Магнезитовые огнеупоры состоят в основном из окиси магния (MgO). Исходным сырьем для производства магнезитовых огнеупоров служит горная порода магнезит MgCO3 (47,62% MgO и 52,38% СO2). Последнее время в США, Англии, Японии и в других странах в промышленных масштабах магнезитовые огнеупоры изготавливают из магнезии, получаемой из морской воды. Магнезия отличается большой чистотой — содержание MgO достигает 99,0 %. Производство магнезии из морской воды является одним из наиболее важных технических открытий в области огнеупоров [18].
Природный магнезит бывает двух разновидностей: мелкокристаллический и крупнокристаллический. Большие месторождения кристаллического магнезита имеются па Урале (Саткинское, Халиловское и др.), в Восточной Сибири (Тальское и др.). Наибольшая промышленная добыча пока производится на Саткинском месторождении. Химический и минералогический составы саткинских магнезитов приведены ниже.
Химический состав, %: Минералогический состав, %:
магнезит . . 97,50—97,7
MgO .... 45,25—46,20 доломит . . 0,50—0,59
СаО .... 0,28— 0,85 кальцит . . 0,33—0,40
SiО2 .... 0,50— 1,78 кварц . . . 0,34—0,45
Fe2О3 . . . 0,59–– 1,45 пирит . . . 0,23––0,33
А12О3 . . . 0,58— 0,70 тальк . . . 0,20––0,30
п. п. п. ... 50,8—51,60 шунгит . . . 0,58—0,83
Магнезитовый порошок, обожженный при 1500— 1600 °С, называется спеченным, или металлургическим магнезитом. Такой магнезит с водой реагирует медленно, и поэтому иногда его определяют как «намертво обожженный». В процессе обжига происходит разложение магнезитовой породы согласно уравнению: MgCО3 → MgO + CО2. Содержание окиси магния (MgO) достигает 90—95 % (на массу прокаленного вещества). Из рис. 9 видно, что при атмосферном давлении диссоциация чистого кристаллического саткинского магнезита происходит в интервале температур 550—650 °С. При этих температурах образуется каустический магнезит, который является гидравлически активным и образует гидрат окиси магния. При повышении температуры обжига каустический магнезит уплотняется (спекается).
Каустический магнезит — белый рыхлый порошок, состоящий из мельчайших аморфных частиц. Под микроскопом видны кусочки окиси магния различной крупности и небольшое количество сохранившихся карбонатов магнезита и иногда доломита и кальцита. При дальнейшем нагревании серовато––белый порошок приобретает желтоватый, а затем и бурый цвет и переходит в кристаллическое состояние. Появляются мельчайшие зерна периклаза (MgO). Спекшийся магнезит представляет собой неоднородный материал, так как фазовое равновесие в нем полностью не достигнуто. Главную массу его составляют округлые и угловатые зерна периклаза желтоватого, оранжевого или бурого цвета.
Рис. 9. Кривая диссоциации при нагревании кристаллического магнезита
Полное спекание магнезита достигается при температуре обжига около 1600 °С. Наибольшее уплотнение и рост кристаллов достигаются в плавленом магнезите и в этом состоянии его химическая активность резко падает. В зависимости от температуры и продолжительности обжига достигается более или менее полное образование новых кристаллических фаз.
Обожженный (спеченный) магнезит включает в себя следующие фазы: периклаз (MgO), монтичеллит (CaMgSiО4), шпинель (MgO•Al2О3), магнезиоферрит (MgTi2О4). Суммарное количество периклаза и магнезиоферрита обычно составляет около 99 %. Периклаз является наиболее устойчивой кристаллической фазой обожженного магнезита. Магнезиоферрит в виде твердого раствора очень часто входит в состав периклаза, придавая его зернам оранжевую или бурую окраску; при этом показатель преломления периклаза повышается.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.