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标题	硅砖生产中矿化剂的研究
范文	丁建平 摘 要：通过对硅砖生产中矿化剂的试验对比研究，最终确定选用长石、萤石和锂辉石作为硅砖生产过程中的矿化剂，简化了生产工艺，也保证了硅砖的质量。 关键词：硅砖；生产；矿化剂；研究 1 硅砖概论 硅砖是以二氧化硅为主要成份，其含量在94%以上的耐火制品。它以主要成份为SiO2的硅石作为原料，加入少量的矿化剂，经过高温烧成的。硅砖主要用于焦炉、玻璃窑炉、等热工设备中。 2 矿化剂的作用和影响矿化剂作用的因素 矿化剂的作用，一是加速石英在烧成时转变为低比重的变体（鳞石英或方石英）而不显著降低其耐火度；二是防止砖坯在烧成时因急剧膨胀而产生松散和开裂。 3 复合矿化剂的矿化作用 矿化剂的作用机理是复杂和多样的。一般认为，它可以通过与反应物形成固熔体而使其晶格活化，反应能力增强；或是与反应物形成低共熔物，使物系在较低温度下出现液相，加速扩散对固相的溶解作用；或是与反应物形成某种活性中间体而处于活化状态；或是通过矿化剂离子的极化作用，促使其晶格畸变和活化等等。总而言之，矿化剂总是以某种方式参与到固相反应中去的。 4 硅砖生产用原料 4.1 硅石原料 硅石原料经破粉碎后，分成各种不同的粒度，一般分为3-1mm、1-0.5mm、<0.5mm三种级别，即粗、中、细三种颗粒。这三种不同级别的颗粒以一定的比例配合，以求制得低气孔率高致密度的硅砖。 4.2 废硅砖 硅砖烧成中易产生烧成废品。烧成废品可以粉碎后再次作为原料使用。这样不仅可以降低成本，而且可以降低烧成膨胀，提高合格品的合格证率。尤其是对形状复杂的大型和特异型制品，则需要加入较多的废硅砖以提高成品合格率。值得注意的是加入废硅砖将会影响硅砖的耐火度和机械强度。因此，要控制其加入量，一般在10%～30%。 4.3 有机结合剂 为了提高坯料的可塑性和干燥后坯砖（半成品）的强度，坯料中应加入少量的有机结合剂。常用的有亚硫酸纸浆废液、木质素磺酸钙。有机结合剂的加入不能影响硅砖产品的性质，因为在煅烧的过程中，有机结合剂会被氧化而消失。 4.4 矿化剂 矿化剂在硅砖生产中的作用，一是加速石英在烧成时转化为低密度的变体（鳞石英或方石英）而不显著降低其耐火度；二是防止砖坯烧成时因发生过度膨胀而产生松散和开裂。 矿化剂的作用能力大小不仅与液相开始出现的温度有关，而且也和液相是否易被SiO2所饱和，即液相的结晶能力有关。只有使液相具有高的结晶能力的氧化物才具有高的矿化能力。 在传统的FeO—CaO矿化剂中，矿化剂可以通过对SiO2的作用而使其晶格活化，反应能力增强；或是与SiO2形成低共熔物，使物系在较低温度下形成某种活性中间体，而处于活化状态；或是通过矿化剂离子的极化作用，促使晶格畸变或是活化。 采用FeO—CaO作矿化剂生产的硅砖，真密度比较高，鳞石英含量较低，特别是引入硅砖中的FeO是硅砖在使用过程中产生炭素沉积的催化剂，有促使砌体结构松散，降低硅砖使用寿命的缺点。 5 硅砖生产的工艺流程 硅砖与其它耐火砖的生产工艺不同之处在于：①原料不经煅烧，经破、粉碎和筛分后的硅石颗粒和细粉直接用于生产；②需加入一定的矿化剂，其中石灰乳（传统矿化剂）既是矿化剂又起结合剂的作用。然后经过成型、干燥和烧成而制得砖。 6 实验 6.1 实验用原料 在本次实验中所采用的原料由冷水江市硅质耐火材料有限公司提供，其硅石来源为冷水江三尖硅石矿和新邵小南硅石矿，两者的SiO2含量均在99%以上，其化学成份含量见表1。原料经鄂式破碎机粗碎以后，再依次经过圆锥破碎机，对辊破碎机破碎，经过振动筛筛分为不同粒级的硅石颗粒。实验所用硅石原料的颗粒配比如下表2所示。在实验中所采用的矿化剂分别是：A——钠长石（工业级）；B——萤石（分析纯）；C——锂辉石（精矿），C的化学成份，见表3。 6.2 实验配方 在本次实验中所采用的矿化剂种类和数量见表4。 7 结论 ①石英向鳞石英转化的非铁质矿化剂，应是一个含有R+、R2+（非Fe2+）和Al3+ 离子的优化组合物，它们在高温下与SiO2形成富硅熔体，既有强烈的鳞石英析晶能力，又不会构成对SiO2的强熔剂作用，严重恶化硅砖的使用性能。②长石、锂辉石和萤石按适宜的量搭配组合，形成R+、R2+和Al3+的组合物是较为理想的复合矿化剂。长石和锂辉石的加入量均不能超过1.5%，否则将形成极强的矿化作用，导致硅砖在烧成过程中开裂。③选用长石、萤石和锂辉石作为硅砖生产过程中的矿化剂，由于取消了石灰乳化系统和铁鳞制备系统，使生产工艺简单，具有实际意义。
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