锆英石特种耐火材料生产工艺
耐火材料(8)含锆耐火材料
5质 )性能的不同。
复合
氧化锆复合材料
在耐火材料基质中加入ZrO2是提高材料性能的有效途径: 玻璃窑用锆刚玉(Al2O3-ZrO2-SiO2) 材料具有很强的抗 钠钙硅玻璃侵蚀能力; BN-ZrO2分离环在水平连铸中使用时具有很好的抗氧化 性和抗侵蚀性; 用于浸入式水口内衬的Si3N4-ZrO2复合材料在浇铸铝镇 静钢时具有较好的抗氧化铝附着能力。
熔铸锆刚玉制品(AZS) 熔铸锆刚玉制品(AZS)
项目 AL2O3% ZrO%,不小于 SiO2%,不大于 Na2O%不大于 Fe2O3+TiO2+CaO+MgO+Na2O+K2O+B2O3 %不大于 玻璃相渗出温度,不低于 PT.QX 容重Kg/dm3 MS WS 16 1.4 2.5 32.5 17 1.5 3.0 牌号 AZS-33 Y H AZS-36 Y 余量 35.5 13.5 1.3 2.5 14.5 1.4 3.0 13 1.3 2.5 40.5 14 1.4 3.0 H AZS-41 Y H
7
熔铸锆刚玉制品( 熔铸锆刚玉制品(Fused cast AZS) )
原料:经脱硅处理的锆英石矿砂和工业氧化铝; 原料 特点:致密,力学性能和耐磨性良好,耐侵蚀性好; 特点 900℃-1150℃应避免温度急剧变化; 生产:混料—熔化—浇注—退火—机械加工; 生产 应用:用于直接与金属液和熔渣接触处,玻璃熔窑受侵蚀 应用 最严重的关键部位;金属冶炼炉和容器中受渣蚀严重之处。 熔铸耐火材料是耐火材料一重要分支,主要应用于各种玻璃熔 熔铸耐火材料 窑。主要有氧化铝质和锆刚玉质熔铸制品两个系列六个品种。 8
3
应用
氧化锆坩埚能成功地熔炼铂、钯、钌、铯等铂族贵金属及其 合金,亦可用来熔炼钾、钠、石英玻璃以及氧化物和盐类等。 氧化锆纤维是唯一一种能够在1600℃以上超高温环境下长期 使用的陶瓷纤维耐火材料。——顶尖的高档耐火纤维材料 氧化锆空心球砖,各种高级隔热砖,
耐火材料生产工艺流程
耐火材料生产工艺流程耐火材料是一种特殊的工业材料,常用于高温环境下的建筑、电力、冶金等行业。
其生产工艺流程通常包括原料选取、原料处理、成型、烧结和后处理等步骤。
下面将详细介绍耐火材料的生产工艺流程。
一、原料选取耐火材料的主要成分通常包括粘土、刚玉、膨胀珍珠岩、石英砂等。
在原料选取阶段,需要根据所需耐火材料的性能要求和使用环境的特点选择合适的原料。
二、原料处理原料处理是将选取好的原料进行破碎、筛分、配料等工序,以确保原料颗粒饱满、均匀,符合成型要求。
其中,破碎工序可以使用颚式破碎机、破碎辊等设备进行;筛分工序可以使用振动筛、鼓式筛等设备进行;配料工序则需要将各种原料按一定比例混合搅拌,通常使用混合机进行。
三、成型成型是将经过原料处理的混合材料进行加工成型,一般可分为干法成型和湿法成型两种方法。
干法成型通常采用压片机进行,湿法成型则需要在混合材料中加入一定量的水或其它成型剂以形成湿性固体原料,再通过压制成型。
常见的成型方式包括挤出成型、模压成型、注射成型等。
四、烧结烧结是将成型好的耐火材料在高温条件下进行煅烧,使其获取良好的结构和性能。
烧结的主要目的是将成型的材料中的水分、有机物和氧化物等物质热解分解,同时进行颗粒之间的结合,使其具有一定的耐火性和热稳定性。
常见的烧结方式有干式烧结和湿式烧结两种。
五、后处理经过烧结的耐火材料需要进行后处理,以提高其性能和外观质量。
常见的后处理工艺包括退火、表面涂覆、打磨、抛光等。
退火是指将烧结好的材料再次加热至一定温度并进行保温一段时间,以消除内部应力,提高材料的机械性能和耐火性能。
表面涂覆可以应用高温涂料,提高材料的耐火性能和抗腐蚀性能。
打磨和抛光可以提高材料的光洁度和外观质量,以适应不同的应用场合。
以上就是耐火材料的典型生产工艺流程。
不同种类的耐火材料在工艺流程上可能会有所差异,但总体上都包括原料选取、原料处理、成型、烧结和后处理等步骤。
通过合理控制每个步骤的工艺参数,可以生产出具有良好性能和质量的耐火材料,以满足不同领域的应用需求。
锻烧锆英粉
锻烧锆英粉锻烧锆英粉,作为一种常用的工业原料,被广泛应用于陶瓷材料、涂料、橡胶、塑料等领域。
它具有高温稳定性、耐蚀性、优异的机械性能和良好的导电性,因而在许多工艺中起到了不可或缺的作用。
下面我将从锻烧锆英粉的生产工艺、应用领域和质量控制几个方面,为大家分享一些相关的知识和经验。
首先,我们来了解一下锻烧锆英粉的生产工艺。
首先,通过必要的采矿和选矿工作,获取高纯度的锆矿原材料。
而后,通过破碎、磨矿、磨细等工艺步骤,将锆矿原料制备成一定粒度的锆英粉。
接着,将锆英粉通过高温锻烧,使其晶体结构稳定,并获得优异的物理性能。
最后,通过精细研磨、筛分等工艺步骤,得到符合不同应用要求的锻烧锆英粉成品。
锻烧锆英粉的应用领域非常广泛。
首先,它在陶瓷材料领域中被广泛用于制造耐火材料、耐磨材料、结构陶瓷等。
锻烧锆英粉具有高温稳定性和耐蚀性,使得它成为一种理想的陶瓷添加剂,能够显著提升陶瓷制品的强度、硬度和耐磨性。
其次,在涂料、橡胶和塑料等领域中,锻烧锆英粉可以作为填料或增强剂,提升产品的导电性、机械性能和耐腐蚀性。
此外,由于锻烧锆英粉具有较好的光学性能,还被广泛应用于光学材料和电子材料等领域。
为了确保锻烧锆英粉的质量,需要进行严格的质量控制。
首先,选用高纯度的锆矿原材料作为起始物,避免杂质对锻烧锆英粉性能的影响。
其次,在生产过程中,要严格控制温度、时间和环境等参数,以确保锻烧过程的稳定性和一致性。
同时,还需要通过化学分析、物理测试和微观结构观察等手段,对锻烧锆英粉的理化性能进行全面检测,确保其符合相关的标准和要求。
最后,在储存和运输过程中,要注意避免水分和杂质的污染,保持锻烧锆英粉的稳定性和纯度。
综上所述,锻烧锆英粉作为一种重要的工业原料,在陶瓷材料、涂料、橡胶、塑料等领域具有广泛的应用。
了解锻烧锆英粉的生产工艺、应用领域和质量控制等知识,对于提高生产效率、保证产品质量具有重要的指导意义。
希望这篇文章能为相关行业的从业人员提供一些有价值的信息,并推动锻烧锆英粉在工业领域的更广泛应用。
锆英石
(3)电选法电选法是利用矿物导电性差异将钛铁矿、赤铁矿、铬铁矿、锡石、金红石等导电矿物与锆英石、 独居石、石榴石、磷灰石等非导电矿物分离。电选前应预先脱泥分级,烘干加热及加药处理。
晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体形态呈四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形组成的短柱状晶 形,集合体呈粒状;锆石的晶体属四方晶系,a0=0.662nm,c0=0.602nm;Z=4;晶体呈四方双锥状、柱状、板状, 且形态与成分密切有关;主要单形:四方柱m、a,四方双锥p、u,复四方双锥x;可依成膝盖状双晶;可与磷钇 矿成规则连生
锆英石是一种在当今社会用途非常广泛的一种资源,它是提取锆和铪的最重要矿物原料,也可以用于国防和 航天工业。锆英石储量虽然比较丰富,但在我国乃至世界,存在着很多的对锆英石不合理利用的情况,造成了资 源的浪费。发展新技术、运用合理的操作技术等都是我们在锆英石产业上应该想到的问题,应该解决的问题。
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工作原理
工作原理
锆英砂(锆英石)多与钛铁矿、金红石、独居石、磷钇矿等共生于海滨砂中,经水选、电选、磁选等选矿工 艺分选后而得到。其理论组成为::67.1%;:32.9%。纯净的锆英砂为无色透明的晶体,常因产地不同、含杂质的 种类与数量不同而染成黄、橙、红、褐等色,硬度7.8,比重4.6-4.71,折射率1.93-2.01,熔点为2550℃。 锆英石用于耐火材料(称锆质耐火材料,如锆刚玉砖,锆质耐火纤维),铸造行业铸型用砂(精密铸件型砂), 精密搪瓷器具,此外也用于玻璃、金属(海绵锆)以及锆化合物(二氧化锆、氯氧化锆、锆酸钠、氟锆酸钾、硫 酸锆等)的生产中。
锆英砂选矿工艺
锆英砂选矿工艺
锆英砂是一种重要的矿物资源,主要用于制造陶瓷、电子产品、耐火材料等行业。
因此,锆英砂选矿工艺对于锆英砂的开采和利用具有重要意义。
锆英砂的选矿工艺主要包括:碱浸法、重介质分选法、浮选法等。
其中,碱浸法是一种较为常用的方法。
其选矿过程主要包括以下几个阶段:
一、粗选阶段:将原矿经过破碎、筛分等工艺处理后,得到粗选矿。
在粗选阶段,主要采用机械选矿方法,通过不同的筛分、分选等操作,将矿物分离出来。
二、浸出阶段:将粗选矿经过碱浸法处理,使得锆英石中的锆、钛等元素得以溶解。
在浸出阶段,主要使用氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质进行浸出操作,将锆英石中的锆、钛等元素溶解出来。
三、分离阶段:将浸出液通过重介质分选法、离心分离等操作,将锆、钛等元素分离出来。
在分离阶段,重介质分选法是一种常用的方法,其中以井水、重液等为介质,通过不同密度的分离,将锆、钛等元素分离出来。
四、精选阶段:在分离阶段得到的锆英石浓缩物中,还会残留一些杂质。
因此需要对锆英石浓缩物进行精选,以提高锆英石的品位和
回收率。
在精选阶段,主要采用浮选法、重介质分选法等方法进行。
总体来说,锆英砂的选矿工艺是一个复杂的过程。
不同的选矿方法在处理不同的矿石时,会存在着一定的差异。
因此,需要根据实际情况进行选矿方案的制定和调整。
锆英砂选矿工艺的发展,不仅能够提高锆英砂的开采和利用效率,还能够减少对环境的影响。
未来,随着科技的不断进步和工艺的不断创新,锆英砂选矿工艺也将不断完善和改进,为锆英砂的开采和利用提供更好的技术支持。
耐火材料
第七章含锆耐火材料锆英石质耐火材料以为主要成分的。
品种有、锆质砖和特种锆英石砖(如锆英石-氧化铝砖、锆英石-氧化铝-氧化铬砖、锆英石-叶蜡石砖、锆英石-碳化硅砖、高硅质锆英石砖、锆英石质不定形耐火材料、熔铸锆英石砖等)。
含65%左右。
1825℃以上。
荷重软化开始温度近1500℃。
具有优良的耐腐蚀性,良好的、和,较小的。
以锆英石砂为原料,加少量可塑黏土,经、、成团块。
团块再经粉碎,加入少量可塑或其他有机结合剂,经混合、成型、烧成而制得。
煅烧和烧成温度均不应超过1600℃,一般可采用1400℃下长时间保温来烧成。
适用于砌筑内衬、高温、炼铝炉。
也可用于玻璃池窑易于损坏的部位。
7.1.1 锆英石原料称锆英砂、锆英石,是一种以锆的硅酸盐(ZrSiO4)为主要组成的矿物。
纯净的锆英砂为无色透明晶体,常因产地不同、含杂质的种类与数量不同而染成黄、橙、红、褐等色,结晶构造属四方晶系,呈四方锥柱形,比重~,比重的变化有时与成分和蚀变状态有关锆英石解理不完全,均匀莫氏硬度为7~8级,折射率-,熔点随所含杂质的不同在2190~2420℃内波动。
主要化学组成为ZrO2;SiO2,及少量Fe2O3、CaO、AI2O3等杂质。
锆英砂的理论组成为ZrO2:%;SiO2:%。
它是ZrO2-SiO2系唯一的化合物。
但天然锆砂仅含约57~66%ZrO2。
锆英石是一种主要由火成岩形成时从岩浆中结晶出来的锆、硅和氧组成的矿物。
锆英石也产于岩脉和变质岩中。
它属四方晶系,常呈发育良好的锥状小四方柱体,也成不规则粒状。
性脆,断口贝壳状。
是优质的耐火材料。
多与钛铁矿、金红石、独居石、磷钇矿等共生于海滨砂中,经水选、电选、磁选等选矿工艺分选后而得到。
锆英砂是最重要的含锆矿物,在锆矿物中分布最广、储量最大、类型最多,是一种以锆的硅酸盐为主要组成的矿物。
锆英砂是制取锆、铪及多种锆制品的主要原料,具有熔点高、热导率低、线膨胀系数小等特点,广泛用于冶金、铸造等行业。
高锆砖
纯锆英石砖是以锆英石为主晶相,简称高锆砖,是含锆质耐火材料的重要种类之一。
1、纯锆英石砖的生产(1)原料处理。
锆英石砖的原料是精选的锆英石矿砂,简称锆砂。
其中含锆英石的质量分数约90%。
锆英石精矿砂粒度很细,而且单一,一般为0.1—0.2mm,不宜直接制耐火砖。
欲获得有粗颗粒的纯锆英石质耐火砖,通常要对精矿砂预先煅烧或高温熔融制成锆英石熟料团块。
煅烧熟料时首先将一部分精矿砂磨成细粉,与另一部分精矿砂混合,用暂时性有机结合剂黏结制成料球或荒坯,在1500—1700度(低于锆英石分解温度)下煅烧成密实的团块。
若存在碱金属氧化物或MgO和GaO等矿化剂,则可在1050度以上的较低温度下煅烧。
锆英石砂在煅烧时从900度开始产生收缩,达到大约1350度时趋于收缩停止,此后反而有所膨胀,在1700度以后又急剧收缩。
锆英石精矿砂团块经煅烧后致密性提高,体积密度可达3.5g/cm3以上。
若以细粉料生产纯锆英石制品,则可直接将精矿砂在1450度下煅烧,经急冷使其疏松,然后再磨细。
(2)高锆砖的生产。
生产纯锆英石制品宜采用暂时性的结合剂,如亚硫酸盐纸浆废液、糊精和木质素等,也可用乙基硅酸盐、烷基酸钙和磷酸以及水玻璃等。
若用可塑耐火黏土作结合剂,制品便于成型和螭烧结,但往往会引起制品耐火度和体积稳罐定性降低。
特别是当配料中加入的黏土量较高时,影响尤为显著,如图6-3所示。
为促进纯锆英石制品的烧结,在配料中常加入少量的CaO,Ca(OH)2,MgO或MgF2以及其他矿化剂。
这种添加剂在高温下促使ZrO2•SiO2分解,与ZrO2形成ZrO2固溶体并进入玻璃相中,从而促进烧结。
用纯锆英石配料时,为保证制品有良好的性质及精确地形状,其颗粒粒度、结合剂和外加剂的数量等都必须精确配合。
对含有各级粗颗粒的制品。
需多级颗粒配料,细粉的比表面积和量应比普通耐火砖高,以利于制成致密的坯体和便于烧结。
若坯体完全由细颗粒组成,细粉的最大粒度通常为44微米以下,其中数微米级者应占多数。
稳定锆生产方法
稳定锆生产方法
稳定锆的生产方法主要有以下两种:
1. 氯氧化锆热解法:首先,锆英石与烧碱在650℃熔融,热水浸出熔融体,硅呈硅酸钠形态与锆酸钠分离。
接着,用硫酸处理,得到硫酸锆溶液,进一步除杂质后加氨水,沉淀出氢氧化锆。
然后,加盐酸溶解氢氧化锆,得到氯氧化锆。
最后,经蒸发浓缩、冷却结晶、粉碎、焙烧,即得二氧化锆成品。
2. 电熔法:这种方法主要用于制造对耐火材料起到稳定作用的氧化锆。
在锆英石进行电熔的过程中,加入适量的稳定剂氧化钙或者是碳。
在除硅过程中,由于氧化锆以及氧化钙的作用,会生产固溶体。
完成电熔后,还需要再次进行粉碎和整粒的处理,以制造出比较稳定的氧化锆。
以上是稳定锆的两种生产方法,在实际生产中,可以根据需要选择适合的方法。
锆英石砖的生产工艺
锆英石是一种高科技材料,具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀和优异的绝缘性能等特点。
由于其性能卓越,因此广泛应用于半导体、航天航空、化工等行业。
我们来探讨一下锆英石砖的生产工艺。
一、原材料准备
锆英石砖的主要原材料是氧化锆和二氧化硅等。
为了确保砖材的质量和稳定性,我们首先需要对原材料进行精细的切割和过筛工序,以保证原材料的均匀性和精细度。
二、原材料混合
经过原材料的切割和过筛处理后,我们需要将氧化锆和二氧化硅等原材料进行精细的混合,并添加一定量的粘结剂。
这一步的目的是为了使原材料混合均匀,同时也起到固化作用,为后续步骤做好准备。
三、成型
经过原材料的混合和粘结剂的添加,我们需要将其经过成型机器的压力作用下进行成型,并通过高温烘干使其表面变硬而内部保持一定的韧性。
这一步骤的目的是使锆英石砖的外表面更加光滑,同时也大大增加了其抗压性和抗弯性,使材料更加坚固耐用。
四、切割
经过成型和烘干及固化后,我们需要将锆英石砖进行切割工序,以使其大小规整、无裂纹、并能适应不同形状需求的处理。
切割机器会根据规定的尺寸和数量进行切割和整形,使锆英石砖成为一个个精细的砖块。
五、检验和包装
经过以上几个步骤的操作,我们需要对锆英石砖的生产品质进行全面的检验。
其中,主要包括外观质量、物理性能、化学性质等方面。
最后,对合格的锆英石砖进行包装,以保证其实用性和持久性的使用寿命。
总结:
通过以上的分析我们可以看出,锆英石砖的生产工艺非常精细,涉及到多个步骤,同时需要非常高的技术水平和专业知识。
只有在保证工艺流程的严谨生产条件下,才能确保锆英石砖的高品质和广泛应用性能。
锆英石烧结温度
锆英石烧结温度
锆英石是一种重要的工业材料,在高科技领域得到了广泛应用。
锆英石的烧结是锆英石材料制备过程中的重要环节。
下面是锆英石烧结温度的相关知识,包括:
一、锆英石的烧结方法
1. 燃烧法烧结:锆英石和其它原料混合后,在空气和氧气气氛中进行烧结。
该方法具有简单、成本低等优势,但会导致材料表面氧化。
2. 真空烧结法:在真空条件下进行烧结,可以避免氧化问题,但成本较高。
3. 热压烧结法:将锆英石材料加热至烧结温度,同时施加压力,使其熔融烧结,该方法成本高、设备要求高,但可以获得高品质产品。
二、锆英石的烧结温度
锆英石的烧结温度一般在1500℃~1700℃之间,具体温度受烧结方法、原料成分、材料形状等因素的影响。
通常来说,热压烧结法需要的烧结温度较高,而真空烧结法需要的烧结温度较低。
在实际应用中,需要根据具体情况来确定最佳的烧结温度。
三、锆英石烧结温度的影响因素
1. 烧结时间:通常来说,烧结时间越长,需要的烧结温度就越低。
2. 气氛:燃烧法烧结的气氛为空气或氧气,真空烧结法的气氛为真空,不同的气氛对所需烧结温度有影响。
3. 原料成分:不同的原料成分在烧结过程中产生的化学反应,会影响
烧结温度。
4. 材料形状:不同形状的锆英石材料,其烧结温度也会有所不同。
比
如薄片形材料其烧结温度可能会更低。
以上是关于锆英石烧结温度的相关知识,希望能对相关领域的工程师
和研究人员有所帮助。
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锆英石特种耐火材料生产工艺
1.锆英石特种耐火材料的概述
锆英石耐火材料由于具有一系列优良的性能,被广泛用于冶金工业和玻璃、陶瓷工业中。
早在1939~1941年间,国外就有人研究用于玻璃工业的致密锆英石砖。
今天,锆英石耐火材料巳成为国外玻璃和玻璃纤维工业中必不可少的一种耐火材料。
锆英石广泛分布在岩浆岩、沉积岩、变质岩内。
由于其物理化学性质稳定,易富集在经长期搬运和反复冲刷的沉积物中。
某些滨海砂矿中锆英石含量丰富。
我国出产的锆英石矿砂外观呈黄色、褐灰、灰色,细砂状。
颜色的不同主要与其杂质中的铁的氧化程度有关,此外,也和杂质中的铀和牡的含量有关。
锆英石在理论上应含67.23%的ZrO 2和32.77%的SiO 2(重量百分比)。
实际上锆英石矿砂都含有不同量的杂质,使ZrO 2与SiO 2的比例偏离理论值。
锆英石的真比重为4.6~4.7,平均莫氏硬度为7.5。
锆英石材料的热膨胀系数等性能列于表1中。
从ZrO 2~SiO 2相图上可看出锆英石在1676士7℃要分解成四方氧化锆和方石英(见图1)
ZrSiO 4−−−→←︒±C
71676ZrO 2+SiO 2
锆英石中存在杂质对其分解有显著影响。
由于锆英石在高温要分解,因此,作为耐火材料其长期使用温度应在1600℃以下。
表1 锆英石材料的性能
序号 性 能 数 值
1.
温度 ℃ 膨胀系数×103
度-1
100 500 900 1100 1.17 3.93 4.35 4.18
2.
温度 ℃
电阻率 欧—厘米 592 971 1192 1478 1.03×107
1.41×105
1.87×104
2.40×103
3.
温度 ℃
导热系数 卡/秒·厘米·度 100 400 1000
0.016 0.012 0.01 4.
荷重软化 开始温度
2公斤/厘米
2
压缩4%温度 1680 ℃
1715 ℃
图1 ZrO2—SiO2相图
2.锆英石耐火材料制造工艺
玻璃和玻纤窑炉主要要求用高致密的锆英石耐火材料,其制造工艺同一般陶瓷工艺相仿,包括原料处理、成型、素坯干燥、烧冷加工。
2.1对原料成分的要求
含量应在63%以上,MgO、作为原料的锆英石矿砂应选用品位高的、一般ZrO
2
CaO的含量越小越好。
矿砂须经过粉碎、细磨以适合高致密产品的要求。
成型方法有两种,一般尺寸一较小的砖材可用泥浆浇注法成型、生产大尺寸或形状较复杂的砖材,泥浆浇注法无法胜任,这就要用等挣压法成型。
这两种方法所获得的产品性能基本相同。
砖材须在1600℃左右烧成,在锆英石内添加少量(1.0%左能明显促进锆英石烧结,从而能在较低的温度下获得开口气孔率少的致
右)TiO
2
密产品。
如果要求耐火砖有准确的尺寸以便砌筑窑炉时砖缝尽量减小,则烧成后的耐火砖还要用金刚石工具进行切割和磨平。
2.2原料的处理
为了制得致密的锆英石制品,必须将锆英石磨平。
当锆英石料中小于10μ
的颗粒不小于50~70%时制品的开口气孔率为10~15%。
要使制品的开口气孔率小于3%,其原料中小于10μ的颗粒应不小于80%,而其中小于2μ的颗粒应在60~70%。
欲制备锆英石细粉,可用球磨或振动磨粉碎锆英石矿砂。
干磨和湿磨的效果是大不一样的。
表2为不同研磨方式的粒度分布,所用的设备是振动磨,干磨时料:钢球=1:10(重量),外加0.2%环烷酸皂,湿磨时料:钢球:水=3:30:2,湿磨10小时的料中也加了0.2%环烷酸皂。
表2 不同研磨方式的锆英石粒度
研磨方式
研磨时间
(小时)>10μ
颗粒分布% 平均颗粒>10μ10~2μ<2μ直径μ
干磨10 45.0 35.0 19.9 12.45 20 48.8 5.0 46.2 11.07 30 45.0 12.0 43.0 9.26
湿磨10 33.0 17.0 50.0 6.28 20 17.6 29.0 54.4 4.81 30 14.0 12.3 64.5 3.32
在研磨时加入少量表面活性物质可提高研磨效率,缩短研磨时间。
主要的表面活性物质有环烷酸皂、阿西多环烷酸皂、钛皂等。
由于加入环烷酸皂、阿西多环烷酸皂、钛皂会形成大量泡沫,为以后酸洗工作造成困难,而钛皂需要在生产中特别加工,搪也不能大量应用,因此只有三羟乙基胺可以真正实用。
根据水溶性良好而无抱沫的要求,最好使用三羟乙基胺,掺加量为0.05~0.1%。
采用钢球湿磨会给粉料带入3.5~9%折合成Fe
2O
3
的铁,因此研磨后必须用
酸处理把铁溶解除去。
常用的是工业盐酸,按料:酸=1:1(重量)的比例处理,经过长时间充分搅拌后将酸液除去,再用自来水或蒸馏水洗涤多次,直至泥浆P
H 值降至中性并检验无铁为止。
细粉碎也可以用耐磨橡胶作衬里的球磨机,用烧结锆英石球作研磨体,这样在研磨时就不会引入铁质,因而可省去酸洗工序。
但这种磨机的研磨效率低,同时锆英石球的磨损较大,在料:球=1:3湿磨48小时条件下锆英石球磨损量约10%。
2.3成型方法
致密锆英石制品的成型方式通常采用泥浆浇注法或等静压法。
泥液浇注法工艺与一般陶瓷生产工艺相同。
欲制得适宜于浇注的泥浆,应控制以下几个因素:含水量、结合剂的种类和数量、P H 值、混浆时间、成型室的温度。
国内试用浙江省的土产桃胶调剂锆英石泥浆取得良好效果。
这种泥浆的含水量为28~33%,含胶量≤0.5%,P H ≈9。
混浆时间对泥浆性能有很大影响,时间长一些为好。
成型车间的室温应控制在20℃左右。
等静压工艺中原料的制备是关键步骤之一。
除了对原料的颗粒度有要求之外,还要求把适当的结合剂(如聚乙烯醇、糊精、盐油酸等)均匀地混入粉料中,并且制成呈自由流动状态的颗粒。
用喷雾干燥工艺可以满足这些要求。
泥浆浇注工艺和等静压工艺所获得的制品的性能基本相同。
由于泥浆浇注工艺成熟,所用设备简单,因此是一般常用的方法。
但如果要生产尺寸极大的或形状复杂的制品,浇注法是无法完成的,这就要用等静压法来成型。
美国在1968年就报道过用等静压法制造重达2200磅的大型耐火砖。
用等静压法制造的致密锆英石砖尺寸可达254×456×762mm 和254×610×610mm 。
表3是注浆成型的锆英石砖和等静压成型的锆英石砖的性能对比。
由表中可看出泥浆浇注法和等静压法成型的飞产品的性能基本相同。
表3 不同成型方法的锆英石砖的性能
玻璃侵蚀率以泥浆
浇注的试样为标准夕侵蚀率为107即表示试样的侵蚀程度比标准样品小7%。
2.4烧成工艺
锆英石的烧成和一般陶瓷制品的烧成工艺相仿。
烧成温度在1500~1650℃
性能
成型方法 泥浆浇注 等静压 等静压
体积密度g/cm 3
4.23 4.21 4.23
显气孔率 % 0.4 0.2 0.3 玻璃侵蚀率
100
97
107
之间。
图2是用高温显微镜测量得到的某种锆英石材料的烧成收缩曲线。
从图上可看出锆英石在1200~1300℃开始收缩,表示烧结开始,在1300~1500℃间收缩最剧烈,而1600℃以后收缩很小表明烧结终止。
因此在烧成时1300~1500℃应缓慢升温,而最高烧成温度可定在1600℃左右。
图2 锆英石的烧成收缩曲线
TiO
2对锆英石烧结的影响,结果如下:随着TiO
2
含量的增加,烧结时间的增
长,烧成温度的提高,锆英石试样的收缩和容重增大,显密度和显气孔率减小。
加入TiO
2使锆英石分解成ZrO
2
和SiO
2
,在1450℃和1500℃观察到ZrO
2
和TiO
2
形成固溶体,1600℃观察到生成了ZrTiO
4。
从锆英石中分解出来的SiO
2
在1450℃
和1500℃时以方石英存在,而在1600℃变成液相。
在1600℃烧结的试样中出现
ZrO
2。
由于生成了固溶体、生成了ZrTiO
4
和液相,促进了锆英石的烧结,生成液
相是一个最重要的因素。
矿化剂TiO
2使用量在0.8~1.0%之间(包括锆英石本身含有的TiO
2
),可以从
湿磨细粉碎的锆英石中制得烧成温度不超过1500℃而开口气孔率小于1%的试样,显密度达4.46克/厘米3,试样中ZrSiO
4
含量不低于95%。
不加矿化剂的试样则要在1580℃烧成,而且显密度较低。