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耐火材料行业制砖原料的矿物成分介绍

来源:本站      发布日期:2021-01-22

      制砖行业研究某种原料是否适合造砖,习惯于按照化学成分来分析,这种方法不能说是错误,但有时容易出现偏差,有些原料从化学成分分析适合制砖,但实践中却发现很多问题,有的甚至根本无法生产出合格产品。究其原因,相同或类似的化学成分,却有不同的矿物组成,有时候两种原料化学成分很相似,或主要化学成分相差不大,但矿物成分却差别巨大,这就造成了成品砖质量的差距。

原料中常见的矿物成分有:高岭石、蒙脱石、水云母(伊利石)、绿泥石、方解石、赤铁矿、钠长石等。

 

 

     下面三种页岩化学成分基本类似,但其矿物成分却相差甚远,其物理性能相差也很大。

三种页岩的化学成分表对照表见表6-6。

表6-6  三种页岩的化学成分

原料名称 烧失量 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 TiO2 K2O Na2O 总计
1号页岩 8.89 56.84 5.92 16.03 6.82 1.15 0.04 0.91 2.13 0.64 99.37
2号页岩 5.10 56.97 8.69 17.89 1.63 2.93 0.02 1.06 4.24 0.79 99.32
3号页岩 5.50 60.62 6.96 18.70 0.90 2.38 0.02 0.90 2.54 0.80 99.32

 

三种页岩的矿物成分表对照表见表6-7。

表6-7  三种页岩的矿物成分

原料名称 伊蒙混合层 高岭石 伊利石 蒙脱石 透闪石 绿泥石 绢云母 石英 方解石 硬石膏 赤铁矿 菱铁矿 微斜长石 钠长石 铁白云石 锐钛矿 沸石 非晶相 未检出
1号页岩 20 2 46 8 4 6 2 2
2号页岩 30 43 4 3 6 6 3
3号页岩 25 21 16 7 20 3

 

三种页岩原料的物理性能对照表见表6-8。

表6-8  三种页岩的物理性能

原料名称 普氏成型水分(%) 可塑性指数(%) 临界含水率(%) 干燥敏感性系数 干燥线收缩率(%)
1号页岩 19.3 11.6 9.8 0.97 2.86
2号页岩 15.9 8.1 10.4 0.53 2.16
3号页岩 22.9 16.6 11.9 0.92 4.42

 

煤矸石原料也存在这种情况,下面是三种煤矸石化学成分、矿物成分和物理性能对照表。

三种煤矸石原料化学成分对照表见表6-9。

表6-9  三种煤矸石原料化学成分

原料名称 烧失量 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 TiO2 K2O Na2O 总计
1号煤矸石 12.86 52.93 4.66 25.32 1.10 0.72 0.24 0.91 0.18 0.36 99.28
2号煤矸石 32.68 40.81 2.42 19.28 0.91 0.69 2.40 0.87 1.30 0.33 101.69
3号煤矸石 18.98 44.96 5.88 25.57 0.42 0.63 0.14 0.89 1.37 0.58 99.42

 

三种煤矸石原料矿物成分对照表见表6-10。

表6-10  三种煤矸石原料物理分成

原料名称 伊蒙混合层 高岭石 绿泥石 石英 方解石 黄铁石 微斜长石 钠长石 沸石 未检出
1号煤矸石 43 25 26 1 2 1 2
2号煤矸石 30 25 39 2 2 2
3号煤矸石 25 32 3 32 5

 

三种煤矸石原料的物理性能对照表见表6-11。

表6-11  三种煤矸石原料的物理性能

原料名称 普氏成型水分(%) 可塑性指数(%) 临界含水率(%) 干燥敏感性系数 干燥线收缩率(%)
1号煤矸石 18.0 12.3 9.40 0.92 3.20
2号煤矸石 16.7 7.9 10.2 0.64 2.62
3号煤矸石 15.8 7.2 9.30 0.69 2.62

 

      原料的化学成分与其物理性能之间没有必然的联系,但原料的矿物成分与其物理性能之间却有规律可循。根据试验和实践经验,原材料中凡是含有较高比例的蒙脱石和伊利石的,其塑性指数大都偏离,干燥敏感性和线收缩率也偏高,尤其以蒙脱石的含量对这三项物理指标影响最大。塑性指数高一点有利于成型,但干燥敏感性和线收缩率过高却容易产生干燥裂纹,实际生产中也确实发现了这个问题。有些砖厂投产很长时间,一直解决不了产品裂纹的问题,后来通过矿物分析,发现原料中蒙脱石含量很高。

      根据经验,原材料中蒙脱石含量在3%以下时是有益的。若原材料中同时含有大量细颗粒且分布均匀的方解石时,则蒙脱石含量可允许达到10%。

我国东北、内蒙古、新疆、宁夏北部、甘肃河西走廊、青海、西藏等地区的页岩、黏土、煤矸石等原材料中都含有一定量的蒙脱石,因此在这些地区建设隧道窑制砖生产线时,一定要对原料进行常规化学成分分析的同时再进行矿物成分分析,若发现蒙脱石含量超高,必须制定可靠的工艺方案,且不可盲目建线施工。

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