铝矾土的煅烧.doc

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1、铝矾土的煅烧关键字：铝矾土;分解阶段;二次莫来石化阶段;重晶烧结阶段;铝矾土的烧结;1.铝矾土的加热变化中国铝矾土主要是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。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。C）400～1200。C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。C时开始脱水，至450～600。C反应激烈，700～800。C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

2、转变为刚玉。高岭石脱水后形成偏高岭石，950。C以上时偏高岭石转变为莫来石和非晶态SiO2，后者在高温下转变为方石英。其反应式为：表3-7耐火材料用铝土矿的技术条件级别化学成分%耐火度℃备注Ai2O3Fe2O3CaO特极品>75<2.0<0.5>1770代替鋁氧一级品70--75<2.5<0.6>1770二级品60--70<2.5<0.6>1770三级贫55--60<2.5<0.6>1770四级品45--55<2.0<0.7>1770注：①拣选分级后的某一级铝矾土矿石中，其它级别矿石的混入量不超过总量10%；②矿石块度50～300mm，若允许有小于50mm者，其数量不超过总量的10%；

3、③矿石夹杂之杂质（如山皮、粘土等）不得超过1%，并不得混入明显的块状或片状石灰石表3-8耐火材料用铝矾土精矿的技术条件类型等级化学成分%耐火度℃Ai2O3Fe2O3CaONa2O+K2O高铝一级品>75<1.6<0.40.17≥1790二级品>75<0.60.25三极品>75<0.80.25中铝一级品65--75<1.6<0.40.17≥1790二级品65--75<0.60.25三极品65--75<0.80.25低铝一级品45--65<1.7<0.40.17≥1790二级品45--65<0.60.25≥1750三极品45--65<0.80.25≥1700α-Al2O3·H2O(水铝石)

4、→(400～600。C)→α-Al2O3(刚玉假象)+H2O↑Al2O3·2SiO2·2H2O(高岭石)→(400～600。C)→Al2O3·2SiO2(偏高岭石)+H2O↑3(Al2O3·2SiO2)(偏高岭石)→(400～600。C)→3Al2O3·2SiO2(莫来石)+4SiO2(非晶态SiO2)(2)二次莫来石化阶段（1200～1400。C或1500。C）在1200。C以上，从水铝石脱水形成的刚玉与高岭石分解出来的游离SiO2继续发生反应形成莫来石，被成为二次莫来石：3Al2O3+2SiO2→(≥1200。C)→3Al2O3+2SiO2（二次莫来石）在二次莫来石化时，发生约10

5、%的体积膨胀。同时在1300～1400。C以下时铝矾土中的Fe2O3、TiO2和其它杂质与Al2O3、SiO2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（1400～1500。C）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。C以上，由于液相的作用，刚玉与莫来石晶体长大，1500。C时约10μm，到1700。C分别为60μm和90μm；同时，微观气孔在1200。C到

6、1400～1500。C之间约为100～300μm，基本保持不变；在1400～1500。C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。二次莫来石的形成量与铝矾土中水铝石、高岭石的相

7、对含量有关。如果高岭石加热分解出的SiO2与水铝石分解出的Al2O3正好达到莫来石的组成，则二次莫来石的量将会达到最大。研究与生产实践都证明，Al2O3含量在65%～70%的二级铝矾土，Al2O3/SiO2比值接近莫来石的Al2O3/SiO2比值（2.55），在煅烧后莫来石的含量最高，二次莫来石化程度最大，最难于烧结；而Al2O3含量较高或较低的特级或三级铝矾土烧结较容易，温度也较低。铝矾土的分散度对二次莫来石化的影响也是显著的。铝矾土原矿煅烧