耐火材料用什么矿石(矿用阻燃尾纤) 用尾矿制造耐火材料
概述 耐火材料是主要用于热工设备中抵抗高温作用的结构材料和用作其他高温容器或部件的无机非金属固体材料。 工业炉窑等热工设备对耐火材料的性能要求是： 耐火度须在1580℃以上； 常温耐压强度和高温荷重变形温度（或称荷重软化点）高，一般炉窑建筑荷重不超过0.5～1公斤/厘米2，为了使用安全，对耐火材料的要求超过此指标； 热稳定性高，热膨胀系数小； 化学稳定性高，抗渣性强； 外形整齐，尺寸准确。 耐火材料按照耐火基体的化学矿物组成可以分为多种，为了更好地使用尾矿，下面介绍两种与尾矿化学成分较接近的耐火材料。 一、硅砖 硅砖是含SiO293%以上的耐火材料，是以富含石英的硅石或石英岩为原料，加入少量石灰作结合剂，经高温煅烧使石英转变为鳞石英和方石英与残余的石英以及高温形成的玻琉质共存的变相组织，属酸性耐火材料。 对用于制造硅砖原料的基本要求见表1。 表1 各级硅砖原料的基本要求
等级| 二氧化硅(%) | Al2O3(%) | K2O(%) | 耐火性(℃) | 一、工业原材料>97>96>95 | ≤1.2≤1.6≤2.1 | ≤0.25≤0.25≤0.25 | >17501750~1730>1730 |
原料要求纯净，杂质分布均匀。不能局部集中，否则，使烧成扣的制品产生熔洞和熔疤，使用时就从这些熔洞和熔疤侵蚀深入内部而损坏。原料中必须含Al2O3和TiO2低，因为少量的Al2O3或SiO2能与SiO2形成1545℃的共熔点，严重降低硅砖的耐火度和高温强度。原料如含有泥土，应洗涤干净。 二、半硅砖 半硅砖含Al2O3＋TiO2＜30%而SiO2＞65%的耐火材料，属半酸性制品。 制造半硅砖可以利用天然的含石英杂质的粘土和高岭土资源，在耐火粘土、高岭土或石英岩选矿时所得到的尾矿也可以用作半硅砖。 我国冶金焦炉用粘土质及半硅质耐火制品的标准见表2。 表2 冶金炉用粘土质及半硅质耐火制品部颁标准（YB402－63）序列号| 产品的理化指标 | 品牌和数值 | (JN)-35(JB) | 1234567Al2O3含量，不低于SiO2含量，不低于耐火温度℃，不低于2 kg/cm2负荷软化起始温度℃，不低于重烧后线收缩的%，1350℃2小时，不超过显气孔率%，不超过常温抗压强度，kg/cm2，不低于 | 35 169013000.524200 | 6016701320 25150 |
苏联对半硅砖分三级，质量指标见表3。 表3 苏联半硅砖的质量指标指纹| a级 | b级 | b级 | 耐火性℃，不小于残余收缩或膨胀%，不大于荷载变形温度℃，2 kg/cm2，不小于抗压强度，kg//cm2，不小于孔隙率/%,不大于17100.5(1400℃)140010027 | 16700.5(1350℃)130015030 | 16101.0(1250℃) 100 |
一般工业国家的耐火材料约有60%～70%是用于冶金工业。其中55%～65%是用于钢铁工业。因此，在发展冶金工业的同时必须发展耐火材料工业。不断革新耐火材料，可为提高冶金技术创造条件。制造高质量的耐火材料必须从选用优质原料着手。但是，也有某些热工设备对耐火材料的技术性能要求不是很高，可以考虑利用工业废渣制作，如金属矿山的尾矿当其矿物组分基本符合某种耐火材料的组分时，可以利用作为原料。 鞍山焦耐设计院曾利用鞍山某选厂尾矿和鞍山附近粘土在硅砖窑内试烧耐火砖。 尾矿和粘土是物理性质及化学成分列于表4、5。 表4 尾矿物理性质及化学成分物理性质| 灰色，粒径通过4900孔/cm2筛，筛余量为0% ~ 40%，一般在20%以下。比重2.61 ~ 2.97容量850 ~ 1330公斤/立方米一般为1100公斤/立方米左右。 | 化学成分性质TFe21.88 | FeO6.87 | Fe2O317.50 | SiO26200 | 曹1.99 | 氧化镁0.72 | 氧化铝31.019 | S0.031 | 烧失量1.27 |
表5 鞍山附近粘土物理性质及化学成分物理性质| 红黄色，颗粒坚硬，可塑性好。 | 化学性质分 | 二氧化硅 | 氧化铝 | 首席行政官 | 船用汽油（Marine Gas Oil的缩写） | 含量(%)65.20 | 20.19 | — | — |
采用表6的四种配比将尾矿与粘土混合，用摩擦式压砖机按国家规定的标准砖尺寸压制成型，送入硅砖窑内煅烧，烧成温度在1300℃以上。据初步试验结果，用尾矿与粘土配比为90：10较好。但还不够理想，主要原因是尾矿中含铁太高。 表6 尾矿与粘土的配比和耐火砖的理想指标序列号| 配合比 | 室温下的抗压强度(千克/平方厘米) | 室温下的弯曲强度(千克/平方厘米) | 耐火性(℃) | 负荷下的软化点 | 湿孔隙率(%) | 吸水率(%) | 真实比重(克/平方厘米) | 尾矿黏土 | 起点(℃) | 断裂点(℃) | 123495908885 | 5101215 | 174.0367.6346.3308.0 | 83.2115.2110.5100.5 | 1580~1610<1580<1580<1580 | 1480152014901280 | 1480152.0149.01380 | 4538.833.4— | —17.410.1— | 2.882.742.76— |
江苏某瓷土矿利用选厂尾矿配以适量的焦宝石、4号瓷土自烧熟料等原料烧制成耐火砖，其试验结果如下： 该瓷土矿系热液蚀变矿床，其主要矿物为高岭石，其次为石英、玉髓、绢云母、明矾石、褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。淘选瓷土后尾矿的化学成分： 二氧化硅| 69%~71% | 氧化铝19%~21% | Fe2O31.5%~2% | 二氧化硫1% | 强热失量6%~8% |
尾矿粒度：最大颗粒0.5毫米、细粒0.2～3毫米，最细颗粒小于10微米。以65孔筛（0.25毫米）过筛，筛上量占37%，筛下量63%。尾矿的耐火度为1690～1710℃，软化温度为1469℃，体积缩小率20%。 4号瓷土和自烧熟料化学成分如表7。 表7 4号瓷土和自烧熟料化学成分原材料的类型| 化学成分(%) | 二氧化硅氧化铝 | Fe2O3 | 二氧化硫 | 强热失量 | 4号瓷土自烧熟料52.0064.03 | 28.002.69 | <3.0033.78 | <3.00— | 13.00 & shy— |
试验选择了四个方案，其结果如表8。 表8 江苏某瓷土矿利用尾矿烧制耐火砖试验测试项目| 原材料比例(%) | 烧结温度(℃) | 孔隙率(%) | 耐火性(℃) | 负载下的软化温度(℃) | 抗压强度(千克/平方厘米) | 评论 | 尾矿燧石粘土 | 自燃熟料 | 4号瓷土 | 自燃废砖 | 第一个计划100 | — | — | — | — | 1500 | 20 | 1690 | 1490 | 299 | 成型时可塑性差，成型困难。 | 第二个计划70 | — | — | 30 | — | 1370 | — | — | — | 100 | 强度低和烧结性能差。 | 第三个方案30 | 20 | 20 | 30 | — | 1380 | 29.7 | 1690 | 1350 | 160 | 生产了300吨耐火产品。 | 第四个计划15 | — | 15 | 35 | 15 | — | 26~28 | 1700~1710 | 1380~1440 | 200~220 | |
表8中，三、四方案的耐火材料制品，已基本达到了国家标准。 该矿已利用所排出的高岭土尾矿生产了三百余吨耐火砖，而且还建成了两座倒焰窑，一座为20米3，另一座为30米3。其生产工艺流程见图1。图1 生产工艺流程 1-加水成型：手工成型水分10%～11%；机器成型水分6%～8%；2-制作砖坯用夹板打砖积；3-烘干利用烟道余热；4-装窑焙烧控制温度1370～1380℃，保温四小时 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
