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白云石砂
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2022-06-01
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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。

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一般说来,人们通常用硬度测试法和酸性测试法这两种方法来区别石灰石和白云石。摩氏硬度测试法(MOH)是一种简单的机械测试法,即用另外一种已知硬度的金属来刮擦这种石材。由此测得白云石的硬度值介于3到4之间。而酸性测试法则是将稀释后的盐酸涂布到石材表面,石灰石反应强烈,而白云石反应不太明显,表面会形成粉状物。如果以上测试效果不明显,则需要做实验室分析。若能知道石材的来源矿,则矿物质种类和成分就会一清二楚了。

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MgO-CaO系白云石砂原矿石较难烧结,MgO与CaO属阳离子惰性气休型的电子层结构,具有低的极性,不易扩散,且颗粒表面倾向于形成双电层,阻碍直接接触的机会,这种低极性的阳离子氧化物,只有在温度近于其熔点时,才会出现结构缺陷。空位的出现和离子扩散过程的发生,也只有在接近熔点的温度下才有可能,故高纯致密碱性原矿石,均难烧结。白云石复盐〔Ca • Mg(CO3)2热分解后,仍是CaO与MgO两相共存,互溶程度小,故纯白云石(CaO·MgO)、较纯MgO或CaO更难烧结,采用在MgO中掺入CaO,增加CaO-CaO 的接触机会;或在白云石中掺入MgQ,提高MgO含量,增加MgO-MgO接触机会,可以改善其烧结性能。

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所以包覆粒子的比表面积大大提高,超细油漆原料粒子的表面能和化学活性都有所提高,使得无机填料粒子与有机高分子能更好的粘结,形成良好的界面。白云石在玻璃工业中还能提供氧化钙,加入纯碱—灰质—硅质体系,油漆原料哪家好起到熔剂作用。此外,白云石还可以减少玻璃老化、阻止大气或水分产生的化学侵蚀、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃强度。制造玻璃加入一定量白云岩粉,可以有效降低玻璃的高温粘度,提高制品的化学稳定性和机械强度。实践还表明:在制取低温陶瓷、浮法玻璃配料中引入白云岩粉, 可显著地节约能耗

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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。

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镁白云石砂的另一个结构特点是方钙石的结晶尺寸总比方镁石小。所列为不同烧成制度下方钙石与方镁石结晶尺寸的对比。这是因为方钙石被连续的方镁石相所包围,即方钙石在镁白云石砂的显微结构中不是连续相。在大的方钙石晶簇中,方钙石的生长依赖于Ca2+在方钙石晶格中的扩散而进行,是一种简单的 CaO-CaO晶界迁移过程:但对于小的、被孤立的方钙石晶粒或晶簇,Ca2+的扩散必须穿过MgO相,使方钙石晶粒生长的活化能较大,生长速率较方镁石小。

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