Apa enam bahan baku refraktori yang paling umum digunakan?
Bahan baku tahan api mengacu pada bahan yang diperlukan untuk produksi produk tahan api. Ini adalah dasar untuk produksi bahan tahan api. Sebagian besar bahan baku tahan api adalah mineral alami (seperti tanah liat tahan api, bauksit tinggi, silika, bijih kromium, magnesit, dolomit, magnesium olivin, zirkonit, kyanit, sillimanit, andalusit, dll.). Dengan peningkatan berkelanjutan dari persyaratan kinerja komprehensif bahan tahan api, Dalam produksi bahan tahan api, bahan baku industri dan bahan baku sintetis juga semakin banyak digunakan (seperti alumina industri, mullite sintetis, serat tahan api buatan, bola berongga tahan api buatan, dll. .). Kualitas dan biaya produk tahan api sangat bergantung pada pemilihan yang tepat dan penggunaan bahan baku yang rasional.
Bahan baku tahan api menurut sifat kimianya dapat dibagi menjadi bahan baku tahan api asam, bahan baku tahan api basa dan bahan baku tahan api netral; Menurut sumbernya dapat dibedakan menjadi bahan baku mineral alami dan bahan baku sintetik; Dalam keadaan normal, bahan baku produksi bahan tahan api dibagi menjadi bahan baku utama dan bahan baku penolong.
Bahan baku pembuatan produk tahan api, baik bahan baku mineral alam maupun bahan baku sintetik, harus mempunyai sifat tahan api yang cukup tinggi dari segi mineralogi untuk pembuatan produk; Dari segi teknologi harus mampu memenuhi kebutuhan dasar teknologi; Dilihat dari performa produk yang dibuat dengannya, harus mampu memenuhi performa produk, terutama persyaratan performa temperatur tinggi.
Bahan baku tahan api biasanya dibagi menjadi bahan baku tahan api aluminium-silikon (bersilika, tanah liat, aluminium tinggi, dll), bahan baku tahan api alkali, bahan baku tahan api isolasi termal dan bahan baku tahan api lainnya.
Pertama, bahan baku mengandung silika
Karena efek volume varian kuarsa, batu bata silika juga dibuat langsung dari silika, yang merupakan istilah umum untuk gangue kuarsa, kuarsit, batu api, dan batu pasir. Komponen utama silika adalah SiO2, dan sisanya adalah pengotor. Bahan baku mengandung silika yang digunakan dalam refraktori adalah puing-puing kristal dan silika yang disemen.
Kedua, bahan baku tanah liat
Fireclay adalah bahan baku utama untuk produksi refraktori aluminium silikat, dan persyaratan refraktorinya lebih tinggi dari 1580 derajat C dari semua jenis tanah liat keras, tanah liat lunak (semi-lunak) dan serpih tanah liat, yang secara kolektif disebut sebagai fireclay.
Fireclay alami biasanya berupa bijih tanah liat terutama kaolinit (Al2O3 2SiO2 2H2O) sebagai komponen utamanya, yaitu silikat yang mengandung air sebagai bahan utamanya, dan dicampur dengan kuarsa bebas, pirit, rutil dan senyawa organik yang tersusun dari suatu campuran. Sebagian besar mineral non-homogen ini merupakan dispersi yang terdiri dari partikel dengan diameter kurang dari 1,2μm.
Menurut perbedaan pembentukannya, tanah liat dibedakan menjadi: tanah liat primer dan tanah liat sekunder. Tanah liat primer mengacu pada pembentukan tanah liat setelah pelapukan batuan induk (seperti feldspar), yang masih tetap berada di tempatnya. Lempung sekunder disebut juga lempung hanyut, merupakan lempung yang dipindahkan ke tempat lain kemudian diendapkan oleh lempung asal dalam kondisi dinamis alami, dengan ukuran partikel halus, sebaran besar, dan plastisitas tinggi.
Tanah liat tahan api yang digunakan dalam industri tahan api terutama memiliki dua kategori berikut.
① Tanah liat keras mempunyai ciri jaringan padat, kekerasan besar, partikel sangat halus, air tidak mudah tersebar, dan plastisitas sangat rendah. Tanah liat seperti itu biasanya berwarna abu-abu muda, putih pucat atau abu-abu. Patahan seperti cangkang, sebagian permukaannya terasa halus, mudah pecah berkeping-keping.
② Tanah liat lunak (semi lunak) sering kali berbentuk kotak, jaringannya lunak dan plastisitasnya bagus. Warna tanah liat ini sangat bervariasi karena jenis dan kandungan pengotornya berbeda-beda. Dari abu-abu ke abu-abu tua hingga hitam; Ada yang berwarna ungu, merah pucat atau putih.
Ketiga, bahan baku aluminium tinggi
(1) Bauksit
Bauksit merupakan bahan baku utama produksi korundum coklat, dan klinker aluminium tinggi dengan kandungan Al2O3 88%90% merupakan bahan baku utama korundum subputih. Produksi korundum putih, korundum padat dan alumina lainnya sebagai bahan baku. Bauksit disebut juga bauksit tinggi atau bauksit, mineral utamanya adalah diaspora (Al2O3 H2O) dan trihidrat (Al2O33H2O).
Tiongkok mempunyai cadangan bauksit yang sangat besar: dihasilkan dari Shanxi, Hebei dan Shandong di utara Sungai Kuning, melalui Henan dan Guangxi di Tiongkok tengah, hingga Guizhou dan Yunnan di barat daya. Saat ini, daerah penghasil utama klinker bauksit tinggi adalah Shanxi, Henan dan Guizhou. Ada juga beberapa tambang kecil yang sedang dikembangkan di Hunan. Mineral utama bauksit di Cina adalah hidrobauksit, boehmite, kaolinit, dan pirofilit, yang menurut komposisi mineralnya dapat dibagi menjadi tiga jenis: tipe hidrobauksit-kaolinit (DK); Jenis Boehmstone-kaolinit (BK); Jenis hidrobauksit-pirofilit (DP). Saat ini bauksit tipe DK paling banyak digunakan, klinker bauksit tipe DK dibedakan menjadi S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ dan seterusnya sesuai dengan kandungan Al2O3-nya.
(2) korundum sinter dan korundum leburan
Produksi korundum buatan adalah penggunaan alumina industri atau bauksit tinggi sebagai bahan baku utama, yang dilebur dalam tungku busur untuk menghasilkan. Selain itu, alumina pelat korundum dapat diperoleh dengan metode sintering. Metode ini masih berbasis industri bubuk aluminium oksida sebagai bahan baku utama, melalui kalsinasi, penggilingan halus, pembentukan bola dan pembakaran. Metode ini sulit untuk menghasilkan teknologi, tetapi produk tersebut memiliki kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang kuat, dan stabilitas guncangan termal yang baik. Yang disebut "korundum sub-putih" sebenarnya adalah korundum leburan listrik padat berdasarkan bauksit tinggi, kandungan Al2O3 lebih besar dari 98%, porositas semu kurang dari 4%; Itu terbuat dari bauksit tinggi dengan peleburan listrik di bawah atmosfer yang berkurang dan kondisi yang terkendali. Kristal korundum berbentuk butiran, umumnya 115mm; Pengotor utama adalah rutil, aluminium titanat dan larutan padatnya.
(3) Mullit
Mullite merupakan material tahan api dengan fase kristal 3Al2O32SiO2 sebagai komponen utamanya. Mullite dibagi menjadi mullite alami dan mullite sintetis. Mullite alami jarang ditemukan dan umumnya sintetis. Mullite secara kimia stabil dan tidak larut dalam asam fluorida. Ini memiliki sifat mekanik suhu tinggi dan termal suhu tinggi yang baik, sehingga mullite sintetis dan produknya memiliki keunggulan kepadatan dan kemurnian tinggi, kekuatan struktural suhu tinggi, laju mulur suhu tinggi rendah, laju ekspansi termal rendah, ketahanan erosi kimia yang kuat, termal tahan guncangan dan sebagainya.
(4) mineral golongan sillimanite
Mineral golongan sillimanit antara lain sianit, andalusit, sillimanit, yang biasa dikenal dengan sebutan "tiga batu". Komposisi kimia ketiga batu tersebut sama, tetapi struktur kristalnya berbeda, dan merupakan kristal homogen. Dipanaskan hingga suhu tinggi, diubah menjadi mullite, menghasilkan sejumlah kecil SiO2 cair, disertai dengan pemuaian volume.
Karena ukuran ekspansi pemanas tiga batu yang berbeda, pemanfaatan langsungnya tidak sama. Karena perubahan volume andalusit yang kecil, baik digunakan untuk membuat batu bata maupun sebagai bahan tambahan, langsung digunakan sebagai bahan baku. Sillimanite dan kyanite sering ditambahkan ke dalam bahan dalam bentuk bahan pemuai, terutama untuk bahan tahan api amorf. Dan untuk pembuatan batu bata yang digunakan harus klinker yang dikalsinasi, terutama kyanite harus bahan matang yang dikalsinasi.
Keempat, bahan baku tahan api alkali
4.1 Bahan baku magnesium
(1) magnesit
Ada dua jenis utama magnesit di Tiongkok: magnesit kristal dan magnesit amorf. Magnesit Tiongkok terutama didistribusikan di provinsi Liaoning dan Shandong, pengotor utama magnesit adalah bedak, ada juga beberapa magnesit yang mengandung CaO tinggi, diikuti oleh mineral dolomit, magnesit Tiongkok menurut komposisi kimianya dapat diklasifikasikan sebagai S, I, II , III, IV lima grade, hanya grade S dan I yang digunakan untuk kalsinasi batu bata magnesit.
Magnesia dengan kemurnian tinggi dibuat dengan dua langkah flotasi dan dua langkah kalsinasi. Magnesia dengan kemurnian tinggi yang dibuat dengan metode ini dapat digunakan sebagai bahan mentah untuk mengembangkan berbagai produk tahan api berkinerja tinggi.
(2) Mineral lain yang mengandung magnesium
Komposisi mineral utama produk magnesium olivin pada bahan tahan api magnesium adalah magnesium olivin (2MgO·SiO2) dan magnesit kubik (MgO). Produk ini memiliki ciri ketahanan yang kuat terhadap oksida besi cair dan stabilitas guncangan termal yang lebih baik dibandingkan batu bata magnesia biasa. Bahan baku utama produksi produk ini adalah peridotit dan serpentin.
4.2 Bahan baku dolomit
Dolomit adalah bahan baku tahan api yang sebagian besar terdiri dari garam ganda magnesium karbonat (MgCO3) dan kalsium karbonat (CaCO3). Rumus kimianya adalah CaMg(CO3)2 atau MgCO3 CaCO3, dan komposisi teoritisnya adalah CaO3 0.41%, MgO2 1.87% dan CO2 47.72%. CaO/MgO=1,39, kekerasan 3,54.
Dolomit di Tiongkok kaya akan bahan mentah, tersebar luas, dan relatif murni. Ada banyak cadangan di daerah Dashiqiao di Provinsi Liaoning. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan dan provinsi lain kaya akan sumber daya mineral. Tubuh bijih sering dikaitkan dengan batu kapur dan magnesit.
5. Bahan baku produk zirkonium
(1) Batu zirkon
Zirkon (ZrO2·SiO2 atau ZrSiO4) merupakan bahan baku utama produksi produk zirkon dan produk zirkon, dan asal Zirkon di China adalah Provinsi Hainan. Ia dijumpai di Wilayah Guangdong, Daerah Autonomi Guangxi Zhuang, Wilayah Shandong, Wilayah Fujian dan Wilayah Taiwan.
Komposisi teoritis zirkon adalah ZrO2 67.01% dan SiO2 32.99%. Seringkali mengandung TiCfe dan oksida tanah jarang lainnya, yang, karena adanya unsur-unsur ini, menjadikannya radioaktif pada tingkat yang berbeda-beda. Oleh karena itu, ketika menggunakan bahan mentah ini untuk menghasilkan produk, harus ada tindakan perlindungan yang diperlukan.
Zirkon memiliki konduktivitas termal yang rendah sebesar 3,72W/(mK) pada 201000 derajat. Koefisien muai zirkon juga rendah dibandingkan dengan kristal lainnya, 4,6X10-6 derajat pada 1000 derajat, dan koefisien muai kristal tunggalnya dalam dua arah sumbu utama vertikal dan paralel (sumbu C) memiliki perbedaan yang besar. Zirkon memiliki kelembaman kimia yang tinggi dan sulit bereaksi dengan asam. Bereaksi dengan lelehan kaca pada tingkat yang lebih rendah, sering digunakan dalam refraktori metalurgi dan industri kaca.
(2) plagiozirkon
Zirkon alami (ZrO2) seringkali menggumpal tidak beraturan, berwarna hitam, coklat, kuning, atau tidak berwarna. Hanya ada sedikit badan bijih zirkon yang cenderung alami di Tiongkok. ZrO2 yang digunakan dalam industri merupakan bahan baku kimia berupa bubuk berwarna putih atau kekuningan yang diperoleh secara kimia dari zirkon (ZrO2·SiO2).
ZrO2 murni memiliki tiga bentuk kristal pada tekanan atmosfer: fase monoklinik, tetragonal, dan kubik dari suhu rendah hingga tinggi.
ZrO2 stabil, menurut derajat kestabilannya, terdapat titik ZrO2 stabil sebagian dan titik ZrO2 stabil penuh, karena koefisien muai panas ZrO2 stabil penuh lebih besar, stabilitas guncangan termalnya tidak sebaik stabil sebagian, sehingga yang terakhir ini biasanya digunakan untuk membuat keramik dan bahan penguat tahan api.
(3) zirkonium desilikonisasi
Dalam pembuatan refraktori leburan zirkonium korundum (AZS) di luar negeri, selain penggunaan konsentrat zirkon, juga ditambahkan sejumlah bahan baku "desiliconized zirconium", yang tujuannya adalah: pertama, untuk menyesuaikan dan menstabilkan formula. ; Yang kedua adalah meningkatkan dan mengoptimalkan kinerja produk.
(4) zirkonium korundum mullite
Bahan baku aslinya adalah alumina industri, kaolin dan zirkonit, yang digiling halus dan dicampur merata, bola bertekanan semi kering dan dikalsinasi pada suhu 3001700 derajat untuk menghasilkan bahan ini. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan kandungan zirkon menyebabkan peningkatan suhu sintering, penurunan penyusutan total, dan peningkatan porositas tertutup. Reaksi ini membuat zirkon korundum mullite yang disinter memiliki kepadatan dan kekuatan yang lebih tinggi serta stabilitas ketahanan guncangan termal yang lebih baik.
6. Bahan baku produk kromium
Salah satu bahan baku utama produksi refraktori krom (bata krom, bata krom magnesia, bata krom magnesia) adalah bijih kromium atau kromit. Kromit merupakan campuran dari berbagai macam mineral, karena komposisi mineralnya sangat berfluktuasi, dari segi komposisi kimia dan sifat fisik perubahannya juga besar. Biasanya terdiri dari mineral gangue dengan butiran kromik. Mineral gangue ini biasanya berupa magnesium silikat, seperti serpentin, magnesium olivin, dan olivin. Selain Cr2O3 dalam kromit juga terdapat Al2O3, Fe2O3 dan MgO, kromit umum, karena adanya magnesium dan besi, sering dinyatakan sebagai (Mg, Fe) Cr2O3.
Di atas adalah bahan baku refraktori yang umum digunakan, dengan inovasi teknologi refraktori, jenis bahan baku semakin beragam, terutama dalam beberapa tahun terakhir, karena masalah lingkungan dan serangkaian alasan seperti sumber daya bijih mentah, dan terus berkembang lebih baik. kinerja bahan sintetis buatan dan bahan baku terbarukan sumber daya yang lebih ramah lingkungan (seperti ferrosilicon nitride, Theron, dll.).
