铝矾土又被称为是铝土矿,它的主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。铝土矿通常为白色或灰白色,当含有一定量的铁时会呈现为褐黄或浅红色,铝矾土一般是化学风化或外生作用形成的,很少有纯净的矿物,当中总是含有一些杂质矿物,或多或少含有粘土矿物、铁矿物、钛矿物及碎屑重矿物等,由于铝矾土的综合领用较低,为提高其综合利用率,需要对其进行一定的生产加工。
铝矾土煅烧
中国铝矾土主要是D-K型,某些二级铝矾土含有勃姆石,个别的还含有一些白云母,有些三级铝矾土含有一定数量的地开石。
1、铝矾土的加热变化
铝矾土的加热变化可分为三个阶段:分解阶段、二次莫来石化阶段和结晶烧结阶段。
(1)分解阶段
400~1200℃温度范围为铝矾土的分解阶段。在该阶段,铝矾土中的水铝石和高岭石在400℃时开始脱水,至450~600℃反应激烈,700~800℃完成,水铝石脱水后形成刚玉假象,此种假象仍保持原来水铝石的外形,但边缘模糊不清,折射率较水铝石低,在高温下逐步转变为刚玉,高岭石脱水后形成偏高岭石,950℃以上时偏高岭石转变为莫来石和非晶态二氧化硅,后者在高温下转变为方石英。
(2)二次莫来石化阶段
在1200℃以上,从水铝石脱水形成的刚玉与高岭石分解出来的游离二氧化硅继续发生反应形成莫来石,被成为二次莫来石。在二次莫来石化时,发生约10%的体积膨胀,同时在1300~1400℃以下时铝矾土中的Fe2O3、TiO2和其它杂质与Al2O3、TiO2反应既可形成液相,Fe2O3、TiO2也可进入莫来石的晶格形成固溶体。液相的形成,有助于二次莫来石化的进行,同时也为重晶烧结阶段准备了条件。
(3)重晶烧结阶段
在二次莫来石化阶段,由于液相的形成,已经开始发生某种程度的烧结,但进程很缓慢。只有随着二次莫来石化的完成,重晶烧结作用才开始迅速进行,在1400~1500℃以上,由于液相的作用,刚玉与莫来石晶体长大,1500℃时约10μm,到1700℃分别为60μm和90μm;同时,微观气孔在1200℃到1400~1500℃之间约为100~300μm,基本保持不变;在1400~1500℃以后迅速缩小与消失,气孔率降低,物料迅速趋向致密。
2、铝矾土的烧结
影响铝矾土烧结的主要因素有二次莫来石化、液相及铝矾土的组织结构。二次莫来石化是D-K型铝矾土在煅烧过程中必然发生的反应,该反应往往引起10%左右的体积膨胀,对烧结起妨碍作用。其原因一是生成二次莫来石时由于比重的变化引起物料本身的体积增大;二是由于颗粒间发生二次莫来石反应而相互推开,从而在颗粒间形成空隙。另外,反应时在颗粒周围首先形成莫来石薄膜也妨碍了铝、硅离子的进一步扩散,使反应难趋完全。
铝矾土的分散度对二次莫来石化的影响也是显著的。铝矾土原矿在红星回转窑进行煅烧时,由于矿物分布不均匀,颗粒反应后相互推开而引起的膨胀起着重要作用,这种作用使反应无法趋于完全,而生成的空隙往往不易弥合,使铝矾土难于致密化,原块铝矾土除组织结构较均匀的特级和三级在1500℃以下达到烧结外,其它铝矾土往往吸水率较高。若将铝矾土细磨制坯后煅烧,分散度提高,二次莫来石化进行得较早,并易于完全,在较低的温度下既产生膨胀,对烧结有利。
由于烧结基本上开始于二次莫来石化完成的温度,所以充分的二次莫来石化是铝矾土达到烧结的必要条件,特别是对二级铝矾土尤为重要。
红星回转窑:http://www.hxjiqi.com/pro/201058.html
标题:铝矾土的煅烧工序解析Z
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