白云石粉按用途分为两大类:冶金炉料用白云石、耐火材料用白云石,这两大功用的白云石均以氧化镁含量划分牌号。冶金炉料用白云石按氧化镁含量只设一个牌号,即:LBYS19。耐火材料用白云石按氧化镁含量分为五个牌号,即:NBYS22、NBYS20、NBYS19、NBYS18、 NBYS16,其中 NBYS22、NBYS19 又分为 A、B 两级,NBYS20 分为 A、B、C 三级。在今天的这篇文章中,我们主要介绍耐火材料用白云石。耐火材料用白云石取自汉语拼音的“耐白云石”字首,后面的数字为氧化镁的百分含量。
生产白云石砂的原料有三类:镁质原料:菱镁矿(或浮选镁精矿)、海水氢氧化镁、水镁石;钙质原料:消石灰Ca(OH)2;镁钙质原料:白云石、镁白云石。二、工艺过程,根据对镁白云石砂的质量要求,可采取不同的原料组合,其生产工艺过程也有区别。一步和二步煅烧工艺都可用于生产镁白云石砂,普通镁白云石砂主要用于制造普通镁白云石砖,多用一步法生产;二步煅烧得到的镁白云石砂纯度高、密度大,用它制成的耐火砖高温机械强度也高。常见的工艺过程有:用杂质(SiO2+Al2O3+Fe2O3)小于1%的特级菱镁矿和特级白云石分别轻烧、细磨,经配料、混合、消化(水化)、困料、混练、压坯,烧成得到镁白云砂。
白云石砂的主要成分为碳酸镁钙,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之间。白云石矿主要成分为碳酸钙和碳酸镁。这种石材在外观上看来非常接近石灰石,事实上,在发现石灰石沉积物的地区,也会经常发现白云石。大多数白云石的沉积物含有一定比例的石灰石。区别白云石的重要依据是岩石中白云石矿物质的含量不少于50%。另外,白云石是多孔性石材。因构成白云石的化学成分对酸性物质不敏感,白云石具有更佳的耐候性。
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,高品质白云石目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,葫芦岛白云石目它们能与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)。
白云石加热到700~900℃时分解为二氧化碳和氧化钙、氧化镁的混合物,称苛性镁云石,易与水发生反应。当白云石经1500℃煅烧时,氧化镁成为方镁石,氧化钙转变为结晶 a-CaO,结构致密,抗水性强,耐火度高达2300℃。我国白云岩矿床分布在碳酸盐岩岩系中,时代愈老的地层赋存的矿床愈多,且多集中于震旦系底层中。如东北的辽河群、内蒙古的桑子群、福建的建瓯群中都有白云岩矿床产出。其次,震旦系、寒武系中白云岩矿床也比较广泛,如辽东半岛、冀东、内蒙古、山西、江苏等地也由大型矿床产出。石炭、二叠系中的白云岩矿床多分布于湖北、湖南、广西、贵州等地。