耐火原料三石的矿物组成分析,由耐火砖厂家整理分享。
三石是指蓝晶石、硅线石和红柱石三种高铝硅酸盐矿物,也称为蓝晶石族矿物,它们是同质异形体,它们具有同一分子式(Al2O3-SiO2),理论组成为Al2O3含量为63.1%,SiO2含量为36.9%。但是因为生长条件不同,晶体结构有所不同。蓝晶石则属于三斜晶系,它的结构式为Al2[SiO4]O,而硅线石和红柱石则都属于斜方晶系,它们的结构式分别为Al[AlSiO5]和AlO[Al-SiO4]。它们是三个同质异形体,其之间的相变关系如下图所示。
蓝晶石,又称“二硬石”,意指轴向硬度差明显。它的希腊文意指“蓝色的晶体”。质地纯净的矿石确实呈现出美丽的天蓝色,硬度为5.5~7,相对密度3.53~3.63。蓝晶石粉末的DTA和XRD分析表明,其在1325~1350℃已开始分解,在1350℃形成莫来石,但仍保持蓝晶石轮廓。温度达到1450℃时,蓝品石全部相变,分解产物为莫来石和玻璃相。
硅线石的原名为Sillimanite,是1824年以B.Silliman教授的姓命名的,由于晶体多呈条柱状和针线状结晶习性,国人曾译成为“矽线石”。颜色为白、灰、黄、粉红和褐色,具有玻璃光泽。硅线石的体膨胀较莫来石低,但非均膨胀因子最高。晶体的长向沿c轴,但6轴膨胀系数最大,在加热过程中将沿解理开裂,类似于蓝晶石。硬度为6.5~7.5,相对密度3.23~3.25,熔点1850℃。
红柱石显浅玫瑰色、粉红、浅褐色等,多呈柱状,晶体粗大,相对密度3.1~3.3。在红柱石晶体内有“黑十字,,碳质包体。红柱石的开始分解温度为1410℃,完全分解温度为1500℃,介于蓝晶石和硅线石之间,它的分解温度可作为判断制品烧结制度的一个标准。当其表面局部分解时,会与周围的氧化铝组分反应,形成二次莫来石化反应带,促进粒间结合。
“三石”原矿也常含有云母、石英、石榴石、绿泥石、云母类等杂质矿物。因此原矿需要经选矿后才能使用。“三石”矿物的一般特性见下表。
矿物性质 | 蓝晶石 | ||
成分 | Al2O3·SiO2 Al2O362.29%(63.1%) SiO237.08% | Al2O3·SiO2 Al2O362.29%(63.1%) SiO237.08% | Al2O3·SiO2 Al2O362.29%(63.1%) SiO237.08% |
晶系 | 三斜 | 斜方 | 斜方 |
晶格常数 | a=0.710nm,α=9005 b=0.774nm,β=10102 c=0.557nm,γ=10544 | a=0.778nm b=0.792nm c=0.557nm | a=0.744nm b=0.759nm c=0.575nm |
结构 | 岛状 | 岛状 | 链状 |
晶形 | 柱状,板状或长条状集合体 | 柱状或放射状集合体 | 长柱状,针状或纤维集合体 |
颜色 | 青色,蓝色 | 红,淡红 | 灰,白褐 |
密度 g/cm3 | 3.53~3.65 (3.56~3.68) | 3.13~3.16 (3.1~3.2) | 3.23~3.27 (3.23~3.25) |
相对硬度 | //c轴5.5 异向性 ⊥c轴6.5~7 | 7.5 | 6~7.5 |
解理 | 沿{100}解理完好 {010}良好 | 沿{110}解理完全 | 沿{010}解理完全 |
“三石”精矿的化学组成除了Al2O3、SiO2外,还有少量的杂质成分,而杂质成分及其含量又往往直接影响着它的品质。除主成分外,不仅Fe2O3、TiO2,还常常包含有CaO、MgO、K2O、Na2O等杂质成分。一般来说,杂质的总含量以不超过2%~3%为宜。
我公司生产的三石耐火材料制品有:低蠕变粘土砖、低蠕变高铝砖、红柱石砖、硅莫砖、磷酸盐结合高铝砖等。