que contiene K2O+NAO > 1%) se muestran en la Tabla 3-21-5.
Tabla 3-21-5 Indicadores industriales de referencia de arcilla dura altamente alcalina
(3) Arcilla refractaria con alto contenido de titanio (TiO 2 > 4,5%) Además de los requisitos generales, otros; Los indicadores industriales requieren TiO 2 con alto contenido de titanio y arcilla con alto contenido de alúmina < 15 %; para arcilla con alto contenido de titanio y alto contenido de alúmina, generalmente se requiere TiO 2 < 7,5 %.
(4) El requisito industrial para la arcilla refractaria con alto contenido de hierro (Fe2O3 > 3,5%) es Fe2O3 < 5%.
Tres. Descripción general de los recursos minerales
Mi país es rico en recursos de arcilla refractaria y es uno de los minerales ventajosos de mi país. Gama completa de tipos y variedades de minerales. En nuestro país existen más de 250 tipos de recursos minerales, distribuidos en la mayoría de provincias, ciudades y regiones autónomas. Entre ellos, Shandong, Shanxi, Hebei, Henan, Liaoning, Mongolia Interior, Jilin y Hubei están relativamente concentrados, con reservas probadas que representan el 76% del total del país. La arcilla con alto contenido de aluminio se distribuye principalmente en Shanxi, Henan y Guizhou. La arcilla dura se distribuye principalmente en Liaoning, Mongolia Interior, Hebei, Shandong, Henan, Hubei, Anhui y Sichuan. La arcilla blanda se distribuye principalmente en Heilongjiang, Jilin, Mongolia Interior, Shanxi, Henan y Guangdong.
Los minerales arcillosos refractarios se distribuyen principalmente en cuencas de almacenamiento de carbón, que son muy propicias para el desarrollo. En la actualidad, los principales recursos minerales son: Yangquan, Xiaoyi, Shanxi, Gongxian, Xin'an, Tangshan, Shahe, Zibo, Xiuwen, Guizhou, Zhungar, Mongolia Interior, Fuxian, Liaoning, Shulan, Mudanjiang, Heilongjiang, Huaibei, Anhui, Enshi, Hubei Yicheng, Shaanxi Tongchuan y otros minerales arcillosos refractarios.
Los depósitos de arcilla refractaria se distribuyen mayoritariamente en los márgenes de tierras antiguas, y algunos depósitos se distribuyen sobre superficies de erosión antiguas. Aproximadamente el 80% de los sedimentos son de los períodos Carbonífero al Pérmico, 65.438+00% son del período Jurásico y el resto son de los períodos Terciario y Cuaternario.
Los minerales arcillosos refractarios están ampliamente distribuidos en la provincia de Henan, con grandes reservas y variedades completas. Son uno de los recursos minerales superiores de nuestra provincia. A fines de 1991, había 41 minas de arcilla refractaria con reservas probadas en la provincia. Entre ellos hay 5 grandes, 24 medianos y 12 pequeños. Las reservas probadas acumuladas son 294,332 millones de toneladas y las reservas retenidas son 279,489 millones de toneladas, solo superadas por la provincia de Shanxi entre todas las provincias, municipios y regiones autónomas del país.
Los minerales arcillosos refractarios de la provincia de Henan se distribuyen en 15 condados (ciudades) en seis ciudades (Jiaozuo, Zhengzhou, Luoyang, Sanmenxia, Pingdingshan y Xuchang) en el oeste de Henan, el norte de Henan y el centro de Henan. Entre ellas, Zhengzhou tiene las reservas más abundantes, con un total de 114.196.000 toneladas de mineral en 9 zonas mineras de todo el país, lo que representa el 40,86% de las reservas totales de la provincia. En segundo lugar, la ciudad de Luoyang tiene 8 depósitos minerales con una reserva de 76.779 millones de toneladas, lo que representa el 27,47% de las reservas totales de la provincia. Le sigue la ciudad de Jiaozuo, con 14 zonas mineras y una reserva de mineral de 42.999 millones de toneladas, lo que representa el 15,38% del total de la provincia. Bajando están Sanmenxia, Pingdingshan y Xuchang. El número de depósitos minerales es 5, 3 y 2 respectivamente, y las reservas de mineral son 20,065 millones de toneladas, 6,5438+09,577 millones de toneladas y 5,873 millones de toneladas.
Desde la perspectiva del nivel de exploración geológica, 23 de los 41 yacimientos minerales han sido explorados en detalle, con reservas de 85.803 millones de toneladas, que representan el 30,70% de las reservas totales, después de la exploración preliminar, se han explorado 8 yacimientos; reservas de 157.069 millones de toneladas que representan el 56,20% de las reservas totales; después de una investigación detallada, hay 8 reservas de 30.744 millones de toneladas, que representan el 11,00% de las reservas totales. Sólo hay dos localidades bajo investigación preliminar, con reservas de 5.873 millones de toneladas, lo que representa sólo el 2,10% de las reservas totales. Los datos anteriores muestran que existen 31 áreas de minerales arcillosos que han alcanzado el nivel de investigación detallada e investigación preliminar, y las reservas de mineral representan el 86,90% del total. El grado de exploración geológica de minerales arcillosos refractarios es relativamente alto.
Desde la perspectiva de la combinación de minerales, solo existen 7 depósitos únicos de arcilla refractaria, con reservas de 2,0152 millones de toneladas, lo que representa el 7,21% de las reservas totales. El principal mineral es la arcilla refractaria, existiendo 12 yacimientos conviviendo con otros minerales. Las reservas de minerales arcillosos refractarios son de 129.139.000 t, lo que representa el 46,21% de las reservas totales. Existen 22 yacimientos de arcilla que conviven con bauxita, hematita, pirita y otros minerales, con reservas de 130.198 millones de toneladas, lo que representa el 46,58% de las reservas totales. Los minerales arcillosos refractarios se producen menos en forma de un solo mineral.
Desde la perspectiva del origen de los depósitos minerales, los tipos de depósitos de arcilla refractaria son muy simples y todos pertenecen a tipos de depósitos sedimentarios químicos y bioquímicos. Los estratos que contienen minerales son principalmente la Formación Benxi del Carbonífero Medio, que es un conjunto de rocas arcillosas ricas en aluminio y hierro depositadas en las superficies de denudación y meteorización del Ordovícico o Cámbrico. Las reservas de minerales arcillosos refractarios en esta capa representan más del 90% de las reservas totales, y minerales como la bauxita, la hematita y la pirita suelen estar asociados a ellas. Otra formación que contiene minerales es la Formación Shihezi Superior del Sistema Pérmico. En la actualidad, sólo las zonas mineras individuales tienen reservas probadas.
Según los tipos de minerales, existen tres tipos: minerales arcillosos ricos en aluminio, minerales arcillosos duros y minerales arcillosos blandos. Entre ellos, los minerales arcillosos duros tienen las mayores reservas, con reservas de 6,5438+0,425 millones de toneladas, lo que representa el 50,99% de las reservas totales. Le siguen los minerales arcillosos con alto contenido de alúmina, con reservas de 1.173,25 millones de toneladas, lo que representa el 41,98% de las reservas totales. Los minerales arcillosos blandos son los menos importantes, con sólo 654,38+09.664 millones de toneladas, lo que representa sólo el 7,04% de las reservas totales. El componente principal de los minerales arcillosos blandos y duros es la caolinita, mientras que el componente principal de los minerales arcillosos con alto contenido de alúmina es la diáspora. Su contenido de Al2O3 es mayor que el primero, por lo que su refractariedad también es la más alta.
Desde la perspectiva de la ley del mineral, los grados I y II representan la mayoría, y los minerales por encima del grado II y que contienen grado II representan el 81,47% del total. Entre ellos, se encuentran 13,294 millones de toneladas de minerales arcillosos duros, que representan el 4,76% del total de minerales arcillosos; 59,344 millones de toneladas de productos de grado I, que representan 265,438+0,23% del total, 65,295 millones de toneladas de productos de grado II; el 23,36% del total; 65.295 millones de toneladas de productos grado II, que representan el 23,36% del total; el producto fue de 2.875 millones de toneladas, representando sólo el 65.438+0,03% del total; Había 2,837 millones de toneladas de mineral arcilloso con alto contenido de alúmina, que representaban el 65,438±0,02% del total; 67,875 millones de toneladas de productos de grado II, que representaban el 24,28% del total; 42,767 millones de toneladas de productos de grado III, que representaban 65,438+; 05,3% del total. Hay 12.996 millones de toneladas de minerales arcillosos blandos de grado I, que representan el 4,65% del total; 6.068 millones de toneladas de productos de grado II, que representan sólo el 2,17% del total; el total. Además, existen algunas leyes desconocidas en minerales arcillosos duros y con alto contenido de alúmina.
Según el método de extracción del yacimiento, existen 110.857 toneladas de minerales aptos para minería a cielo abierto, lo que representa el 39,66% del total de 703,81 millones de toneladas de minerales a extraer bajo tierra, lo que representa 25,18; % de las reservas totales; 641,97 toneladas de minerales que pueden extraerse para minería mixta millones de toneladas, lo que representa el 22,97%. Además, todavía quedan 34.054 millones de toneladas de mineral cuyos métodos de extracción se desconocen, lo que representa el 65.438+02,18% de las reservas totales.
El desarrollo y utilización de minas de arcilla refractaria en la provincia de Henan comenzaron ya en la década de 1950. A finales de 1991 se habían extraído en total 148,43 millones de toneladas de piedra. De los 41 yacimientos minerales de la provincia, 13 están actualmente en explotación, con reservas de 114,348 millones de toneladas; 1 ha sido discontinuado, con reservas de 910.000 toneladas, 1 ha sido cerrado después de la extracción de mineral, 26 están sin explotar, con reservas de 16423,38+; 00000 toneladas, y están sin explotar. Entre los 26 depósitos minerales, 11 se recomiendan para su utilización en un futuro próximo, con reservas de 601.710.000 toneladas, 4 están disponibles para exploración y minería, con reservas de 59.822.438+0 millones de toneladas, 11 son dignas de explotación adicional; obra, con reservas existentes de 44.239.000 toneladas.
Jiaozuo es la primera ciudad de la provincia de Henan en desarrollar y utilizar minerales arcillosos refractarios. Se han desarrollado y utilizado ocho de los 14 depósitos minerales de la ciudad, con un total de 9.557 millones de toneladas de piedra extraídas a lo largo de los años, lo que representa el 64,4% del total de piedra extraída en la provincia. Las principales unidades mineras incluyen la mina de arcilla WISCO Jiaozuo, la mina de arcilla Anyangpo de la ciudad de Jiaozuo, la mina de arcilla Xizhangzhuang de la ciudad de Jiaozuo y la mina de arcilla Shangliuzhuang de la ciudad de Jiaozuo. Seguido por el área minera de Zhuangtou en el condado de Dengfeng. La mina de arcilla Dengfeng extrajo 3.161 millones de toneladas de piedra, lo que representa el 21,3% del total de piedra extraída en la provincia. Seguido por el área minera de Shecun en la ciudad de Gongyi. La mina de arcilla Gongyi extrajo 6,5438+343.000 toneladas de piedra, lo que representa el 9,0% del total de piedra extraída en la provincia. Además, también hay una pequeña cantidad de minería en Zhangyaoyuan y Yushan en el condado de Xin'an, Qiligou en la ciudad de Sanmenxia y Dujiagou en el condado de Shaanxi. El mineral de arcilla refractaria de Henan tiene grandes reservas, buena calidad, fácil extracción y transporte conveniente. Es una importante base de producción de material refractario en mi país.
IV. Principales usos de la arcilla refractaria
La arcilla refractaria se suele utilizar como materia prima para materiales refractarios en la industria, y generalmente se utiliza para materiales refractarios arcillosos y refractarios con alto contenido de aluminio. materiales. Se utiliza principalmente en metalurgia, maquinaria y otros sectores, seguido de industria ligera, materiales de construcción, industria química, defensa nacional y otros sectores.
Indicadores técnicos industriales de productos verbales (abreviatura de verbo)
(1) Requisitos técnicos de la norma "Condiciones técnicas para el clinker de arcilla dura" (YB2211-82) emitida por el Ministerio de Metalurgia. Esta norma se aplica a productos de clinker de arcilla dura para materiales refractarios.
Los productos se dividen en los siguientes grados según sus indicadores físicos y químicos, listados en la Tabla 3-21-6.
Tabla 3-21-6 Indicadores físicos y químicos del producto
(1) El producto calcinado en contacto con carbón pasa por un tamiz estándar de 5 mm, y no más del 5%. se descarga en hornos rotatorios y hornos de combustión externa. Los productos pasan por el tamiz estándar de 5 mm y el material descargado no supera el 8%.
(2) Contenido de impurezas en los productos: no más del 3% para productos de alta calidad y no más del 4% para otros grados.
(3) No se deben mezclar con el producto piedra caliza, loess y otras inclusiones extrañas, como alto contenido de calcio y hierro.
(2) Los requisitos técnicos de la "Norma técnica para clinker con alto contenido de aluminio" (YB2212-82) son aplicables a productos de clinker con alto contenido de aluminio para materiales refractarios.
(1) Los productos se dividen en los siguientes grados según sus indicadores físicos y químicos, como se muestra en la Tabla 3-21-7.
Tabla 3-21-7 Indicadores físicos y químicos de productos de clinker con alto contenido de aluminio
(2) Los productos calcinados en contacto con carbón deben pasar a través de un tamiz estándar de 10 mm y la descarga no debe exceder el 10%. Los productos calcinados en hornos rotatorios y hornos de cocción externa pasan por el tamiz estándar de 5 mm y la descarga no supera el 10%.
(3) El contenido de impurezas en el producto no deberá exceder el 4%.
(4) En un mismo grado no se permite más del 10% de productos mezclados adyacentes.
(5) No se deben mezclar con el producto piedra caliza, loess y otras inclusiones extrañas, como alto contenido de calcio y hierro.
(3) Los indicadores físicos y químicos de la arcilla blanda y semiblanda se muestran en la Tabla 3-21-8 (Yb 2213-78-78).
Tabla 3-21-8 Indicadores físicos y químicos de productos de arcilla blanda y semiblanda
(4) La clasificación estándar de la arcilla con alto contenido de alúmina se muestra en la Tabla 3-21- 9.
Tabla 3-21-9 Clasificación estándar de arcillas con alto contenido de alúmina
(5) Requisitos de calidad para las arcillas refractarias utilizadas como materia prima cerámica.
① La calidad de las materias primas es uniforme; ② Fe2O3 es inferior al 0,5%; ③ Tiene una plasticidad adecuada (4) El color es blanco puro después de la cocción y no se deforma cuando se moldea y se seca; , se encoge uniformemente y no tiene grietas.
No existen normas sobre requisitos de calidad para otros usos, pero se pueden consultar los requisitos de calidad para los usos principales.