Vật liệu chịu lửa - Chương 5

VLCL manhêdi là loại VLCL kiềm tính điển hình, chứa 80-85% periclaz ( MgO ) đôi khi nhiều hơn , nhiệt độ chịu lửa 20000C ( nhiệt độ nóng chảy của MgO nguyên chất 28000C ). Tạp chất chủ yếu trong sản phẩm manhêdi SiO2, CaO, Al2O3 và Fe2O3. Ở nhiệt độ cao chúng tạo ra một số khoáng có độ chịu lửa cao , một số có độ chịu lửa thấp . Có hai loại VLCL manhêdi : Loại viên và loại bột. Loại viên để xây tường lò , loại bột dùng để đầm lò ....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu chịu lửa - Chương 5 VLCL MANHÊDI Chương 5 : VLCL manhêdi là loại VLCL kiềm tính điển hình, chứa 80-85% periclaz( MgO ) đôi khi nhiều hơn , nhiệt độ chịu lửa >20000C ( nhiệt độ nóng chảy củaMgO nguyên chất 28000C ). Tạp chất chủ yếu trong sản phẩm manhêdi SiO2, CaO,Al2O3 và Fe2O3. Ở nhiệt độ cao chúng tạo ra một số khoáng có độ chịu lửa cao ,một số có độ chịu lửa thấp . Có hai loại VLCL manhêdi : Loại viên và loại bột. Loại viên để xâytường lò , loại bột dùng để đầm lò .I/ Nguyên liệu Nguyên liệu thường dùng là Manhêdit MgCO3 , một số nơi không cómanhêdi thì dùng MgO lấy từ nước biển .1/ Manhêdit : Là khoáng chứa 47,62%MgO và 52,98%CO2, có γT =2,98 g/cm3, ánhthuỷ tinh màu trắng, xám hay phớt lục tuỳ theo tạp chất lẫn vào. Độ cứng 4-4,5,nếu có lẫn nhiều Si độ cứng có thể tăng lên đến 5-5,5 . Gồm 2 loại : Manhêdit tinh thể và Manhêdit vô định hình Manhêdit tinh thể được tạo ra do tác động của đá vôi hoặc đôlômit vớidung dịch cacbonat axit manhêdi theo phản ứng : CaCO3 + Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + Ca(HCO3)2 (dd) → 2MgCO3↓ + Ca(HCO3)2 CaMg(HCO3)2 + Mg(HCO3)2 (dd)Manhêdit vô định hình là sản phẩm phân huỷ các khoáng silicat manhêdit như :Serpentin , ôlivin theo phản ứng : 3MgO. 2SiO2. 2H2O + 3CO2 → 3MgCO3↓ + 2SiO2 + 2H2O → 3MgCO3↓ + 2SiO2 2MgO. SiO2 + 2CO2Tạp chất chủ yếu trong manhêdit là Fe2O3 ,SiO2, CaO, Al2O3. Trong đó CaO là tạpchất có hại nhất vì dễ tạo hợp chất dễ chảy ( CaO .MgO .SiO monticelit ) hoặc hợpchất biến đổi đa hình ( 2CaO . SiO2 ), nếu CaO ở trạng thái tự do nó lại dễ dànghút nước . Yêu cầu : Manhêdit sau khi nung đỏ phải có MgO ≥ 85% đối với bộtluyện kim và ≥ 91% đối với gạch , CaO ≤ 2-3% , SiO2 + Fe2O3 ≤ 5% .2/ MgO lấy từ nước biển Trong nước biển chứa 0,2% MgO nhưng nguồn nước biển vô tận . Trongnước biển có chứa các muối NaCl , CaCl2 , MgCl2 , Ca SO4 , MgSO4 , HCO3 ...phải loại trừ .- Loại trừ SO42+ : Dùng CaCl2 . MgSO4 ( trong nước biển ) + CaCl2 → MgCl2 + Ca SO4 ↓ → lọc- Loại HCO3 : Dùng Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 ( trong nước biển ) + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O Mg(HCO3)2 ( trong nước biển) → 2CaCO3 + Ca(OH)2↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O Sau khi lọc kết tủa , manhê trong nước trên chủ yếu nằm ở dạng MgCl2 . Từđây ta dùng sữa đôlô mi để kết tủa . ( Nung đôlômit CaCO3 .MgCO3 ta được CaO+ MgO , hợp nước CaO + H2O → Ca(OH)2 , MgO + H2O → Mg(OH)2 ) → 2Mg(OH)2 ↓ + CaCl2MgCl2 + MgCa(OH)4CaCl2 quay trở lại phản ứng đầu tiên và Mg(OH)2 ↓ qua lọc và đem nung .Sản xuất băng phương pháp này có những khó khăn sau : +Lượng nước biển cần dùng lớn : Muốn có một tấn sản phẩm phải gia công300 tấn nước biển , tức là dùng bơm và xây bể lắng lớn . +Thực hiện quá trình hyđrat hoá hoàn toàn đôlômit rất khó , phải thực hiệnở điểu kiện áp suất và nhiệt độ cao , nếu không sản phẩm sẽ lẫn nhiều CaO . +Phải dùng lượng CaCl2 lớn , tuy có thể dùng nước thải công nghiệp. +Mg(OH)2 rất keo khó lọc , phải dùng máy lọc chân đến bột nhão cóW=40-50% sau đó đưa vào lò nung . +Lẫn nhiều B2O3nên khi nung sẽ tạo ra hợp chất Mg3B2O6 có nhiệt độnóng chảy thấp .Ưu điểm : +Tận dụng được đôlômi và nguồn nước biển . +Có thể điều chỉnh hàm lượng MgO trong sản phẩm phù hợp với yêu cầukỹ thuật . +Hàm lượng MgO tương đối cao >90-95% . +Nếu dùng phương pháp trên để tách MgO từ nước ót là nước dư sau khikết tinh muối ăn rất kinh tế .II/ Quá trình lý hoá khi nung1/ Quá trình lý hoá và thành phần khoáng Nếu sản xuất từ manhêzit , khi nung sẽ tiến hành phân huỷ : MgCO3 → MgO + CO2 - QPhản ứng bắt đẩu ở 4000C , nhanh ở 6400C . Tốc độ phân huỷ manhêzit phụ thuộcvào lượng tạp chất , cấu trúc và mật độ manhêzit . Nếu nguyên liệu ban đầu sản xuất từ nước biển thì phản ứng đầu tiên khi nunglà : Mg(OH)2 → MgO + H2O - QPhản ứng này tiến hành mạnh ở 4300C Trong nguyên liệu còn có những tạp chất : Fe2O3 ,SiO2, CaO , Al2O3 ...các tạpchất này sẽ phản ứng để tạo ra các khoáng tạp ngoài periclaz : + Fe2O3 +CaO Bắt đầu ở 6700C , kết thúc ở 900 - 10000C →CaO.Fe2O3Nếu dư CaO thì ở 900-10000C tiếp tục phản ứng tạo ra 2CaO.Fe2O3 . + Fe2O3 + MgO : Trong môi trường oxy hoá bắt đẩu chậm ở 6000C ,mạnh ở 1200-14000C cho manhêdi ferit MgO .Fe2O3 .Trong môi trường khử ở 800-10000C tạo dung dịch rắn MF ( cả Fe3+ và Fe2+ ).Trên 15000C oxyt sắt tự do không còn tồn tại nữa . + SiO2 + CaO : Bắt đầu ở 550-6500C , nhanh ở 1000-12000C đồngthời tạo ra C2S và C3S , nhiệt độ c ...