鞏義市孝義紅衛粘合劑廠
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▍新聞動態
三石之一的紅柱石在耐火材料行業的應用
紅柱石(Andalusite)為,島狀無水硅酸鹽礦物是紅柱石族礦物之一,紅柱石族礦物包括紅柱石、夕線石和藍晶石。這三種礦物有相同的化學組成Al2SiO5,但卻具有不同的晶體結構,因此物理性質稍有不同。從理論上說,該族礦物含Al2O362.9%,因此,紅柱石族礦物處于含Al2O337%的高嶺土耐火材料和含Al2O380~90%的鋁礬土耐火材料之間,屬于中等含鋁的鋁硅酸鹽耐火材料范圍。紅柱石中Al可被Fe3+(≤9.6%)和Mn(≤7.7%)所替代。
紅柱石主要為變質成因的礦物。在區域變質作用中產于變質溫度和壓力較低的條件下,一般見于富鋁的泥質片巖中;常與堇青石、石英、白云母、石榴子石、十字石、黑云母及一些其他的富鋁的礦物共生。紅柱石亦見于泥質巖石和侵入巖體的接觸帶,為典型的接觸熱變質礦物。北京西山菊花溝產的放射狀集合體的紅柱石(又稱菊花石)頗為著名;北京周口店太平山北房山巖體與泥質圍巖的接觸帶上亦見接觸變質的紅柱石大量產出。
紅柱石的工藝特性
工業上利用紅柱石,主要是取其耐高溫的特性。紅柱石在常壓下加熱至 1350 ℃ 以后 ,開始轉化成與原晶體平行的針狀莫來石。莫來石體是鋁硅酸鹽在高溫作用下唯一穩定的形式,其理論轉化率為87.64%。
紅柱石在加熱轉化成莫來石的過程中,可以形成良好的莫來石網絡,體積膨脹約4%。這是一種不可逆的晶體轉化,一經轉化,則具有更高的耐火性能,耐火度可達1800℃以上,且耐驟冷驟熱,機械強度大,抗熱沖擊力強,抗渣性強,荷重轉化點高,并具有極高的化學穩定性(甚至不溶于氫氟酸)和極強的抗化學腐蝕性。
紅柱石在加熱轉化成莫來石的過程中,可以形成良好的莫來石網絡,體積膨脹約4%。這是一種不可逆的晶體轉化,一經轉化,則具有更高的耐火性能,耐火度可達1800℃以上,且耐驟冷驟熱,機械強度大,抗熱沖擊力強,抗渣性強,荷重轉化點高,并具有極高的化學穩定性(甚至不溶于氫氟酸)和極強的抗化學腐蝕性。
紅柱石的用途
紅柱石可制造高級耐火材料,是目前已知的優質耐火材料之一,還可作雷達天線罩的原料,可應用于陶瓷工業,增加制品的機械強度和耐急冷急熱性能,可冶煉高強度輕質硅鋁合金,制作金屬纖維以及超音速飛機和宇宙飛船的導向型之用。產菊花石的巖石可作裝飾石材。色澤好且透明、晶粒粗大者可作寶石原料?站勺骱芎玫挠^賞石。其應用領域還在不斷擴大。
(1)制作不定形耐火材料
這對提高高溫操作等冶金工藝有著特殊的效益。不定形耐火材料不經燒成而直接利用,可節約燃料能源,而它在高溫下體積穩定,則對其使用壽命影響很大。實踐中,若燒注料和可塑料按配比使用時,會含有一定量的粘土和無機物結合劑,因而造成不定形耐火材料高溫和冷卻過程中收縮,出現裂縫和剝落,縮短耐火材料的使用壽命。

(1)制作不定形耐火材料
這對提高高溫操作等冶金工藝有著特殊的效益。不定形耐火材料不經燒成而直接利用,可節約燃料能源,而它在高溫下體積穩定,則對其使用壽命影響很大。實踐中,若燒注料和可塑料按配比使用時,會含有一定量的粘土和無機物結合劑,因而造成不定形耐火材料高溫和冷卻過程中收縮,出現裂縫和剝落,縮短耐火材料的使用壽命。

目前紅柱石在不定型耐火材料中的應用十分廣泛,其目的在于利用紅柱石在高溫下由于其莫來石化而產生的體積膨脹,來補償不定型耐火材料在高溫下的收縮,防止產生結構剝落。能延長不定型耐火材料的使用壽命。紅柱石在不定型耐火材料中的應用中,它既可以作為骨料使用(如紅柱石),又可以作為基質粉料使用(如紅柱石精礦粉)。
(2)耐火磚
紅柱石煅燒后制成型材,可用于熱風爐、熱風塔等關鍵部位,也可用于各種輔助性澆注和操作設備、還可以制作窯爐設施、高溫鋁硅酸鹽絕緣體、翻砂模面料。使用紅柱石制成的耐火纖維作爐襯,比之耐火土或輕質磚爐襯可節能 30~50%。利用紅柱石耐火磚除可減少燃料消耗,增加穩定性外,還可節約40%以上一般耐火材料的消耗。
(3)生產硅鋁合金、氧化鋁和鋁金屬的原料
因紅柱石Al2O3含量高,鐵、鈦和鈣等氧化物雜質含量低,用于生產含鋁60%的硅鋁合金時,可以不用氧化鋁,即可簡化生產程序又可提高生產工效。
從七十年代開始,紅柱石已廣為我國工業生產所重視,其應用領域也在迅速擴大。紅柱石經過煅燒后形成的莫來石具有很高的耐火度、化學穩定性和機械強度,因此在冶金、建材及其他工業部門得到廣泛應用。表3列出了紅柱石類礦物的主要用途。
用于合成莫來石以紅柱石為原料合成莫來石的方式有兩種:一是將紅柱石直接煅燒,形成中鋁莫來石熟料;二是以紅柱石精礦粉添加鋁礬土、工業氧化鋁、鋯英石等。在高溫下煅燒形成莫來石或鋯莫來石熟料,此方式對于利用紅柱石選礦廠的大量細粉精礦具有現實意義,也是將紅柱石原料深加工的一條途徑。
(2)耐火磚
紅柱石煅燒后制成型材,可用于熱風爐、熱風塔等關鍵部位,也可用于各種輔助性澆注和操作設備、還可以制作窯爐設施、高溫鋁硅酸鹽絕緣體、翻砂模面料。使用紅柱石制成的耐火纖維作爐襯,比之耐火土或輕質磚爐襯可節能 30~50%。利用紅柱石耐火磚除可減少燃料消耗,增加穩定性外,還可節約40%以上一般耐火材料的消耗。
(3)生產硅鋁合金、氧化鋁和鋁金屬的原料
因紅柱石Al2O3含量高,鐵、鈦和鈣等氧化物雜質含量低,用于生產含鋁60%的硅鋁合金時,可以不用氧化鋁,即可簡化生產程序又可提高生產工效。
從七十年代開始,紅柱石已廣為我國工業生產所重視,其應用領域也在迅速擴大。紅柱石經過煅燒后形成的莫來石具有很高的耐火度、化學穩定性和機械強度,因此在冶金、建材及其他工業部門得到廣泛應用。表3列出了紅柱石類礦物的主要用途。
用于合成莫來石以紅柱石為原料合成莫來石的方式有兩種:一是將紅柱石直接煅燒,形成中鋁莫來石熟料;二是以紅柱石精礦粉添加鋁礬土、工業氧化鋁、鋯英石等。在高溫下煅燒形成莫來石或鋯莫來石熟料,此方式對于利用紅柱石選礦廠的大量細粉精礦具有現實意義,也是將紅柱石原料深加工的一條途徑。