体积密度是镁白云石砂的重要质量指标,它反映出熟料的烧结程度,并直接影响到熟料的抗水化性能(粉化率)。以镁精矿轻烧粉与消石灰配合生产镁白云石砂时,混合料的混磨细度对熟料体积密度的影响以及体积密度与粉化率的合成镁白云石砂的烧成温度与所用原料、原料中杂质含量、烧成设备有关。一般烧成温度为1650℃左右,烧成温度愈高,熟料的密度增大(在烧结温度范围内)、强度愈高保温时间对镁白云石砂致密度的影响也十分明显。
白云石砂的烧结是非常困难的,纯的白云石烧结温度极高(1900~2000℃)。白云石难于烧结的原因主要有三:其一,白云石的煅烧产物CaO和MaO都是高熔点氧化物,低温下不可能将它们烧结至高密度;其二,在通常烧结温度下,MgO-CaO二元系中不存在MgO与CaO的化合物,CaO与MgO的固溶量也极为有限,而且Ca2+在MgO中和Mg2+在CaO中的扩散系数均很小,低于1900℃下不可能通过固相扩散使CaO与MgO的混合物致密化;其三,白云石煅烧后形成团聚结构,烧结理论表明仅靠固相扩散不可能使具有团聚结构的坯体烧结致密。
镁白云石砂的另一个结构特点是方钙石的结晶尺寸总比方镁石小。所列为不同烧成制度下方钙石与方镁石结晶尺寸的对比。这是因为方钙石被连续的方镁石相所包围,即方钙石在镁白云石砂的显微结构中不是连续相。在大的方钙石晶簇中,方钙石的生长依赖于Ca2+在方钙石晶格中的扩散而进行,是一种简单的 CaO-CaO晶界迁移过程:但对于小的、被孤立的方钙石晶粒或晶簇,Ca2+的扩散必须穿过MgO相,使方钙石晶粒生长的活化能较大,生长速率较方镁石小。
白云石粉按用途分为两大类:冶金炉料用白云石、超细白云石价格耐火材料用白云石,这两大功用的白云石均以氧化镁含量划分牌号。冶金炉料用白云石按氧化镁含量只设一个牌号,即:LBYS19。鹤壁白云石耐火材料用白云石按氧化镁含量分为五个牌号,即:NBYS22、NBYS20、NBYS19、NBYS18、 NBYS16,其中 NBYS22、NBYS19 又分为 A、B 两级,NBYS20 分为 A、B、C 三级。在今天的这篇文章中,我们主要介绍耐火材料用白云石。耐火材料用白云石取自汉语拼音的“耐白云石”字首,后面的数字为氧化镁的百分含量。
MgO-CaO系白云石砂原矿石较难烧结,MgO与CaO属阳离子惰性气休型的电子层结构,具有低的极性,不易扩散,且颗粒表面倾向于形成双电层,阻碍直接接触的机会,这种低极性的阳离子氧化物,只有在温度近于其熔点时,才会出现结构缺陷。空位的出现和离子扩散过程的发生,也只有在接近熔点的温度下才有可能,故高纯致密碱性原矿石,均难烧结。白云石复盐〔Ca • Mg(CO3)2热分解后,仍是CaO与MgO两相共存,互溶程度小,故纯白云石(CaO·MgO)、较纯MgO或CaO更难烧结,采用在MgO中掺入CaO,增加CaO-CaO 的接触机会;或在白云石中掺入MgQ,提高MgO含量,增加MgO-MgO接触机会,可以改善其烧结性能。