白云石粉为代表的白云石质耐火材料为1879年托马斯转炉发明以来传统的耐火材料,如前面所述,它属于作为耐火砖的新的耐火材料材质,为即古老又年轻的耐火材料。为人人皆知的平炉、电炉的炉底料、修补料频繁使用的耐火材料。作为耐火砖的白云石质耐火材料,当时在几乎不使用的理由除了没有托马斯转炉之外,还存在着日本本土高温多湿的气候的地方较多,也就是说,是由于生白云石(CaCO3、MgCO3)的烧成所产生游离石灰(free CaO)引起水化崩坏现象的原因所产生的。
白云石粉末还可以用作炼铁高炉堵孔材料 据报道,武钢曾把原矿粒度为0~30mm的白云石直接作为高炉铁水孔堵孔材料。如果将白云石粉体烧白作为炼钢高炉铁水孔堵孔材料,效果比直接用作铁水孔堵孔材料更好。生产碳酸镁要求白云石的化学成分(%)如下:MgO>18,CaO>29,SiO2<4,对k2o、na2o及酸不溶物含量无确定要求。目前国内普遍采用白云石碳化法生产轻质碳酸镁。
由于白云石粉中含有云母、石英、滑石、粘土及含铁矿物等杂质,因而SiO2、Al2O3和Fe2O3 在白云石中是不可避免的,有时还含有Mn3O4。上述杂质氧化物均为易熔成分,少量存在能促进白云石的烧结,提高白云石砂的抗水化能力。但杂质的存在对白云石质耐火材料使用性能的影响也是十分明显的。白云石高温下分解成CaO和MgO,它们能与Al2O3、Fe2O3、SiO2等形成一系列矿物:铁铝酸四钙(C4AF,熔点1415℃)、铁酸二钙(C2F,1436℃分解)、 铝酸三钙(C3A,1545℃分解)以及硅酸二钙(C2S,熔点2130℃)和硅酸三钙(C3S,1900℃分解)。
白云石烧结的特点主要取决于煅烧温度、时间和杂质组成及含量。辽阳石英砂白云石在1700〜1800℃温度下煅烧后,方钙石、方镁石晶粒尺寸长大,使体积稳定,密度提高,一般可达3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。为达到一定的体积密度,石英砂厂家可以采取提高煅烧温度或者延长烧结时间的方法来实现。天然白云石煅烧过程中产生的杂质氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等与CaO反应,形成一系列含钙化合物,并随温度升高伴有液相产生,最终实现天然白云石在液相参与下的烧结。