Огнеупоры и их применение

Раздел: Учебники

Раньше такой клинкер получали только обжигом природного магнезита MgC03 или в редких случаях брусита Mg (ОН)2. За последние двадцать с лишним лет во многих странах развилось производство кристаллической окиси магния (периклаза) на основе его гидроокиси, осаждаемой обожженной известью или доломитом из растворов солей магния (морской воды, рапы, отходов калийной промышленности). Поэтому магнезиальный клинкер получают также обжигом гидроокиси магния. Оба способа широко распространены.

Магнезитовая руда в зависимости от структуры делится на крупнокристаллическую и мелкокристаллическую. Первая структура образуется в результате мета- соматического взаимодействия раствора карбоната магния с известковыми и доломитовыми породами с последующим формированием крупных залежей в виде пласта или линзы. Известные месторождения, имеющие промышленное значение, расположены в Австрии (Вейц, Радентайм), КНР, КНДР. Вторая структура мелкокристаллического характера образуется в результате воздействия гидротермальных растворов на ультраосновные и деформированные породы и последующего формирования необходимых жильных или гнездообразных месторождений, например в Югославии, Индии. В Японии также есть магнезитовые месторождения, но их промышленная ценность низкая. В любом случае магнезитовая руда залегает вместе с примесями — Доломитом и известью. MgC03 и FeC03 составляют полный твердый раствор. Магнезитовую руду с большим содержанием FeC03 называют брейннеритом. При содержании в брейннерите небольших примесей он хорошо спекаем, и потому применяется в качестве сырья для магнезиального клинкера.

Магнезит при 600—800 °С разлагается с выделением С02. Затем с повышением температуры происходит кристаллизация MgO с последующим спеканием. В последние годы в Японии в больших количествах стали производить магнезиальный клинкер из морской воды, поэтому использование магнезиального клинкера из природного магнезита резко сократилось.

Сырьем для получения так называемого морского магнезиального клинкера служат соли магния MgCl2 и MgS04, содержащиеся в морской воде. Схема производства клинкера показана на  28. Принцип производства состоит в следующем: к морской воде добавляют гидроокись кальция, и в результате реакции Mg2+ + Са (ОН)а Mg (ОН)2 + Са2+

получают гидроокись магния, которую обжигают во вращающейся печи при высокой температуре.

Вместо гидроокиси кальция можно использовать гидрированные доломитовые кальцинированные вещества. В этом случае реакция протекает следующим образом:

Mg2+ + CaMg (ОН)4 2Mg (ОН)2 + Са2+.

Необходимо, чтобы используемый доломит или гидроокись кальция не приводили к увеличению количества примесей в гидроокиси магния и чтобы в условиях полной гидратации не возникало остаточных продуктов.

На свойства магнезиального клинкера большое влияние оказывает не только содержание MgO, но и структура загрязняющих компонентов. Примеси в магнезиальном клинкере присутствуют в основном между зернами периклаза. Обозначив СаО символом С, Si02—S, А1203—A, Fe203—F, MgO—М, укажем, что соотношение СаО

Диапазон образования минералов CMS сравнительно небольшой, их термические свойства и спекаемость находятся на должном уровне.

Серьезной проблемой является присутствие В203. На  30 показано влияние содержания окиси бора на термическую прочность магнезиального клинкера. Видно, что присутствие даже микроколичеств Ва03 значительно снижает прочность материала. Считают, что В203 содержится в морской воде в виде ионов борной кислоты, которые адсорбируются гидроокисью магния и впоследствии примешиваются к клинкеру. Следовательно, снижение содержания В203 представляет очень трудную проблему, которую в Японии стараются разрешить. В настоящее время при изготовлении высококачественных изделий добиваются снижения содержания В203 до 0,1 %. Свойства товарного магнезиального клинкера приведены в табл. 30. При изготовлении магнезиального клинкера из морской воды или из природного магнезита в любом случае соблюдается строгий контроль за составом примесей.