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,超细白玉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,信阳白玉它们能与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)。
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。
耐火原材料白云石砂与环境中的水作用而丧失强度甚至粉化,即是白云石砂的水化。水化程度一般用水化增重率表示。白云石砂的抗水化能力对白云石质耐火制品的生产、保存及使用都很重要。提高白云石砂及镁质白云石砂抗水化能力的主要方法有:高纯白云石砂的抗水化能力主要取决于它的煅烧温度。煅烧温度提高,方镁石和方钙石晶体尺寸增大,使抗水化能力提高;同样的关系也表现在熟料气孔率对抗水化能力的影响上,气孔少的熟料抗水化能力提高。因而凡是提高白云石砂致密度的措施对其抗水化能力的提高都是有益的。
优质烧成白云石粉硅酸盐相极少,并且主要存在于晶内,骨料与基质致密结合,基质中微细气孔均匀分布。白云石颗粒中方钙石与方镁石晶体细小直接结合;电熔镁砂颗粒中方镁石晶体硕大直接结合,晶界较直,解理缝笔直。其显微结构特点决定了该材料兼具耐高温侵蚀和剥落等一系列优良性能。而后者硅酸盐相很多,并且主要赋存于晶间,骨料与基质结合不够致密,基质中气孔裂纹较多。因此其耐高温侵蚀和剥落等一系列性能都较差。
体积密度是镁白云石砂的重要质量指标,它反映出熟料的烧结程度,并直接影响到熟料的抗水化性能(粉化率)。以镁精矿轻烧粉与消石灰配合生产镁白云石砂时,混合料的混磨细度对熟料体积密度的影响以及体积密度与粉化率的合成镁白云石砂的烧成温度与所用原料、原料中杂质含量、烧成设备有关。一般烧成温度为1650℃左右,烧成温度愈高,熟料的密度增大(在烧结温度范围内)、强度愈高保温时间对镁白云石砂致密度的影响也十分明显。