耐火材料工艺学第二章耐火材料的生产过程
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小颗粒为什么会聚合？ a、弱结合：范德华引力。 b、强结合：新表面的剩余化学键或游离基的作用。
第二节 坯料的制备
准备成型的物料 一、颗粒的几何学性质（密堆积原理） 粉体颗粒的构造：一次颗粒、二次颗粒） 粉体的粒度：粒径、粒度分布 颗粒的形状：
获得原料:
b、氨化法：
M9 g.8 4 O % C, a 0.7 O %
MgCO3 经轻烧
MgO
M 2 H g 2 O 2 O N 4 C H M l 2 4 g N 4 O C H H
MgC2l 水解获得 MgO
c、碳酸氢盐法：
MgCO3 经轻烧
MgO
M C g 2 H O 2 O M ( H g 3 ) 2 C 2 H 2 O O
M ( H 3 ) g 2 C 4 M O 3 C 2 g 4 H O 2 O 5 H 2 O
4 M 3 C g 2 4 H O 2 O O 4 M C g 2 H O 2 O O
获得原料： Mg9O8~99%
小结： (1)化学法制备高纯; （2）可以调节组分间比例 （ 在沉淀过程、共沉淀一些物质）。
2．矛盾区
死烧
制品性能稳定
制品烧成困难
轻烧
活性
稳定性差
3．基本概念 ①活化轻烧：将物料充分细磨（采用高效粉 磨技术），在较低温度下烧结 熟料（轻烧）； 轻烧目的：获得易烧的原料（缺陷多，活性高), 轻烧温度选择具有非常重要性。
②死烧：物料达到完全烧结称为死烧。 T=0.7 Ts（Ts为主晶相氧化物的熔点）
（1）重液法
利用矿物的密度差，在重液中进行分离。 例子：
菱镁矿，破碎0～120mm（筛去0～8mm） 分级60～120和8～60重液选矿悬浮液中 （MgO45～46%）
问题:有15%的废矿原料不能回收处理。
（2）浮选法
利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行
注：浮选剂（工业脂肪酸混合物） 利用杂物和矿物对浮选剂的附着性与润湿性
二、耐火原料的加工
（一）采矿和选矿 1、采矿考虑：储量丰富，可稳定的供应原矿，
质量波动不大，杂质含量符合技 术要求。 综合利用（具有开采价 值的要素：品位）
2、选矿：机械、物理、化学等方法将所选 目标矿物富集，并按矿物中各种矿 物的物理性质选用合适的选矿方 法。
3、主要方法（菱镁矿选矿方Baidu Nhomakorabea的介绍）
b)二元化合物
约有9200种二元化合物，约有1010种化合物是耐火的。
氧化物中： 酸性氧化物熔点最低：如SiO21713℃，TiO21825℃； 中性氧化物次之： 如Al2O3 2050℃，Cr2O32275℃； 碱性氧化物熔点高：如MgO2800℃，CaO2570℃， BeO2550℃，SrO2430℃.
青石（2MgO·2 Al2O3·5 SiO2）。 合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常
用于工业生产的耐火原料只有100种。
why?
除了考虑熔点外，还要看它在自然界中存在的 数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源 广，成本低廉。在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐 数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃，可 以用作耐火原料，但是太昂贵了。
③轻烧活化工艺：
轻烧
压球（压坯）
死烧（亦称两步煅烧）
二步煅烧的特点： 优点：获得高纯、高密度的氧化物制品。 缺点：工艺复杂、燃料消耗大。 注意：对于杂质含量大于4%的可不采用二步煅烧
工艺。 4 需热工设备：多层炉、沸腾炉、回转炉、竖炉等。
三、原料的破粉碎
1. 目的：
a、选矿时需要； b、成型时获得较高的堆积密度； c、烧结活性。
一、耐火原料的选择
耐火原料的选择从两个方面进行考虑：
（1）化学观点：选择具有高熔点的单质或化合物；
（2）矿物观点：选择具有高耐火度的矿物。
a)元素角度选择
门捷列夫元素周期表上，从H到V78个元素 中（稀土元素除外）熔点高于2000℃的有10个， 只有碳（熔点3500℃，有的书中为3700±100℃） 具有耐火材料生产的实际意义，其它元素的数量 不大。
（4）磁力法：利用不同矿物具有不同的磁导系
数。
（5）电泳法(电渗选矿法)：利用悬浮液的质点
(如黏土、高岭土)带有电荷,电流通过悬浮液时,带 电的微粒向带有相反电荷的电极移动,并沉积在其 表面上。
（二）原料煅烧
1．目的：提高制品的性能 ①获得性能稳定的坯料； ②改善制品成分，组织结构； ③保证制品的体积稳定性； ④保证外形尺寸的准确性。
c)三元化合物
约有148000种（除固熔体外），可用作耐火原料的约 有铝（2尖C7r8晶20O石种3·M（。gA如Ol2莫）O来3熔·M石点g（为O）233A熔5l02点O℃3为。·22S1i0O52℃）；熔镁点铬为尖18晶70石℃；镁
d)四元化合物 估计可用作耐火原料的有400～600种，如：堇
起）； d、高效能研磨手段：振动磨、气动磨、搅拌磨、
爆炸方法等。
4、助磨剂（加速物料的粉碎） 实质：表面活性剂 作用：a、使物料颗粒表面自由能和晶格畸变程度 减小，促进颗粒软化； b、吸附作用平衡颗粒表面的不饱和键，防 止颗粒重新聚合； 上述作用都是为了防止重新聚合成大颗粒。 助磨剂范围：胺、醇、酯、醚、无机盐类（水）
2、常用机械
粗碎：颚式破碎机； 中碎：圆锥式破机 细碎：球磨机 使用上述机械应注意事项：生产能力由大变小；
注意防尘； 注意隔音
３．采用超细磨技术（获得超细粉）
a、 高效能研磨促进相变和固相反应发生； b、表面活性提高，增大固相反应程度，降低
烧结温度； c、注意职业病，矽肺（主要由可溶性SiO2粉尘引
的差别。 矿石中MgO 37～41% 浮选45.5～46.5%
（3）化学选矿
通过化学作用将矿物中有关成分提取出来的选矿方法， 分离出来的原料的纯度较高。
a、氯化镁法：
M3 g 2 H C C M O2 l g H 2 O C C 2 l O
90~01000
MgC 2 lH2O MgO 2HCl(水解)
第二章 耐火材料的生产过程
基本与陶瓷生产工艺相同,包括：
(1)原料制备:采选矿、煅烧、破粉碎成粉体，各种 粒度的颗粒料等;
(2)坯料制备（具备加工能力的粉料、颗粒料性质）; (3)配料（混料）; (4)成型（不定形耐火材料不需要成型）; (5)干燥; (6)烧成（不烧砖的烧成在使用时完成）.
第一节 耐火材料的选择与加工
第二节 坯料的制备
准备成型的物料 一、颗粒的几何学性质（密堆积原理） 粉体颗粒的构造：一次颗粒、二次颗粒） 粉体的粒度：粒径、粒度分布 颗粒的形状：
获得原料:
b、氨化法：
M9 g.8 4 O % C, a 0.7 O %
MgCO3 经轻烧
MgO
M 2 H g 2 O 2 O N 4 C H M l 2 4 g N 4 O C H H
MgC2l 水解获得 MgO
c、碳酸氢盐法：
MgCO3 经轻烧
MgO
M C g 2 H O 2 O M ( H g 3 ) 2 C 2 H 2 O O
M ( H 3 ) g 2 C 4 M O 3 C 2 g 4 H O 2 O 5 H 2 O
4 M 3 C g 2 4 H O 2 O O 4 M C g 2 H O 2 O O
获得原料： Mg9O8~99%
小结： (1)化学法制备高纯; （2）可以调节组分间比例 （ 在沉淀过程、共沉淀一些物质）。
2．矛盾区
死烧
制品性能稳定
制品烧成困难
轻烧
活性
稳定性差
3．基本概念 ①活化轻烧：将物料充分细磨（采用高效粉 磨技术），在较低温度下烧结 熟料（轻烧）； 轻烧目的：获得易烧的原料（缺陷多，活性高), 轻烧温度选择具有非常重要性。
②死烧：物料达到完全烧结称为死烧。 T=0.7 Ts（Ts为主晶相氧化物的熔点）
（1）重液法
利用矿物的密度差，在重液中进行分离。 例子：
菱镁矿，破碎0～120mm（筛去0～8mm） 分级60～120和8～60重液选矿悬浮液中 （MgO45～46%）
问题:有15%的废矿原料不能回收处理。
（2）浮选法
利用矿物被液体所润湿程度的差别来进行
注：浮选剂（工业脂肪酸混合物） 利用杂物和矿物对浮选剂的附着性与润湿性
二、耐火原料的加工
（一）采矿和选矿 1、采矿考虑：储量丰富，可稳定的供应原矿，
质量波动不大，杂质含量符合技 术要求。 综合利用（具有开采价 值的要素：品位）
2、选矿：机械、物理、化学等方法将所选 目标矿物富集，并按矿物中各种矿 物的物理性质选用合适的选矿方 法。
3、主要方法（菱镁矿选矿方Baidu Nhomakorabea的介绍）
b)二元化合物
约有9200种二元化合物，约有1010种化合物是耐火的。
氧化物中： 酸性氧化物熔点最低：如SiO21713℃，TiO21825℃； 中性氧化物次之： 如Al2O3 2050℃，Cr2O32275℃； 碱性氧化物熔点高：如MgO2800℃，CaO2570℃， BeO2550℃，SrO2430℃.
青石（2MgO·2 Al2O3·5 SiO2）。 合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常
用于工业生产的耐火原料只有100种。
why?
除了考虑熔点外，还要看它在自然界中存在的 数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源 广，成本低廉。在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐 数量最大占86.5%。金属Pt的熔点为1772℃，可 以用作耐火原料，但是太昂贵了。
③轻烧活化工艺：
轻烧
压球（压坯）
死烧（亦称两步煅烧）
二步煅烧的特点： 优点：获得高纯、高密度的氧化物制品。 缺点：工艺复杂、燃料消耗大。 注意：对于杂质含量大于4%的可不采用二步煅烧
工艺。 4 需热工设备：多层炉、沸腾炉、回转炉、竖炉等。
三、原料的破粉碎
1. 目的：
a、选矿时需要； b、成型时获得较高的堆积密度； c、烧结活性。
一、耐火原料的选择
耐火原料的选择从两个方面进行考虑：
（1）化学观点：选择具有高熔点的单质或化合物；
（2）矿物观点：选择具有高耐火度的矿物。
a)元素角度选择
门捷列夫元素周期表上，从H到V78个元素 中（稀土元素除外）熔点高于2000℃的有10个， 只有碳（熔点3500℃，有的书中为3700±100℃） 具有耐火材料生产的实际意义，其它元素的数量 不大。
（4）磁力法：利用不同矿物具有不同的磁导系
数。
（5）电泳法(电渗选矿法)：利用悬浮液的质点
(如黏土、高岭土)带有电荷,电流通过悬浮液时,带 电的微粒向带有相反电荷的电极移动,并沉积在其 表面上。
（二）原料煅烧
1．目的：提高制品的性能 ①获得性能稳定的坯料； ②改善制品成分，组织结构； ③保证制品的体积稳定性； ④保证外形尺寸的准确性。
c)三元化合物
约有148000种（除固熔体外），可用作耐火原料的约 有铝（2尖C7r8晶20O石种3·M（。gA如Ol2莫）O来3熔·M石点g（为O）233A熔5l02点O℃3为。·22S1i0O52℃）；熔镁点铬为尖18晶70石℃；镁
d)四元化合物 估计可用作耐火原料的有400～600种，如：堇
起）； d、高效能研磨手段：振动磨、气动磨、搅拌磨、
爆炸方法等。
4、助磨剂（加速物料的粉碎） 实质：表面活性剂 作用：a、使物料颗粒表面自由能和晶格畸变程度 减小，促进颗粒软化； b、吸附作用平衡颗粒表面的不饱和键，防 止颗粒重新聚合； 上述作用都是为了防止重新聚合成大颗粒。 助磨剂范围：胺、醇、酯、醚、无机盐类（水）
2、常用机械
粗碎：颚式破碎机； 中碎：圆锥式破机 细碎：球磨机 使用上述机械应注意事项：生产能力由大变小；
注意防尘； 注意隔音
３．采用超细磨技术（获得超细粉）
a、 高效能研磨促进相变和固相反应发生； b、表面活性提高，增大固相反应程度，降低
烧结温度； c、注意职业病，矽肺（主要由可溶性SiO2粉尘引
的差别。 矿石中MgO 37～41% 浮选45.5～46.5%
（3）化学选矿
通过化学作用将矿物中有关成分提取出来的选矿方法， 分离出来的原料的纯度较高。
a、氯化镁法：
M3 g 2 H C C M O2 l g H 2 O C C 2 l O
90~01000
MgC 2 lH2O MgO 2HCl(水解)
第二章 耐火材料的生产过程
基本与陶瓷生产工艺相同,包括：
(1)原料制备:采选矿、煅烧、破粉碎成粉体，各种 粒度的颗粒料等;
(2)坯料制备（具备加工能力的粉料、颗粒料性质）; (3)配料（混料）; (4)成型（不定形耐火材料不需要成型）; (5)干燥; (6)烧成（不烧砖的烧成在使用时完成）.
第一节 耐火材料的选择与加工