镁质耐火材料
耐火材料工艺学 氧化镁-氧化钙系耐火材料
3）MF在MA中的溶解度较在方镁石中的溶解度大 得多，因此MA能从方镁石中转移MF从而消除了 MF因温度波动引起的向方镁石中溶解或自其内部 析出的作用，从而提高方镁石的塑性，消除对热 震稳定性的不良影响； 4）MA与FeO反应可生成含有氧化铁的尖晶石； 5）尖晶石的熔点为2135℃，且与方镁石形成二元 系的始熔温度较高（1995℃），因而以MA作结合 物的制品的耐火度和荷重变形温度较高。
广泛采用的稳定剂有CaO、MgO及其混合物，其中 CaO较有效，MgO次之。 CaO加入量通常为3～8%或更多 （按质量计）。
31
ZrO2—MgO 系 的 立 方 固 溶 体 在 长 时 间 加 热 处 理 (1000 ～ 1400℃)后会发生分解，导致制品破坏。ZrO2—CaO系立方 固溶体虽较稳定，但长时间加热时亦会发生部分分解，而 使ZrO2失去稳定作用。ZrO2—Y2O3固溶体与其它ZrO2固溶 体相比最主要优点是在1100～1400℃长时间加热不发生分 解，但这类氧化物稀缺，价格昂贵，只能局限于某些特殊 要 求 的 地 方 使 用 。 多 种 复 合 稳 定 剂 ， 如 ZrO2—MgO 和 ZrO2—CaO固溶体中加入1～2％Y2O3即可显著提高其热震 稳定性。加入3～5％Y2O3可以使固溶体完全不分解，而且 有很高的机械强度和较低的热膨胀系数。
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锆英石是ZrO2—SiO2二 元系中唯一的化合物(图71)。它在1676℃分解并在 1687℃ 异 成 分 熔 化 ， 纯 ZrSiO4 耐 火 度 在 2000℃ 以 上，随杂质含量增加，耐 火度亦相应降低。
28
第二节 氧化锆制品
一、原料的制取和稳定
氧化锆在地壳中的含量约占0.026％，分布极为分散。在自 然界中主要有两种含锆矿石。
耐火材料(6)碱性耐火材料
2. 镁方铁矿 [(Mg, Fe)O]
Mg2＋与Fe2＋离子互相置换形成的连续固溶体。 出现液相温度1850℃，完全液化温度超过2000℃，能够抵抗含铁
熔渣的优质耐火材料。
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第一节 镁质耐火材料
二、结合相 1、MgO•R203 (镁铁、镁铝、镁铬尖晶石)
– 熔点和分解温度较高（铬>铝>铁） – R203固溶于方镁石，有助于烧结（铁>铬>铝）
4. 轻烧油浸白云石制品
5. 烧成油浸白云石和镁白云石制品
6. 镁钙碳制品
7. 半稳定性白云石白云石质耐火材料
二、稳定性白云石耐材 稳定性白云石是指大气下稳定性很高的人工合成的无游离
CaO的白云石熟料。 生产：熟料破粉碎、筛分、合理级配——加入4%-6%的水混
合——成型即得不烧制品。 稳定性白云石熟料的细粉可作为结合材料——白云石水泥。 可代替镁砖使用，主要用于炼钢炉的副炉底和炉衬的安全
层、加热炉均热床和高温段炉底，以及水泥窑高温带、化 铁炉和盛钢桶的内衬.
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第二节 白云石质耐火材料
第三节 镁橄榄石质耐火材料
主晶相镁橄榄石（M2S）占65%-75%； 弱碱性耐火材料，可用于高温下受重负荷较大的情况；
用作有色冶金炉的炉衬材料，炼钢转炉和电炉的安全衬， 炼钢平炉的蓄热室和玻璃熔窑蓄热室的格子砖，锻造加热 炉和水泥窑的内衬材料。
2、硅酸盐相 性
M2S CMS C3MS2 C2S
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第一节 镁质耐火材料
三、各种镁质耐材的性质和应用
各种镁质耐火材料的耐火度，一般皆高于1920℃， 抗碱性渣侵蚀的能力也强，但依结合相的种类、性质、数
耐火材料第五章
→C4AF、C3A、C2F使CaO-MgO（2370 ℃）系统的始熔温度降低
900~1000℃。 C3S本身熔点高，但易与SiO2、MgO反应生成低熔物。所
以，提高白云石材料的高温性能，必须尽量降低Al2O3、氧化铁以及SiO2
等杂质。
二、化学组成对镁质制品性能的影响
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
Al2O3的影响 铝铁比A/F = 0.64 铝铁比A/F ＜0.64 铝铁比A/F >0.64 CaO-MgO-C3S-C4AF CaO-MgO-C3S-C4AF-C2F CaO-MgO-C3S-C4AF-C3A 1295℃ 1290 ℃ ＜1300 ℃
→C3A、C2F的影响相似。
2.0
C/S质量比
相组合
0
MgO M2 S 镁硅砖 1860
0-0.93
MgO M2 S CMS 1502
0.93
MgO CMS 1490
0.93-1.4
MgO CMS C3MS2 1490
1.4
MgO C3MS2 1575
1.4-1.87
1.87
MgO MgO C3MS2 C2S C2S 镁钙砖 1575 1890
矿物 M MK 2400 MA 2130 MF 1750 不一致 C3S 1900 分解 M2S 1890 C2S 2130 CMS 1498 不一致 C3MS2 1575
5
C2F 1435
熔点 2800 ℃
1、 MgO-C的氧化还原反应
1、MgO的稳定性随T↑， △G↑, 稳定性↓
CO稳定性随T↑，△G↓， 稳定性↑ 2、MgO的稳定性随P'Mg↑， △G↓，稳定性↑ CO稳定性随P'CO ↑, △G↑，稳定性↓
镁质耐火材料的开发与应用
【 关键词 】 镁质耐火材料 ； 开发与应用
［ 中图分类号 】Ｔ １５７ Ｑ ７． ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号］１ ． ６ ４ ＩＳ ０ ９ ０ ４ ． １． ． ２ ０３ ９ Ｎ １０ － １２２ １ ７０ ９ Ｓ ０ ０ ０
１ 前 言
进入新 世纪以来 ，随着钢铁 、有色金属 、建材等高温工
辽 宁 建 材
２１ ０ １年 第 ７ 期
镁质耐火材料的开发与应用
杨孝 岐
（辽 宁省产 品质量监 督检验 院 ，辽 宁 沈 阳 １０３ ） １０２
【 摘
要 】探讨镁质耐火材料行业未来发展的发现和战略 ， 促进镁质耐材行业的健康和可求 。
精 炼设备之 一 ，它不仅要求耐火材料的使用寿命长 ，而且还 要对钢水有净化作用 ，至少不对钢水产水污染。 目前 ，能够 满 足这种要 求的耐 火材料只有镁钙质耐火材料 ，包括烧 成镁
２ 镁质耐火材料 开发与应用
到目前为止 ，钢铁 、水泥、有色金属冶炼 、玻璃和陶瓷
产 量 均排 世界 首位 。２ １ 粗 钢产 量 占全 球 粗 钢产 量 的 ０ ０年 【 收稿 日期 】２ １－ ７ ８ ０ １０ － －０
要集 中在 Ｍｇ Ａ ２，ＴＯ 系和 Ｍ Ｏ ＺＯ 系耐火 材料方 面 ， Ｏ— １ 一 ｉ ： ０ ｇ — ｒ
进 行 了颇 为 成 功 的尝 试 。
ＺＯ 构成 的包覆层 ，保护粗颗粒氧化镁不受侵蚀 ，而且在烧 ｒ： 成过程 中能形成致密 的砖 组织 ，使镁锆砖的显气孔率比一般 碱性砖 低 ２ ３ ％～ ％，因此具有 很好的 耐蚀性和抗 浸透 性 ，使
计探 明储量 ｌ 亿 ｔ 生产 量 ３ ０万 ｔ Ｏ ，年 ４ ；岫岩地区累计 探明 储量 ５ ｔ 亿 ，年生产量 １０万 ｔ ２ 。
镁质耐火材料分类
镁质耐火材料分类一、引言镁质耐火材料是一种常用于高温炉窑的耐火材料，具有优异的耐火性能和化学稳定性。
根据其不同的成分和用途，可以将其分为多种不同类型。
本文将对镁质耐火材料进行分类介绍。
二、镁质耐火材料的基本特点1. 耐高温性能好：镁质耐火材料在高温下具有良好的抗热性能，可以承受高温下的氧化、腐蚀等作用。
2. 化学稳定性好：镁质耐火材料在化学环境下具有较好的稳定性，可以承受酸碱等强腐蚀性介质的侵蚀。
3. 密度小、热导率低：镁质耐火材料具有较小的密度和较低的热导率，可以减少炉窑体积和表面散热。
三、镁质耐火材料分类1. 镁铝系列主要成分为氧化镁和氧化铝，可用于各类工业炉窑内衬、玻璃窑道、钢铁冶炼炉底等高温场合。
2. 镁碳系列主要成分为氧化镁和天然结晶石墨，可用于电弧炉、感应炉、转炉等冶金设备内衬。
3. 镁钙系列主要成分为氧化镁和氧化钙，可用于窑炉内衬、玻璃窑道、陶瓷窑等高温场合。
4. 镁铬系列主要成分为氧化镁和氧化铬，可用于钢铁冶炼中的转炉内衬、耐火材料生产中的制品等。
5. 镁锆系列主要成分为氧化镁和氧化锆，可用于高温反应器、玻璃窑道等场合。
四、镁质耐火材料的应用领域1. 冶金行业：电弧炉、感应炉、转炉等设备内衬。
2. 玻璃行业：玻璃窑道、玻璃加工设备内衬。
3. 陶瓷行业：陶瓷窑等设备内衬。
4. 化工行业：各类反应器内衬、高温管道等设备。
5. 其他行业：石油化工、电力、建材等行业的高温设备内衬。
五、结语镁质耐火材料是一种重要的高温耐火材料，其分类和应用领域十分广泛。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的镁质耐火材料，以保证设备的正常运转和生产效率。
2024年镁质耐火砖市场规模分析
2024年镁质耐火砖市场规模分析引言镁质耐火砖是一种重要的耐火材料，广泛应用于高温炉窑和冶金行业。
本文将对镁质耐火砖市场的规模进行分析，包括市场概述、市场规模和发展趋势。
市场概述镁质耐火砖是一种由高纯氧化镁制成的耐火材料，其具有高温稳定性、耐火性能好等优点，被广泛应用于钢铁、冶金、建筑和化工等行业。
随着这些行业的快速发展，镁质耐火砖的需求也在不断增加。
市场规模根据市场研究数据，镁质耐火砖市场规模呈现稳步增长的趋势。
在全球范围内，2019年镁质耐火砖市场规模达到X万吨，预计到2025年将达到Y万吨，年复合增长率为Z%。
亚洲地区是镁质耐火砖市场的主要消费地区，占据全球市场份额的大部分，其次是欧洲和北美地区。
市场发展趋势1.钢铁、冶金和化工等行业的发展将推动镁质耐火砖市场的增长。
这些行业对高温耐火材料的需求将不断增加，推动镁质耐火砖市场的快速发展。
2.高温技术的进步将促进镁质耐火砖的创新和改良。
随着科技的不断进步，新型的镁质耐火砖将不断涌现，具备更好的耐火性能和更长的使用寿命，进一步推动市场的发展。
3.环保和可持续发展的要求将促使市场对绿色耐火材料的需求增加。
镁质耐火砖作为一种环保的耐火材料，其市场需求有望得到进一步增长。
4.价格波动是市场发展的挑战之一。
镁质耐火砖的价格受到原材料价格和市场供需状况的影响，价格波动可能对市场规模的增长带来一定影响。
结论镁质耐火砖市场规模呈现稳步增长的趋势，并且具有良好的发展前景。
随着行业的不断发展和技术的进步，镁质耐火砖的市场需求将进一步增加，同时也面临价格波动等挑战。
在未来的发展中，企业应关注市场需求的变化，提升产品质量和性能，以保持市场竞争力。
镁质耐火材料
论文题目：镁质耐火材料学院：化学与化工学院专业：无机非金属材料工程122年级：2012级学号： 1208110476 学生姓名：李文雪指导教师：杨林镁质耐火材料以菱镁矿、海水镁砂和白云石等作为原料，以方镁石为主晶相、氧化镁含量在80%以上的耐火材料。
属于碱性耐火材料，即为镁质耐火材料。
以下文章就镁质耐火材料的熔点，抗热震性，耐火度，水化反应，制备，储存等所得心得。
随着工业的进步，镁质耐火材料需要适应这个情况而逐步改善其各种性能，文章就其抗腐蚀性，抗渣性等等的改善提出了一些改善的方法。
最终知道，添加一些添加剂，可以很大程度的改善镁质耐火材料的某些性能，所以在镁质耐火材料的生产过程中，我们可以考虑加入一定的添加剂。
1、陈肇友,李红霞.镁资源的综合利用及镁质耐火材料的发展[J]. 耐火材料,2005,01:6-15.本文介绍了镁资源综合利用的途径及镁质耐火材料在高温工业中的发展情况。
在镁质耐火材料的发展情况中，从应用理论系统地分析并介绍了镁质耐火材料在高温工业：炼钢、有色金属冶炼、水泥窑及垃圾焚烧熔融炉的应用情况及其发展，并介绍了MgO-CaO材料的抗侵蚀和水化问题，以及尖晶石材料与镁质不定形耐火材料的研究现状和发展趋势。
镁质耐火材料一般是由菱镁矿高温煅烧后的镁砂制做的烧成镁砖，由于热膨胀系数大，抗热震性差，易吸潮水化，以及熔渣易渗入砖内甚深，抗热剥落与结构剥落性不好，现在除在一些温度比较稳定的连续式生产的高温炉中仍部分使用外，随着钢铁冶炼、有色冶炼、水泥窑的发展，使用的镁质耐火材料多为镁质复合材料，如镁碳砖、镁钙碳砖、镁钙砖、镁钙锆砖、镁铝尖晶石砖、镁铬砖等。
在以后的发展中，我们要着重发展镁质耐火材料的抗侵蚀性能，还有抗震性，逐步改善镁质耐火材料各方面的性能，使镁质耐火材料发挥自身最大的优点同时使其他材料的性能提升。
2、乌志明,马培华. 镁、镁资源与镁质材料概述[J]. 盐湖研究,2007,04:65-72.本文从中国盐湖卤水镁资源的开发形势十分严峻说起。
镁质耐火材料
镁质耐火材料镁质耐火材料是一种重要的耐火材料，具有耐高温、耐腐蚀等特点。
它是以镁氧化物为主要成分，加入适量的稀土氧化物、硼酸、钼酸等，经过混合、成型、烘烤等多道工序制成。
镁质耐火材料的主要特点和应用将在以下几个方面进行介绍。
首先，镁质耐火材料具有优异的耐高温性能。
由于镁氧化物具有极高的熔点和较低的热导率，因此镁质耐火材料可以在高温下保持结构的稳定性和机械强度，不会出现熔化或软化的现象。
这使得镁质耐火材料成为各种高温工业炉窑、电炉、转炉等设备的首选耐火材料。
其次，镁质耐火材料还具有优异的耐化学腐蚀性能。
镁质耐火材料可以在酸性、碱性等腐蚀介质中保持良好的化学稳定性，不会被腐蚀或溶解。
这使得镁质耐火材料在钢铁冶炼、化工、耐酸建材等领域具有广泛应用。
此外，镁质耐火材料还具有较低的热膨胀系数和良好的热震稳定性。
这使得镁质耐火材料在急冷急热、热震循环等工况下能保持良好的抗裂性能，不会因温度变化而引起破损。
因此，镁质耐火材料广泛应用于冶金、电力、玻璃等行业的高温设备中。
镁质耐火材料的制备过程中还需要注意一些问题。
首先，镁质粉体的细度对材料的性能有着重要影响。
细度越小，材料的密实性和强度越高，但过度细磨可能导致粒子聚团和液相形成，从而影响材料的耐高温性能。
其次，镁质耐火材料还需要通过烘烤等工艺来增强结晶结构和致密度。
这需要严格控制烘烤温度和时间，以避免材料过度热膨胀或过度烘烤导致强度降低。
总的来说，镁质耐火材料是一种具有优异耐高温、耐腐蚀和耐热震等性能的重要材料。
其广泛应用于冶金、化工、玻璃等高温设备和工艺中，为工业生产提供了可靠的保障。
在今后的发展中，还需要进一步提高材料的性能，降低成本，以满足日益增长的高温工业需求。
镁质耐火材料
耐火材料
耐火材料
镁质耐火材料一、镁质干式捣打料
碱性镁质干式捣打料广泛用于各种感应电炉炉衬、超高功率电炉炉底。近年来在连续铸钢中间盛钢桶上使用， 效果也好。
干式捣打料是一种不加液体结合剂与水的不定形耐火材料。施工后不必经过严格的养护，主要靠烘烤或使用 时高温熔体的加热，使干式捣打料的热面烧结成整体，形成一层具有一定强度的致密工作层，由于使用中除工作 层外，其余干式料仍为未烧结的紧密堆积结构，因而具有很好的隔热性能，同时避免了耐火材料在使用中因膨胀 收缩产生应力导致的开裂与穿孔，此外拆除也方便。但干式捣打料不适宜用在有转动与炉身高的窑炉。
二、镁质涂料或喷补料
镁质、镁钙质材料对净化钢液有好处，因此广泛用于连续铸钢中间盛钢桶。但这种涂料或喷补料用于浇铸低 磷钢时，应避免使用磷酸盐结合剂。其次由于涂料加入了不少水分，要尽量高温烘烤排除水分，以免头几桶钢液 增氢。
发展趋势
发展趋势
在新世纪，我国钢铁工业将会重点发展洁净钢；社会对环境保护的要求越来越严格，根据这些情况，预测我 国镁质耐火材料今后发展趋势为：
由于菱镁矿的主要产地是辽宁南部地区，即辽宁海城市、大石桥市、岫岩县、凤城市等地。所以该地区盛产 镁质耐火材料的原料-镁砂，包括电熔镁砂和烧结镁砂，是全世界储量最丰富的地区，当地有很多生产镁质耐火材 料的企业。
用途
用途
耐火材料广泛应用于化工、石油、冶金、硅酸盐、机械制造、动力等工业领域。镁质耐火材料由于具有耐火 性能高、高温强度大和抗碱性熔渣浸蚀的特点,成为冶金行业中广泛应用的辅料之一。例如炼钢过程主要靠熔渣来 除去其中有害杂质（熔渣主要成分为 CaO、FeO等或为高碱性CaO- -渣系）。要抵抗这些熔渣的侵蚀以及吸收钢 中有害杂质,，炼洁净钢等，只有碱性镁质耐火材料最合适；在有色重金属火法冶炼过程中产生低粘度炉渣 （硅 氧化物、铁氧化物、有色金属和硫化物等），要抵抗这些熔渣的侵蚀,，也离不开镁质耐火材料。而影响镁质耐火 材料性能的主要因素是其化学成分。
镁质原料综述
镁质原料综述1、概述镁质类原料有镁砂、白云石、镁橄榄石和蛇纹石等，均属碱性，故又称碱性耐火原料。
镁砂分为烧结镁砂和电熔镁砂两大类，又分为普通镁砂和优质镁砂；根据原料不同，分为镁石镁砂、海水镁砂和盐湖镁砂。
我国的菱镁石储量占世界的90％，而辽宁海城――大石桥一带的储量占我国储量的96％，我国镁砂主要产在辽宁。
而海城――大石桥一带分华子峪和青花峪两个矿系，华子峪矿系的特点是硅高钙低，烧成的产品多是发黄。
而青花峪矿系的特点是高钙低硅，产品多是发黑。
）煅烧来生产，或从海水或卤水中提取镁砂由精选后的菱镁石矿物（MgCO3合成。
天然存在的菱镁石常常伴有白云石、滑石、氯化物、蛇纹石、云母、黄铁矿和磁铁矿。
从海水和卤水中合成镁砂最重要的过程是在镁盐溶液中添加强碱物质（烧结石灰石和烧结白云石）从而析出氢氧化镁沉淀。
析出的氢氧化镁沉淀再经水洗、浓缩、过滤和烧结生产出镁砂。
在另外一种实用的方法中，将浓缩后的）喷进热反应容器中，在这里热气体将它转化成氧化镁和盐酸。
氯化镁（MgCl2水洗氧化镁形成氢氧化镁泥浆，经过滤和烧结再生产出镁砂。
烧结镁砂按煅烧程度分为轻烧镁砂和重烧镁砂。
在耐火材料应用领域中，主要使用重烧镁砂。
天然重烧镁砂通常含有较高的二氧化硅和三氧化二铁，但氧化钙含量对重烧镁砂的使用性能影响非常大，氧化钙含量高在使用过程中和水反应，产生体积膨胀，对不烧制品的影响大，而合成镁砂可通过化学反应控制二氧化硅和氧化钙的含量，并可获得较高致密度。
2、重烧镁砂国标对烧结镁砂的规定：定义：欠烧品：烧结程度不够，颗粒疏松，结晶不明显。
如白块、软硬黄灰以及白色面子。
杂质：非镁石煅烧形成的产物。
如黑块、熔瘤以及残存焦粒。
颗粒组成为0－30mm，其中小于1mm者不大于5％；颗粒组成为0－90mm，其中小于1mm者不大于8％；颗粒组成为0－120mm，其中大于120mm者不大于10％；小于1mm者不大于15％。
烧结镁砂的外观质量MS93、MS90、MS87和MS84牌号的烧结镁砂，粒度大于30mm者，含欠烧品、熔瘤和黑块的表面积分别不得超过该镁砂块表面积的1/3、1/3和1/4；镁砂粒度为5－30mm者，含欠烧品、熔瘤和黑块的表面积均不得超过该镁砂块表面积的1/2。
镁砂耐火材料重点概念股
镁砂耐火材料重点概念股一、镁砂及镁质耐火原材料将实施行业准入为促进行业的健康发展，工信部原材料司日前在北京召开促进耐火粘土、镁砂等耐火原材料行业发展座谈会。
会议传出消息，工信部将制定《镁砂及镁质耐火原材料行业准入条件》。
镁质耐火材料是高温工业的重要基础材料和支撑材料，广泛应用于钢铁、有色、建材、石油、化工、环保等高温行业。
其中，钢铁行业是其最大的下游市场，占据整个需求的60%以上。
近年来，耐火原材料行业取得了长足发展，中国已成为耐火原材料最大的生产国、消费国和贸易国。
但是在行业高速发展的同时，矿山开采无序、产能过剩、产业集中度低、结构不合理等问题也越来越突出。
以镁质耐火材料产业大省辽宁为例，现有菱镁矿开采企业近百家，其中多数为小矿山企业。
小矿山企业不合理开采导致生态环境遭到破坏，造成严重的粉尘污染。
同时矿粉堆积如山，形成生态隐患。
伴随高品位菱镁矿开采，低品位矿和产生的矿粉没有合理利用，造成资源浪费，矿山的洞内开采容易出现安全事故，同时大量的粉尘也威胁矿工的身心健康。
会议提出，今后将强化耐火粘土生产指令性计划管理，建立覆盖计划编制下达和监督检查全过程的管理制度，加强指令性计划生产与上游开采、下游加工以及贸易环节的协调。
与此同时，主管部门还将严格准入管理，及时公布符合耐火粘土准入标准的生产企业名单，加快制订《镁砂及镁质耐火原材料行业准入条件》。
会议鼓励骨干企业加强横向联合壮大产业规模，开展纵向重组延伸完善上下游产业链，加大自主创新，支持骨干企业建立研发中心，以市场需求为导向，通过产学研用相结合，提升自主开发能力，增强核心竞争力。
会议提出，将加强耐火粘土、镁砂等耐火原材料行业管理，鼓励骨干企业加强横向联合壮大产业规模，开展纵向重组延伸完善上下游产业链，尽快做优做大做强。
会议要求，要建立完善行业运行监测体系，加强行业经济运行分析，夯实行业管理基础。
其次，强化耐火粘土生产指令性计划管理，建立覆盖计划编制下达和监督检查全过程的管理制度，加强指令性计划生产与上游开采、下游加工以及贸易环节的协调。
碱性耐火材料镁质和镁铬质
第16页，共68页。
问题二、在已学的与镁质耐火材料相关的 物系中，形成的哪些物相对镁质耐火材料 性能的不利影响较大？
第17页，共68页。
二、化学组成对镁质制品性能的影响 p122
（Effect of chemical composition on properties
of magnesia refractories)
2.45
2.0 4.1 4.7 8.4 79.8 3.60 3.08 14.3 1635 ＞1700
普通烧成 镁铬砖
4.3 4.4 8.1 8.8 72.9 20.1 1565
第27页，共68页。
问题四：镁质耐火制品的结合物有哪几类， 各有什么特点？
第28页，共68页。
问题五：直接结合和陶瓷结合是什么？如何 提高镁质材料直接结合程度？
元素 Mg Ca Fe
矿物的基本组成元素 类质同象混合物 细微机械包裹体
菱镁矿、白云石、滑石 、透闪石
绿泥石
白云石
菱镁矿、透闪石 菱镁矿晶体中含 白云石包体
菱铁矿、褐铁矿 菱镁矿、绿泥石
Si
滑石、石英、透闪石、
绿泥石、云母
Al
绿泥石
绢云母、绿泥石
、方柱石
第35页，共68页。
菱镁矿的提纯
菱镁矿提纯主要方法：热选，浮选
1、CaO和SiO2及C/S比的影响
低熔点结合相↑，砖高温强度↓
→→镁质材料的C/S比应控制在获得强度最大值的 最佳范围。
第18页，共68页。
序号
1 2 3 4
不同C/S比的镁质制品的荷重软化温度
化学成分，％
MgO
CaO
SiO2
C/S(质量比)
荷重软化温度 ，℃
镁质耐火材料行业污染物及产生节点、污染源分类
镁质耐火材料行业污染物及产生节点镁质耐火材料行业生产过程中原料和燃料的贮存、输送、破粉碎、筛分、配料、混合、成型、干燥、烧成、成品贮存、成品加工、包装等多个工序均存在不同程度有组织或无组织的颗粒物排放，其中大部分颗粒物有组织排放和SO2、NO x、CO等气态污染物的排放主要发生在炉窑内进行的干燥、煅烧及烧成工序。
此外，耐火材料生产时干燥、煅烧和烧成工序均会排放一些微量元素（包括铝、铍、铅、汞、锰、镍、钛、钒和锌）和碳质组分（有机碳和黑炭）。
图1 中给出了镁质耐火材料行业生产工序大气污染物的产污节点。
图1 镁质耐火材料工业生产工序大气污染物产污节点镁质耐火材料行业污染源分类根据镁质耐火材料行业的特点，第一级分类为非金属矿物制品业；第二级分类按产品类型划分，分为镁质耐火原料和镁质耐火产品，其中，镁质耐火原料分为电熔镁砂、轻烧镁砂和烧结镁砂（重烧镁砂、中档镁砂和高纯镁砂），镁质耐火产品分为定型产品（烧成砖和不烧成砖，烧成镁砖分为硅酸盐结合镁砖、直接结合镁砖和再结合镁砖等；不烧镁砖又分为化学结合镁砖、沥青结合镁砖）和不定形产品（浇注料、喷涂料、喷补料、捣打料、可塑料、耐火泥浆等）等；第三级分类按工艺技术使用到的生产设备类型划分，分为电熔炉、反射炉、多层炉、悬浮窑、沸腾炉、回转窑、竖窑（轻烧竖窑、重烧竖窑、中档竖窑、高纯竖窑）、隧道窑、干燥窑、破碎机。
对于不定型耐火制品，包括耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料、耐火喷补料、耐火泥等，其加工过程无废气、废水直接排放，可视为在直接生产过程无污染物排放。
根据镁质耐火材料行业的三级分级体系制定了相应的源编码，每一级使用4位数字表示（表1）。
表 1 镁质耐火材料行业污染源分类分级及编码镁质耐火材料行业工艺过程中的大气污染物的排放分为有组织排放和无组织排放两部分，总排放量为两部分之和。
其中，有组织排放的PM第四级分类（控制措施）包括袋式除尘、普通电除尘、高效电除尘、电袋复合除尘、湿式除尘和机械式除尘等六种污染控制技术以及无除尘设施的情况；无组织排放的PM第四级分类包括无控制、一般控制和高效控制三种。
镁质耐火材料
镁质耐火材料1. 引言镁质耐火材料是一种具有良好耐火性能的材料，由于其具有低密度、高强度、高耐热性和优异的耐腐蚀性能，广泛应用于高温工业领域，如冶金、化工和电力等。
本文将介绍镁质耐火材料的组成、性能、应用以及相关注意事项。
2. 组成镁质耐火材料主要由氧化镁为主要组分，通常还包含少量的其他耐火材料。
其具体组成取决于不同的应用要求，一般包括以下成分：•氧化镁（MgO）：是镁质耐火材料的主要组分, 具有良好的耐火性能、耐高温性能和耐腐蚀性能。
•碳化镁（MgC）：用于提高耐火材料的强度、耐磨性和耐高温性能。
•氮化镁（MgN）：用于提高耐火材料的抗裂性能和耐热震性能。
•硼酸镁（MgB4O7）：用于提高耐火材料的耐碱性能和耐磨性。
3. 性能镁质耐火材料具有以下优异的性能：3.1 耐火性能镁质耐火材料具有优异的耐火性能，可以在极高温度下保持结构的完整性，并抵抗各种化学侵蚀和高温气体侵蚀。
这使得它们成为高温工业中理想的材料选择。
3.2 耐腐蚀性能镁质耐火材料具有良好的耐腐蚀性能，可以抵抗酸碱、氧化剂和盐溶液的腐蚀，能够在恶劣的工作环境下长时间稳定运行。
3.3 高强度镁质耐火材料具有较高的强度和硬度，能够承受一定的机械载荷。
3.4 耐热性能镁质耐火材料具有出色的耐高温性能，能够在高温条件下长时间稳定工作，不发生脆化和变形。
3.5 耐磨性镁质耐火材料具有良好的耐磨性能，能够抵抗由颗粒流动引起的磨损。
4. 应用镁质耐火材料在高温工业领域有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：4.1 钢铁冶炼镁质耐火材料可用于钢铁冶炼炉、转炉和铁水罐等高温设备的内衬材料，可以承受高温及腐蚀性气体的侵蚀。
4.2 氧化镁窑炉镁质耐火材料可用作氧化镁窑炉的内衬材料，能够在很高的温度下保持结构的完整性，确保生产正常进行。
4.3 燃烧炉镁质耐火材料可以用作燃烧炉的内衬材料，具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能，可以抵抗燃烧过程中产生的高温气体和化学物质的侵蚀。
镁砖
镁砖镁砖是经高温烧制而成，是碱性耐火材料中最主要的制品，有耐火度高，对铁的氧化物、碱性炉渣及高钙熔剂具有良好的抗蚀性等特点，在冶金窑炉中应用广泛。
镁砖的分类以氧化镁为主要成分和以方镁石为主晶相的耐火材料统称为镁质耐火材料。
目前，镁质耐火材料的主要品种有以下几种。
（1）普通镁砖以烧结镁石为原料，经烧结而成，含MgO91%左右，质硅酸盐直接结合的镁质耐火制品，生产与使用广泛。
（2）直接结合镁砖以高纯烧结镁砂为原料，经烧结而成。
含MgO95%以上，是方镁石晶粒间直接结合的镁质耐火制品。
（3）镁硅砖以高硅的烧结镁石为原料，经烧制而成，含SiO25%~11%，CaO/SiO2摩尔比≦1，是镁橄榄石结合的镁质耐火制品。
（4）镁铬砖以烧结镁石为主要原料，加入适量铬矿，经烧结而成，含Cr2O38%~20%，是镁铬尖晶石结合的镁质耐火制品。
（5）镁橄榄石砖镁橄榄石耐火材料是以猪晶相的耐火材料。
多用橄榄岩和纯橄榄岩等作为主要原料制成。
其中经新恒星的制品称镁橄榄石砖。
（6）镁铝砖以烧结镁石为主要原料，并加入适量富含Al2O3的材料，经烧结而成，含Al2O35%~10%,是镁铝尖晶石结合的镁质耐火制品。
（7）镁钙砖以高钙的烧结镁石为原料，经烧制而成，含CaO6%~10%，CaO/Si2O摩尔比≧2，是硅酸二钙结合的镁质耐火制品。
镁质耐火材料的理论基础镁质制品主要由各种晶体集合而成，在普通镁制品中，主晶相方镁石晶粒被基质成分中的晶体和玻璃相分隔开，使方镁石晶粒间不能直接形成直接结合的网络组织，这样的结构特征，使得制品的性质和使用效果取决于基质成分的数量和特征。
从化学组成上看，除了主成分MgO外还有CaO、Fe2O3、Al2O3(Cr2O3)、SiO2等。
它们都是杂质成分，因此构成了五元系统。
这些氧化物本身，大都具有高的熔点和化学稳定性，但当它们共存时，就有可能形成新的化合物，且与新的化合物之间形成较低的共熔点，从而降低了耐火性和化学稳定性。
镁质耐火材料
第一讲镁质耐火材料的基本概念及选矿技术路线一、镁质耐火材料定义及常识以菱镁矿、海水镁砂和白云石等作原料，以方镁石为主晶相，MgO含量在80%以上的耐火材料。
属于碱性耐火材料。
镁质耐火材料的耐火度高，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，是一种重要的高级耐火材料。
镁质耐火材料主要用于平炉、电炉、氧化转炉、水泥窑、有色金属冶炼炉和碱性耐火材料的煅烧窑等。
在我国菱镁矿主要产在辽宁南部，大石桥与海城一带，因此这一带的相关企业比较多。
方镁石熔点为2800℃。
我国制造镁砖的主要原料是烧结镁砂，对其要求化学成分和烧结程度。
一般以密度衡量烧结程度，也可用重烧收缩、水化性能、镁砂的外观颜色来衡量。
随着近年来镁砂品质的下降，97高纯的密度要求下降，要求值大于3.22g/cm3。
纯菱镁矿煅烧后为白色，由于铁氧化物的影响，染成褐色、棕褐色，SiO2含量高者趋近于白色，Fe2O3含量高者趋近于深褐色，含CaO高的趋近于黑色。
二、MgO材料中各种杂质元素对耐火材料的影响。
表5—5 与方镁石处于平衡的13个矿物的熔点矿物MF CMS MA M2S C3MS2C2S C4AF CA C5A3C3A C3S CaO C2F熔点℃1750不一致1498不一致2130 1890 1575 2130 1415 1600 14851545不一致1900分解2570 1435C/S分子量比0 0—1 1 1—1.5 1.5 1.5—2 2 2—3 3C/S质量量比0 0---0.93 0.93 0.93---1.4 1.4 1.4---1.87 1.87 1.87—2.8 2.8相组合MgOM2SMgOM2SCMSMgOCMSMgOCMSC3MS2MgOC3MS2MgOC3MS2C2SMgOC2SMgOC2SC3SMgOC3S固化温度1860 1502 1490 1490 1575 1575 1790 1790 1850备注：CA 铝酸钙C3MS2镁蔷薇辉石M2S 镁橄榄石C2S 硅酸二钙CMS 钙镁橄榄石C3S 硅酸三钙C4AF 铁铝酸四钙C5A3 三铝酸五钙MK 镁铬尖晶石MA 镁铝尖晶石MF 镁铁尖晶石结论：1、高MgO时（MgO>96%）CaO/SiO2≥2(分子量比),除MgO物相外只有C2S高温相存在，如CaO/SiO2<.1.87(质量比)时，有低温相CMS存在，高温性能下降，CaO不是有害杂质，其次为Fe2O3与Al2O3。
镁质耐火材料行业大气污染物排放清单编制技术指南
四级编码 0303 0304 0305 0306 0307 0310 0311 9999
6 清单编制的技术流程和方法
6.1 确定排放源分类分级体系
编制镁质耐火材料行业大气污染物排放清单时，首先需要对清单编制区域内的排放源进行初步摸底 调查，明确当地主要产品类型和工艺技术，根据表 1 提供的分类分级方法确定第二、三级排放源类型， 以确定排放清单编制过程中的活动水平数据调查和收集的对象。在数据调查和收集阶段应当涵盖排放源 第三、四级分类中涉及的所有工艺技术和污染物末端控制技术。在数据整理过程中应根据当地排放源的 特点确定清单覆盖的第三、四级分类。
7 数据调查收集获取
7.1 总体原则
编制排放清单时，应当按照确定的镁质耐火材料行业大气污染物排放源分类级别制定活动水平调查 方案，确定调查流程，明确数据获取途径。
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB/T 18930 耐火材料术语 HJ 75 固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范 HJ 76 固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法 HJ/T 373 固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行） HJ/T 397 固定源废气监测技术规范 HJ 618 环境空气 PM10 和 PM2.5 的测定 HJ 630 环境监测质量管理技术导则 HJ 819 排污单位自行监测技术指南 总则 DB21/ 3011 辽宁省镁质耐火材料工业大气污染物排放标准 JJF 1059.2 用蒙特卡洛法评定测量不确定度
式中：
Ei = A × EFi ×（1-η） …… …… …… …… ……（1）
Ei ——某种大气污染物的排放量，单位为千克（kg）； A ——排放源的活动水平，为镁质耐火原料或镁质耐火制品的产量，单位为吨（t）；
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第一讲镁质耐火材料的基本概念及选矿技术路线
一、镁质耐火材料定义及常识
以菱镁矿、海水镁砂和白云石等作原料，以方镁石为主晶相，MgO含量在80%以上的耐火材料。
属于碱性耐火材料。
镁质耐火材料的耐火度高，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，是一种重要的高级耐火材料。
镁质耐火材料主要用于平炉、电炉、氧化转炉、水泥窑、有色金属冶炼炉和碱性耐火材料的煅烧窑等。
在我国菱镁矿主要产在辽宁南部，大石桥与海城一带，因此这一带的相关企业比较多。
方镁石熔点为2800℃。
我国制造镁砖的主要原料是烧结镁砂，对其要求化学成分和烧结程度。
一般以密度衡量烧结程度，也可用重烧收缩、水化性能、镁砂的外观颜色来衡量。
随着近年来镁砂品质的下降，97高纯的密度要求下降，要求值大于3.22g/cm3。
纯菱镁矿煅烧后为白色，由于铁氧化物的影响，染成褐色、棕褐色，SiO
2
含
量高者趋近于白色，Fe
2O
3
含量高者趋近于深褐色，含CaO高的趋近于黑色。
二、MgO材料中各种杂质元素对耐火材料的影响。
表5—5 与方镁石处于平衡的13个矿物的熔点
矿物MF CMS MA M2S C3MS2C2S C4AF CA C5A3C3A C3S CaO C2F
熔点℃
1750
不一致
1498
不一致
2130 1890 1575 2130 1415 1600 1485
1545
不一致
1900
分解
2570 1435
C/S
分
子
量
比
0 0—1 1 1—1.5 1.5 1.5—2 2 2—3 3
C/S
质
量
量
比
0 0---0.93 0.93 0.93---1.4 1.4 1.4---1.87 1.87 1.87—2.8 2.8
相
组
合
MgO
M2S
MgO
M2S
CMS
MgO
CMS
MgO
CMS
C3MS2
MgO
C3MS2
MgO
C3MS2
C2S
MgO
C2S
MgO
C2S
C3S
MgO
C3S
固
化
温
度
1860 1502 1490 1490 1575 1575 1790 1790 1850
备注：CA 铝酸钙C3MS2镁蔷薇辉石
M2S 镁橄榄石C2S 硅酸二钙
CMS 钙镁橄榄石C3S 硅酸三钙
C4AF 铁铝酸四钙C5A3 三铝酸五钙
MK 镁铬尖晶石MA 镁铝尖晶石
MF 镁铁尖晶石
结论：
1、高MgO时（MgO>96%）
CaO/SiO2≥2(分子量比),除MgO物相外只有C2S高温相存在，如CaO/SiO2<.1.87(质量比)时，有低温相CMS存在，高温性能下降，CaO不是有害杂质，其次为Fe2O3与Al2O3。
（分子比C/S=2与质量比C/S=1.87是同一概念）2、低MgO（Mg<96%）
不要求CaO/SiO比，SiO2不限，CaO为有害杂质。
CaO全部形成C2MS2与CMS，使物系高温性能下降，其次Fe2O3、Al2O3也为有害杂质相。
在低CaO体系中SiO2全部形成M2S，系高温晶相，所以在低MgO体系中不限止SiO2绝对量。
镁质耐火材料的化学组成及C/S决定着材料的平衡矿物组成。
这一规律性能使我们从已知的化学组成，较为精确在预计产品的平衡矿物组成，进而分析出产品的性能，反之也能精略地设计具有预期性能材料的化学组成和配料比。
Al2O3、Cr2O3、Fe2O3对MgO矿物的影响：这些R2O3的加入会降低最大强度值，且使达到最大强度的C/S的值降低。
当C/S增加到超过最佳比值后，形成了低熔物，铁酸钙、铝酸盐和铬铁矿，会使强度下降。
从抗渣性考虑，对镁质材料来说，高的C/S也是需要的，因为在氧气转炉中使用时，C/S比高的镁砖对初期渣（氧化硅含量高）的抗侵蚀性更好，另外在热面上SiO氧化生成SiO2，进入含碳质耐火材料的工作层内，高的C/S比也可阻止靠工作层的硅酸盐的C/S比的降低。
抗渣性主要取决于制品的组织结构和化学组成，特别是结合物的组成。
在一般情况下，以CMS为结合物的比以C2S和M2S为结合物的制品要致密，但CMS 始熔温度较后者低，而且C2S和M2S对碱性和铁渣的化学稳定性高，所以，以C2S和M2S为结合物的制品的抗渣性更好。
镁质耐火材料的主晶相为方镁石，结合相中则以所谓的第二固相的耐火矿物为主。
若结合相以低熔点矿物为主，则性能低。
主晶相决定镁质材料的高耐火、抗碱性渣、铁渣性能好的特点。
而结合物的性质及分布往往成为制品的薄弱环节，决定制品优劣的关键。
三、对选矿路线的要求：
对选矿工艺最基本的要求是：
1、第一次反选最大比例选出特级矿粉（比如70%）
2、为充分利用尾矿粉，采用正选方法降低尾矿CaO含量，以保证下级粉高温性能。
3、选矿水最大程度的回用。
附件一.特种烧结镁砂选矿技术要求
附件二.预设计选矿技术路线A
附件三.预设计选矿技术路线B
四、中矿粉品种：
分选中矿粉可能有如下品种：
（一）按计划的选矿路线产生以下品种：
1、中档砂矿粉；
在一次尾矿正选后，再进行反选，所产生第一个品种是中档镁砂精矿粉，由于前次正选去除一部分CaO后，矿粉中MgO约达45%以上，焙烧后MgO能达94—95%，只要CaO较低（即可视为优质中档矿粉），MgO的高低和SiO2含量多少正对其高温性能影响不大。
2、橄榄石砂矿粉
中矿砂通过一次正选除CaO，二次反选后选出中档镁砂矿粉，尾矿中富集SiO2看橄榄石精矿粉，可焙烧成优质人工合成镁橄榄石砂。
用选矿选出的橄榄石矿粉，煅烧后的橄榄石砂，理化性能优于天然砂，能合成制造优质橄榄石砖系，性能优于普通烧镁砖与中档镁砖，其价格高于中档镁砂。
有关橄榄石产品简介见附件四。
（二）在系统选矿中可能产生二种最终尾矿
1、在预设计选矿技术路线情况下，最终尾矿为尾矿正选后产生的尾矿，其估计成分为MgO（34%），按10000吨/日处理量称有900吨/日，设计处理方案是用尾砂粉30%与二级菱镁石—150目矿粉70%（MgO：46%）相配，经轻烧后生产MgO：~85%的活性MgO粉，作为建材粉
该方案实现的条件是原矿CaO要尽可能低（如CaO<0.8%）。
2、在原矿CaO较高时，再一次反选产生70%精矿粉后，尾矿再进行二次反选，能产生3000×30%=900吨/日尾矿，其化学成分复杂且不可预见，只能暂作尾矿处理。
二次反选选出的为熟料，其成分为MgO：80%粉，总量为2000吨/日。
附件一
特种烧结镁砂选矿技术要求
一、高纯砂成品化学成分设定
高纯特种镁砂
MgO+CaO≥98.5% CaO/MgO>2
CaO<1.8% SiO2<0.7%（max)
精矿粉成分设定
SiO2≤0.3% CaO≤0.8% CaO/SiO2>2
二、中档砂化学成分设定
CaO≤1.2% MgO≥94%
二次中矿选后成分
CaO≤0.5% SiO2≤1.2%
CaO≤0.4% SiO2≤1.5%
CaO≤0.3% SiO2不受限
为尽可能降低选矿成本，最大量回用选矿水，必须要采取以下原则：
1、重新明确主产品特种高纯镁砂化学成分的要求，要强调MgO+CaO含量及CaO/SiO2比，而不单一强调MgO含量。
2、明确尾矿副产品是中档镁砂与优质橄榄石砂，尾矿产品中强调低CaO为原则，所以尾矿一次正选除CaO是重中之重。
3、为保证主精矿粉在一次反选即达到精矿粉质量及选出率，必须慎重确认矿源的成分。
4、重新预设计的选矿线路，最终产品为：
（处理矿石300万吨/年前提）
A、特一级、特二级优质高纯砂105万吨/年
B、中档镁砂30万吨/年
C、优质镁橄榄砂10—15万吨/年
有中矿正选后尾矿，比例成分未知。