Quais são as seis matérias-primas mais utilizadas para refratários?

Matérias-primas refratárias referem-se aos materiais necessários para a produção de produtos refratários. É a base para a produção de materiais refratários. A maioria das matérias-primas refratárias são minerais naturais (como argila refratária, bauxita alta, sílica, minério de cromo, magnesita, dolomita, olivina de magnésio, zirconita, cianita, silimanita, andaluzita, etc.). Com a melhoria contínua dos requisitos abrangentes de desempenho de materiais refratários, na produção de materiais refratários, matérias-primas industriais e matérias-primas sintéticas também são cada vez mais utilizadas (como alumina industrial, mulita sintética, fibras refratárias artificiais, bolas ocas refratárias artificiais, etc. .). A qualidade e o custo dos produtos refratários dependem em grande parte da seleção correta e do uso racional das matérias-primas.
As matérias-primas refratárias de acordo com as propriedades químicas podem ser divididas em matérias-primas refratárias ácidas, matérias-primas refratárias alcalinas e matérias-primas refratárias neutras; De acordo com a fonte podem ser divididos em matérias-primas minerais naturais e matérias-primas sintéticas; Em circunstâncias normais, as matérias-primas para a produção de materiais refratários são divididas em matérias-primas principais e matérias-primas auxiliares.
As matérias-primas para a produção de produtos refratários, sejam elas matérias-primas minerais naturais ou matérias-primas sintéticas, devem ter refratariedade suficientemente elevada do ponto de vista mineralógico para a produção dos produtos; Do ponto de vista tecnológico, deve ser capaz de satisfazer os requisitos básicos da tecnologia; Do ponto de vista do desempenho do produto fabricado com ele, deve ser capaz de atender ao desempenho do produto, principalmente aos requisitos de desempenho em altas temperaturas.
As matérias-primas refratárias são geralmente divididas em matérias-primas refratárias de alumínio-silício (siliciosas, argilosas, com alto teor de alumínio, etc.), matérias-primas refratárias alcalinas, matérias-primas refratárias de isolamento térmico e outras matérias-primas refratárias.
Primeiro, matérias-primas siliciosas
Devido ao efeito de volume das variantes de quartzo, os tijolos de sílica também são feitos diretamente de sílica, que é um termo geral para quartzo ganga, quartzito, sílex e arenito. O principal componente da sílica é o SiO2 e os demais são impurezas. As matérias-primas siliciosas utilizadas em refratários são entulho cristalino e sílica cimentada.

Em segundo lugar, matérias-primas de argila
A argila refratária é a principal matéria-prima para a produção de refratários de silicato de alumínio, e seus requisitos de refratariedade são superiores a 1580 graus C de todos os tipos de argila dura, argila macia (semi-macia) e xisto argiloso, que são coletivamente chamados de argila refratária.
A argila refratária natural é geralmente um minério de argila principalmente caulinita (Al2O3 2SiO2 2H2O) como seu principal componente, ou seja, silicato contendo água como corpo principal, e misturado com quartzo livre, pirita, rutilo e compostos orgânicos compostos por uma mistura. A maioria desses minerais não homogêneos são dispersões compostas por partículas com menos de 1,2 μm de diâmetro.
De acordo com as diferentes formações da argila, pode ser dividida em: argila primária e argila secundária. Argila primária refere-se à formação de argila após o intemperismo da rocha-mãe (como o feldspato), que ainda permanece no local. A argila secundária, também conhecida como argila flutuante, é a argila transferida para outros locais e depois depositada pela argila original em condições dinâmicas naturais, com partículas finas, grande dispersão e alta plasticidade.
A argila refratária usada na indústria refratária possui principalmente as duas categorias a seguir.
① A argila dura é caracterizada por tecido denso, grande dureza, partículas extremamente finas, água não é fácil de dispersar e a plasticidade é muito baixa. Essas argilas são geralmente de aparência cinza claro, esbranquiçada ou cinza. Fratura em forma de concha, alguma superfície tem uma sensação de suavidade, fácil de quebrar em pedaços.
② A argila macia (semi-macia) costuma ser em blocos, de tecido macio e com boa plasticidade. A cor desta argila varia muito devido aos diferentes tipos e conteúdos de impurezas. Do cinza ao cinza escuro ao preto; Alguns são roxos, vermelhos claros ou brancos.
Terceiro, matérias-primas com alto teor de alumínio
(1) Bauxita
A bauxita é a principal matéria-prima para a produção do corindo marrom, e o clínquer de alto alumínio com teor de Al2O3 de 88%90% é a principal matéria-prima do corindo subbranco. Produção de corindo branco, corindo denso e outras aluminas como matéria-prima. A bauxita também é conhecida como bauxita alta ou bauxita, os principais minerais são o diásporo (Al2O3 H2O) e o trihidrato (Al2O33H2O).

A China possui vastas reservas de bauxita: ela é produzida desde Shanxi, Hebei e Shandong ao norte do Rio Amarelo, passando por Henan e Guangxi no centro da China, até Guizhou e Yunnan no sudoeste. Atualmente, as principais áreas produtoras de clínquer com alto teor de bauxita são Shanxi, Henan e Guizhou. Existem também algumas minas menores em desenvolvimento em Hunan. Os principais minerais da bauxita na China são a hidrobauxita, a boemita, a caulinita e a pirofilita, que podem ser divididas em três tipos de acordo com sua composição mineral: tipo hidrobauxita-caulinita (DK); Tipo Boehmstone-caulinita (BK); Tipo hidrobauxita-pirofilita (DP). Atualmente, a bauxita tipo DK é a mais amplamente utilizada, o clínquer de bauxita tipo DK é dividido em S, Ⅰ, ⅡA, ⅡB, Ⅲ e assim por diante de acordo com seu teor de Al2O3.
(2) corindo sinterizado e corindo fundido
A produção artificial de corindo é o uso de alumina industrial ou alta bauxita como principal matéria-prima, derretendo no forno a arco para produzir. Além disso, a alumina de placa de corindo pode ser obtida pelo método de sinterização. Este método ainda se baseia no pó de óxido de alumínio industrial como principal matéria-prima, através de calcinação, moagem fina, formação de bolas e queima. Este método é difícil de produzir tecnologia, mas o produto tem alta resistência, forte resistência à corrosão e boa estabilidade ao choque térmico. O chamado "corindo subbranco" é na verdade um corindo elétrico denso fundido baseado em alto teor de bauxita, o teor de Al2O3 é superior a 98%, a porosidade aparente é inferior a 4%; É feito de alto teor de bauxita por eletrofusão sob atmosfera redutora e condições controladas. O cristal de corindo é granular, geralmente 115 mm; As principais impurezas são rutilo, titanato de alumínio e sua solução sólida.

(3) Mulita
A mulita é um material refratário que tem a fase cristalina 3Al2O32SiO2 como principal componente. A mulita é dividida em mulita natural e mulita sintética. A mulita natural é rara e geralmente sintética. A mulita é quimicamente estável e insolúvel em ácido fluorídrico. Possui boas propriedades mecânicas e térmicas de alta temperatura, de modo que a mulita sintética e seus produtos têm as vantagens de alta densidade e pureza, resistência estrutural de alta temperatura, baixa taxa de fluência em alta temperatura, baixa taxa de expansão térmica, forte resistência à erosão química, térmica resistência ao choque e assim por diante.
(4) minerais do grupo silimanita
Os minerais do grupo da silimanita incluem cianita, andaluzita, silimanita, comumente conhecida como "três pedras". A composição química das três pedras é a mesma, mas a estrutura cristalina é diferente e é um cristal homogêneo. Aquecidos a alta temperatura, são convertidos em mulita, gerando uma pequena quantidade de SiO2 fundido, acompanhado de expansão de volume.

Devido ao tamanho diferente da expansão de aquecimento de três pedras, sua utilização direta não é a mesma. Devido à pequena variação volumétrica da andaluzita, seja ela utilizada na fabricação de tijolos ou como aditivo, é utilizada diretamente como matéria-prima. A silimanita e a cianita são frequentemente adicionadas aos ingredientes na forma de agentes de expansão, especialmente para materiais refratários amorfos. E usado para fazer tijolos deve ser clínquer calcinado, especialmente cianita deve ser material maduro calcinado.
Em quarto lugar, matérias-primas refratárias alcalinas
4.1 Matéria-prima de magnésio
(1) magnesita
Existem dois tipos principais de magnesita na China: magnesita cristalina e magnesita amorfa. A magnesita da China é distribuída principalmente nas províncias de Liaoning e Shandong, a principal impureza da magnesita é o talco, há também alguma magnesita contendo alto teor de CaO, seguida pelo mineral dolomita, a magnesita da China de acordo com a composição química pode ser classificada como S, I, II , III, IV cinco graus, apenas os graus S e I usados ​​para calcinação de tijolos de magnesita.
A magnésia de alta pureza é preparada por flotação em duas etapas e calcinação em duas etapas. A magnésia de alta pureza preparada por este método pode ser usada como matéria-prima para desenvolver uma variedade de produtos refratários de alto desempenho.
(2) Outros minerais contendo magnésio
A principal composição mineral dos produtos de olivina de magnésio em materiais refratários de magnésio é a olivina de magnésio (2MgO·SiO2) e a magnesita cúbica (MgO). Este produto é caracterizado por forte resistência ao óxido de ferro fundido e melhor estabilidade ao choque térmico do que o tijolo de magnésia comum. As principais matérias-primas para a produção deste produto são a peridotita e a serpentina.
4.2 Matérias-primas dolomíticas
A dolomita é uma matéria-prima refratária composta principalmente por sais duplos de carbonato de magnésio (MgCO3) e carbonato de cálcio (CaCO3). Sua fórmula química é CaMg(CO3)2 ou MgCO3 CaCO3, e sua composição teórica é CaO3 0,41%, MgO2 1,87% e CO2 47,72%. CaO/MgO=1.39, a dureza é 3,54.
A dolomita na China é rica em matérias-primas, amplamente distribuída e relativamente pura. Existem reservas abundantes na área de Dashiqiao, na província de Liaoning. Shandong, Hubei, Shaanxi, Guangxi, Gansu, Jiangxi, Anhui, Sichuan, Yunnan, Hunan e outras províncias são ricas em recursos minerais. O corpo de minério é frequentemente associado a calcário e magnesita.
5. Matérias-primas para produtos de zircônio
(1) Pedra de zircão
O zircão (ZrO2·SiO2 ou ZrSiO4) é a principal matéria-prima para a produção de produtos de zircão e produtos de zircão, e a origem do zircão na China é a província de Hainan. Pode ser encontrada na província de Guangdong, na região autônoma de Guangxi Zhuang, na província de Shandong, na província de Fujian e na província de Taiwan.
A composição teórica do zircão é ZrO2 670,01% e SiO2 320,99%. Muitas vezes contém TiCfe e outros vestígios de óxidos de terras raras, que, devido à presença desses elementos, o tornam radioativo em graus variados. Portanto, ao utilizar esta matéria-prima para a produção de produtos, devem ser tomadas medidas de proteção necessárias.

O zircão tem uma baixa condutividade térmica de 3,72 W/(mK) a 201.000 graus. O coeficiente de expansão do zircão também é baixo em comparação com outros cristais, 4,6X 10-6 grau a 1000 graus, e o coeficiente de expansão de seu único cristal nas duas direções do eixo principal vertical e paralelo (eixo C) tem uma grande diferença. O zircão possui alta inércia química e é difícil de reagir com ácidos. Reage em menor grau com o vidro fundido, sendo frequentemente utilizado em refratários metalúrgicos e na indústria do vidro.
(2) plagiozircão
O zircão natural (ZrO2) costuma apresentar aglomerados irregulares, preto, marrom, amarelo ou incolor. Existem poucos corpos de minério de zircão inclinados naturais na China. O ZrO2 utilizado na indústria é uma matéria-prima química, que é um pó branco ou amarelado obtido por método químico a partir do zircão (ZrO2·SiO2).
O ZrO2 puro possui três formas cristalinas à pressão atmosférica: fases monoclínica, tetragonal e cúbica de baixa a alta temperatura.
ZrO2 estável, de acordo com seu grau de estabilidade, existem pontos de ZrO2 parcialmente estáveis ​​​​e pontos de ZrO2 totalmente estáveis, porque o coeficiente de expansão térmica do ZrO2 totalmente estável é maior, sua estabilidade ao choque térmico não é tão boa quanto o parcialmente estável, então o último é comumente usado para fazer cerâmicas e materiais de endurecimento refratários.
(3) zircônio dessiliconizado
Na fabricação de refratários fundidos de zircônio corindo (AZS) no exterior, além do uso de concentrado de zircão, é adicionada uma certa quantidade de matéria-prima "zircônio desiliconizado", cuja finalidade é: primeiro, ajustar e estabilizar a fórmula ; A segunda é melhorar e otimizar o desempenho do produto.
(4) mulita de corindo de zircônio
As matérias-primas originais são alumina industrial, caulim e zirconita, que são finamente moídas e misturadas uniformemente, esferas de pressão semi-secas e calcinadas a 3001700 graus para produzir este material. Os resultados mostram que o aumento do teor de zircão leva ao aumento da temperatura de sinterização, diminuindo a retração total e aumentando a porosidade fechada. Essas reações fazem com que a mulita sinterizada de zircão e corindo tenha maior densidade e resistência e melhor estabilidade de resistência ao choque térmico.

6. Matérias-primas para produtos de cromo
Uma das principais matérias-primas para a produção de refratários de cromo (tijolo de cromo, tijolo de cromo-magnésia, tijolo de cromo-magnésia) é o minério de cromo ou cromita. A cromita é uma mistura de uma variedade de minerais, pois sua composição mineral varia muito, em termos de composição química e a mudança de propriedades físicas também é grande. Geralmente é composto por minerais de ganga com grãos crômicos. Esses minerais de ganga são geralmente silicatos de magnésio, como serpentina, olivina de magnésio e olivina. Além do Cr2O3 na cromita, existem também Al2O3, Fe2O3 e MgO, cromita geral, devido à presença de magnésio e ferro, muitas vezes expresso como (Mg, Fe) Cr2O3.
Os itens acima são matérias-primas refratárias comumente utilizadas, com a inovação da tecnologia refratária, os tipos de matérias-primas são mais diversos, principalmente nos últimos anos, por causa de problemas ambientais e uma série de motivos como recursos de minério bruto, e continuam a desenvolver melhor desempenho de materiais sintéticos artificiais e matérias-primas renováveis ​​com recursos mais ecológicos (como nitreto de ferrossilício, Theron, etc.).