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红柱石的特性及主要用途

1.工艺特性
工业上利用红柱石,主要是取其耐高温的特性。红柱石在常压下加热至 1350 ℃ 以后 ,开始转化成与原晶体平行的针状莫来石。莫来石体是铝硅酸盐在高温作用下唯一稳定的形式,其理论转化率为87.64%。
3(Al 2 O 3 · SiO 2 ) 1350℃ 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + SiO 2
红柱石 莫来石 游离石英
红柱石在加热转化成莫来石的过程中,可以形成良好的莫来石网络,体积膨胀约 4%。这是一种不可逆的晶体转化,一经转化,则具有更高的耐火性能,耐火度可达1800 ℃ 以上,且耐骤冷骤热,机械强度大,抗热冲击力强,抗渣性强,荷重转化点高,并具有极高的化学稳定性(甚至不溶于氢氟酸)和极强的抗化学腐蚀性。
2.主要用途
鉴于红柱石具有的物化性能 ,是目前已知的优质耐火材料之一。它除用作冶炼工业的高级耐火材料,技术陶瓷工业的原料以外,还可冶炼高强度轻质硅铝合金,制作金属纤维以及超音速飞机和宇宙飞船的导向型之用。据报导,国外尚利用富铝红柱石进行煤的气化和制作雷达天线罩。一部分结晶良好、色泽鲜艳的也可制作工艺品和装饰品。其应用领域还在不断扩大。
( 1)制作不定形耐火材料。这对提高高温操作等冶金工艺有着特殊的效益。不定形耐火材料不经烧成而直接利用,可节约燃料能源,而它在高温下体积稳定,则对其使用寿命影响很大。实践中,若烧注料和可塑料按配比使用时,会含有一定量的粘土和无机物结合剂,因而造成不定形耐火材料高温和冷却过程中收缩,出现裂缝和剥落,缩短耐火材料的使用寿命。为了控制和减少耐火材料制品在长期高温下收缩,若在配料中加入定量的红柱石,利用膨胀稳定的特性,就可消除不定形材料的上述收缩小现象,延长材料的使用寿命可达五年之久。
(2)耐火砖:红柱石煅烧后制成型材,可用于热风炉、热风塔、再热炒等关键部位,也可用于各种辅助性浇注和操作设备、还可以制作窑炉设施、高温铝硅酸盐绝缘体、翻砂模面料。使用红柱石制成的耐火纤维作炉衬,比之耐火土或轻质砖炉衬可节能 30~50%。利用红柱石耐火砖除可减少燃料消耗,增加稳定性外,还可节约40%以上一般耐火材料的消耗。
( 3)生产硅铝合金、氧化铝和铝金属的原料,因红柱石Al 2 O 3 含量高,铁、钛和钙等氧化物杂质含量低,用于生产含铝60%的硅铝合金时,可以不用氧化铝,即可简化生产程序又可提高生产工效。
从七十年代开始,红柱石已广为我国工业生产所重视,其应用领域也在迅速扩大。
红柱石经过煅烧后形成的莫来石具有很高的耐火度、化学稳定性和机械强度,因此在冶金、建材及其他工业部门得到广泛应用。表 3列出了红柱石类矿物的主要用途。
表 红柱石类矿物的主要用途

用 途
特 点
应 用 部 门
耐火材料
( 1)在高温下体积稳定,不收缩
( 2)比其他高铝耐火材料生产成本低
( 3)性能好。比粘土砖损耗低43%,寿命长 150~200炉,耐火度高达1825℃以上
( 4)节约能源。热容比粘土砖高12%,用于马丁炉可缩短冶炼时间,能耗少
( 5)加入不定形耐火材料中作高温膨胀剂,使产品在高温下不收缩和剥落
冶金、建材、机械、化工、轻工、核工业等部门
硅铝合金和金属纤维
( 1)比用合成法 (用熔炼金属硅和电解铝)或用电热还原高岭土等方法成本低,经济效益高
( 2)可满足制造汽车、宇宙飞船和雷达部件的特殊技术要求
冶金、机械、宇航等工业部门
氧化铝(烧结法)
比用霞石或高岭土为原料时物料处理量少 1/2~1/3
冶金
防铸件粘砂新型面料(涂料、膏剂和各种混合剂)
防粘砂性能比石英粉佳,接近锆石粉,而且价格低廉
冶金、机械等工业部门
莫来石
产品耐火度高,热膨胀低,抗化学腐蚀性强。机械强度高,抗热冲击能力强,使用寿命长
冶金、机械、化工等部门
高铝蓝晶石水泥
耐火度高达 1650 ℃
军工建筑、冶金等部门
高级陶瓷原料
制品耐高温、耐酸碱
轻工、化工等部门


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