¿Cuáles son las materias primas de los materiales refractarios? Las materias primas refractarias se refieren a los materiales necesarios para la producción de productos refractarios. Es la base para la producción de refractarios. Las materias primas refractarias son en su mayoría minerales naturales (como arcilla refractaria, bauxita, sílice, cromita, magnesita, dolomita, forsterita, circón, cianita, silimanita, andalucita, etc.). Las materias primas industriales y las materias primas sintéticas (como alúmina industrial, mullita sintética, fibras refractarias artificiales, bolas huecas refractarias artificiales, etc.) se utilizan cada vez más en la producción de materiales refractarios. La calidad y el coste de los productos refractarios dependen en gran medida de la correcta selección y el uso racional de las materias primas. Los materiales refractarios se pueden dividir en materiales refractarios ácidos, materiales refractarios alcalinos y materiales refractarios neutros según sus propiedades químicas. Según la fuente, se puede dividir en materias primas minerales naturales y materias primas sintéticas. La gente suele dividir las materias primas para la producción de materiales refractarios en materias primas principales y materias primas auxiliares. Las materias primas utilizadas para producir productos refractarios, ya sean materias primas minerales naturales o sintéticas, deben tener una resistencia al fuego suficientemente alta desde un punto de vista mineralógico y, desde un punto de vista técnico, deben poder cumplir con los requisitos básicos de la tecnología; perspectiva Parece que los productos fabricados con él deberían poder cumplir con los requisitos de rendimiento del producto, especialmente el rendimiento a alta temperatura. Generalmente, los materiales refractarios se dividen en materiales refractarios de aluminosilicato (sílice, arcilla, alto contenido de alúmina, etc.), materiales refractarios alcalinos, materiales refractarios aislantes y otros materiales refractarios. 1. Debido al efecto de volumen de las materias primas silíceas que varían con el tiempo, los ladrillos de sílice también se fabrican directamente con sílice. Sílice es el nombre general de las vetas, la cuarcita, el pedernal y la arenisca. El componente principal de la sílice es el dióxido de silicio y el resto son impurezas. Las materias primas de sílice utilizadas en materiales refractarios incluyen grava cristalina y sílice cementada. Cuadro 1 Clasificación y características de la sílice para materiales refractarios. Materias primas de arcilla La arcilla refractaria es la principal materia prima para la producción de materiales refractarios de aluminosilicato. Varias arcillas duras, arcillas blandas (semiblandas) y lutitas arcillosas con temperaturas refractarias superiores a 1580 °C se denominan colectivamente arcillas refractarias. La arcilla refractaria natural suele ser una mezcla de minerales arcillosos, compuesta principalmente por caolinita (Al_2O_32SiO_22H_2O), un silicato hidratado, mezclado con tiempo libre, pirita, rutilo y materia orgánica. La mayor parte de este mineral no único es una dispersión compuesta de partículas con un diámetro inferior a 1,2 μm. Según las diferentes condiciones de formación de la arcilla, se puede dividir en arcilla primaria y arcilla secundaria. La arcilla primaria se refiere a la arcilla formada por la erosión de la roca madre (como el feldespato) y que aún permanece en su lugar en la actualidad. La arcilla secundaria, también conocida como arcilla residual, es arcilla que se transfiere de la arcilla primaria a otros lugares y luego se deposita en condiciones dinámicas naturales. Tiene partículas pequeñas, gran dispersión y fuerte plasticidad. La arcilla refractaria utilizada en la industria refractaria se divide principalmente en las dos categorías siguientes. ① La arcilla dura se caracteriza por una estructura densa, alta dureza, partículas extremadamente finas, dificultad para dispersarse en agua y baja plasticidad. El aspecto de esta arcilla suele ser gris claro, blanquecino o gris. Las grietas en forma de concha, algunas de las cuales tienen una superficie grasosa, se erosionan y rompen fácilmente. (2) La arcilla blanda (semiblanda) suele ser terrones de suelo con tejido blando y buena plasticidad. El color de esta arcilla varía mucho debido al tipo y contenido de impurezas. Del gris, gris oscuro al negro; algunos son morados, rojos o blancos. Tres. Materias primas con alto contenido de aluminio (1) La bauxita es la principal materia prima para producir corindón marrón, y el clinker con alto contenido de aluminio con un contenido de Al2O3 del 88% al 90% es la principal materia prima para producir corindón subblanco. La alúmina es la materia prima para la producción de corindón blanco y corindón denso. La bauxita también se llama bauxita o bauxita. Los principales minerales son la diáspora (al2o3 · 3H2O) y la gibbsita (al2o3 · 3H2O). Las reservas de bauxita de China son extremadamente ricas: las áreas de producción van desde Shanxi, Hebei y Shandong al norte del río Amarillo, pasando por Henan y Guangxi en el medio y llegando a Guizhou y Yunnan en el suroeste. En la actualidad, las principales zonas productoras de clínker de bauxita son Shanxi, Henan y Guizhou. También se están desarrollando algunas pequeñas minas de carbón en Hunan. Los principales minerales de bauxita en mi país son la boehmita, la boehmita, la caolinita y la pirofilita, que se pueden dividir en tres tipos según su composición mineral: tipo boehmita-caolinita (DK); tipo boehmita-caolinita (BK); (PD). La más utilizada actualmente es la bauxita DK. Según su contenido de Al2O3, el clinker de bauxita DK se puede dividir en S, _, _A, _B, _, etc. (2) Corindón sinterizado y corindón fundido El corindón sintético se fabrica a partir de alúmina industrial o bauxita con alto contenido de alúmina como materia prima principal y se funde en un horno de arco eléctrico. Además, mediante sinterización se puede producir alúmina en forma de placa de corindón. Este método todavía utiliza polvo de alúmina industrial como materia prima principal y se produce mediante calcinación, molienda fina, peletización y cocción.
Este método de producción es técnicamente difícil, pero el producto tiene alta resistencia, fuerte resistencia a la corrosión y buena estabilidad al choque térmico. El llamado "corindón subblanco" es en realidad un corindón denso fundido con alto contenido de aluminio con un contenido de Al2O3 de más del 98% y una porosidad aparente de menos del 4%. Se fabrica a partir de bauxita mediante fusión eléctrica en atmósfera reductora y condiciones controladas. Los cristales de corindón son granulares, generalmente de 1 a 15 mm; las principales impurezas son rutilo, titanato de aluminio y sus soluciones sólidas. (3) Mullita La mullita es una materia prima refractaria con fase cristalina 3al2o3 2SiO2 como componente principal. La mullita se divide en mullita natural y mullita sintética. Hay muy pocas mullitas naturales y generalmente son sintéticas. La mullita es químicamente estable e insoluble en ácido fluorhídrico. Tiene buenas propiedades mecánicas y térmicas a altas temperaturas. Por lo tanto, la mullita sintética y sus productos tienen las ventajas de alta densidad, alta pureza, alta resistencia estructural a alta temperatura, baja tasa de fluencia a alta temperatura, pequeño coeficiente de expansión térmica, fuerte resistencia a la corrosión química y resistencia al choque térmico. (4) Mineral de silimanita Los minerales de silimanita incluyen cianita, andalucita y silimanita, comúnmente conocidas como las "tres piedras". Los tres tipos de piedras tienen la misma composición química pero diferentes estructuras cristalinas y son homogéneas. Cuando se calientan a altas temperaturas, se convierten en mullita, formando una pequeña cantidad de SiO2 fundido, acompañada de una expansión de volumen. Debido a la diferente dilatación térmica de los tres tipos de piedra, sus niveles de aprovechamiento directo también son diferentes. Debido al pequeño cambio de volumen de la andalucita, se utiliza directamente como materia prima, ya sea para fabricar ladrillos o como aditivo. A menudo se añaden silimanita y cianita a los ingredientes en forma de agentes de expansión, especialmente para materiales refractarios amorfos. Para fabricar ladrillos es necesario calcinar clinker, especialmente cianita. Cuatro. Materias primas refractarias alcalinas 4.1 Materias primas de magnesita (1) Magnesita En mi país existen dos tipos principales de magnesita: magnesita cristalina y magnesita amorfa. Los minerales de magnesita de China se distribuyen principalmente en las provincias de Liaoning y Shandong. La principal impureza de la magnesita es el talco, y algunas magnesitas tienen un mayor contenido de CaO, seguidas de la dolomita. La magnesita de mi país se puede dividir en cinco grados según su composición química: S, _, _, _. Sólo S e I se utilizan para calcinar magnesia para la fabricación de ladrillos. El óxido de magnesio de alta pureza se prepara mediante métodos de flotación y calcinación en dos pasos. Utilizando el óxido de magnesio de alta pureza preparado mediante este método como materia prima, se pueden desarrollar diversos productos refractarios de alto rendimiento. (2) Otros minerales que contienen magnesio Los principales componentes minerales de los productos de forsterita en materiales refractarios de magnesia son la forsterita (2MgOSiO2) y la periclasa (MgO). Este producto se caracteriza por una fuerte resistencia al óxido de hierro fundido y una mejor estabilidad al choque térmico que los ladrillos de magnesia comunes. Las principales materias primas para la elaboración de este producto son la peridotita y la serpentina. 4.2 Materia prima de dolomita La dolomita es una materia prima refractaria cuyos principales componentes son el carbonato de magnesio (MgCO3) y el carbonato de calcio (CaCO3). Su fórmula química es CaMg(CO3)2 o MgCO3CaCO3, y su composición teórica es CaO30,41%, MgO21,87%, CO247,72%.CaO/MgO=1,39, dureza 3,54. Las materias primas de dolomita de mi país son abundantes, están ampliamente distribuidas y tienen una pureza relativamente alta. La zona de Dashiqiao en Liaoning es rica en reservas. Las provincias de Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan y Hunan son ricas en recursos minerales. Los yacimientos minerales a menudo se asocian con piedra caliza y magnesita. 5. Materias primas para productos de circonio (1) Circón El circonio (ZrO2SiO2 o ZrSiO4) es la principal materia prima para la producción de productos de circonio y productos de circonio. El circón chino se produce en la provincia de Hainan. Se distribuye en la provincia de Guangdong, la región autónoma de Guangxi Zhuang, la provincia de Shandong, la provincia de Fujian y la provincia de Taiwán. La composición teórica del circón es ZrO 267,01% y sílice 32,99%. Suele contener trazas de óxidos de tierras raras como TiCfe. Debido a estos elementos, tiene distintos grados de radiactividad. Por lo tanto, se deben tomar las medidas de protección necesarias al utilizar esta materia prima para producir productos. La conductividad térmica del circón es muy baja, 3,72 W/(mK) a 201.000 ℃. En comparación con otras fases cristalinas, el circón también tiene un coeficiente de expansión más bajo, que es de 4,6 × 1000°C. El coeficiente de expansión de su monocristal difiere mucho en las direcciones vertical y paralela del eje principal (eje C). El circonio es químicamente inerte y difícil de reaccionar con los ácidos. Tiene poca reacción con el vidrio fundido y se utiliza a menudo como material refractario en las industrias metalúrgica y del vidrio. (2) Baddeleyita La baddeleyita natural (ZrO2) suele ser irregular y aparece en negro, marrón, amarillo o incoloro. Hay muy pocos yacimientos naturales de baddeleyita en mi país. El ZrO2_2 utilizado en la industria es una materia prima química, que es un polvo blanco o ligeramente amarillo elaborado a partir de circón mediante métodos químicos. Desde baja temperatura hasta alta temperatura, el ZrO2 puro tiene tres formas cristalinas bajo presión normal: fase monoclínica, fase tetragonal y fase cúbica. Según el grado de estabilidad, el ZrO2 estable se puede dividir en ZrO2 parcialmente estable y ZrO2 completamente estable.