袁东海 / 待分类 / 制砖原料的化学成分及矿物成分

   

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2018-09-14  63沙龙娱乐

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                                                                    袁东海


制砖原料的化学成分

1、对一般制砖原料化学成分的要求范围

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO2

烧失量

55~70%

15~20%

4~10%

0~10%

0~3%

0~1%

3~15%

2、制砖原料的化学成分实例

名     称

烧失量%

SiO2%

Al2O3%

TiO2%

 

CaO%

MgO%

K2O%

Na2O%

Fe2O3%

岭子矿矸石

8.57

59.96

22.84

0.83

0.16

1.05

2.47

0.30

3.81

岭子电厂粉煤灰

36.17

29.90

20.31

0.32

2.95

0.61

0.55

0.32

8.68

王村宝山页岩

3.08

65.37

19.41

0.85

0.26

0.43

2.03

0.09

2.40

内蒙满洲里砖厂

未检

68.90

19.90

0.698

0.91

0.74

3.68

1.16

3.28

广东佛山砖厂

3.08

64.70

15.84

0.82

3.68

1.16

1.36

0.36

6.48

泰安华丰砖厂

 

 

 

 

 

 

 

 

 

平顶山宏基砖厂

17.37

52.65

21.42

未检

1.43

1.05

1.30

0.55

3.77

3、各种化学成分对泥料与制品性能的影响

(1)SiO2

含量高会降低泥料的塑性,宏发彩票江西11选5:并影响制品的抗压强度和抗折强度,焙烧温度要提高。如果其含量低于40%,则会降低制品的抗冻性能。

(2)Al2O3

如果含量低于2%,则会降低制品的力学强度;当其含量高于24%,虽然制品强度能增高,但要求烧结的温度较高,耗煤量因此而增加。

(3)Fe2O3

能降低制品的烧结温度,却可使制品的颜色变红,外观较好。

(4)CaO

其含量过高,将会缩小烧结温度范围,使烧成操作困难,而且制品极易变形。CaO的颗粒稍大,又易产生制品石灰爆裂。

(5)MgO

以含量少为佳,它会引起制品泛霜,影响其制品质量,严重泛霜将造成制品不合格。

4、典型不合格原料化学成分

 ①内蒙古乌海某砖厂   该砖厂设计使用煤矸石和页岩为原料,但两种原料化学成分都不合格,主要是SiO2和Al2O3含量都偏低,两种原料SiO2含量都在30-33%,Al2O3含量都在10-12%左右,其他成分含量都正常。但直到投产前都没有引起甲方和设计单位的重视,投产后出现了重大事故:砖坯在干燥窑干燥很正常,但进入焙烧窑高温带后全部瘫软成为碎块,由于码坯高度在1.6米左右,碎砖把窑车和窑墙间隙全部塞满,使窑车寸步难行,不得不停产清理。这种情况主要是SiO2和Al2O3含量偏低造成的,产品没有强度,下层砖在窑内就被压垮。再次生产时为了改善原料化学成分,掺加了10%左右当地的细沙土,因细沙土中主要含SiO2,所以混合料SiO2增加后其烧结强度得到了很大的改善,产品完全可以满足国标要求。

②广东佛山某砖厂   该生产线设计用两种页岩制砖,分别为黄色页岩和青色页岩,其化学成分如下:

名     称

烧失量%

SiO2%

Al2O3%

TiO2%

 

CaO%

MgO%

K2O%

Na2O%

Fe2O3%

黄色页岩

5.67

56.97

11.23

1.00

0.45

0.51

1.58

0.24

18.42

青色页岩

 5.86

54.28

17.01

0.99

3.52

0.85

3.93

0.64

6.15

    黄色页岩含铁量太高,两种页岩按1:1比例掺配,产品烧结温度在800-840°C,中间极易过火,两侧极易欠火。中间温度适中时两侧欠火严重,两侧温度适中时中间过火严重,根本无法正常生产。为了解决这个问题,采取方案:黄色页岩尽量少用,以青色页岩为主,再在砖厂附近采购其他品种页岩,三种页岩掺配后使Fe2O3含量控制在8%以下。按此方案基本解决问题,产品烧结温度提高到900°C以上,烧结温度范围拓宽,两侧基本不再欠火,中间也无严重过火,产品质量符合国标要求。


 制砖原料的矿物成分 

    我们制砖行业研究某种原料是否适合造砖,已经习惯于按照化学成分来分析,这种方法不能说是错误,但有时容易出现偏差,有些原料从化学成分来分析适合造砖,但实践中却发现很多问题,有的甚至根本无法生产出合格产品。究其原因,相同或类似的化学成分,却有不同的矿物组成,有时候两种原料化学成分很相似,或主要化学成分相差不大,但矿物成分却差别巨大,这就造成了产品质量的差距。

    原料中常见的矿物成分有:高岭石、蒙脱石、水云母(伊利石)、绿泥石、方解石、赤铁矿、钠长石等。

    下面三种页岩化学成分基本类似,但其矿物成分却相差甚远,其物理性能相差也很大。

    三种页岩的化学成分表对照表%

原料名称

烧失量

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

SO3

TiO2

K2O

Na2O

总计

1号页岩

8.89

56.84

5.92

16.03

6.82

1.15

0.04

0.91

2.13

0.64

99.37

2号页岩

5.10

56.97

8.69

17.89

1.63

2.93

0.02

1.06

4.24

0.79

99.32

3号页岩

5.50

60.62

6.96

18.70

0.90

2.38

0.02

0.90

2.54

0.80

99.32

    三种页岩的矿物成分表对照表%

原料名称

伊蒙混合层

高岭石

伊利石

蒙脱石

透闪石

绿泥石

绢云母

石英

方解石

硬石膏

赤铁矿

菱铁矿

微斜长石

钠长石

铁白云石

锐钛矿

沸石

非晶相

微检出

1号页岩

20

10

-

-

2

-

-

46

8

-

4

-

6

2

-

-

-

-

2

2号页岩

30

5

-

-

-

-

-

43

4

3

6

-

-

6

-

-

-

-

3

3号页岩

25

8

-

21

-

-

-

16

-

-

-

-

7

-

-

-

-

20

3

    三种页岩原料的物理性能对照表

原料名称

普氏成型水分%

可塑性指数%

临界含水率

干燥敏感性系数

干燥线收缩率%

1号页岩

19.3

11.6

9.8

0.97

2.86

2号页岩

15.9

8.1

10.4

0.53

2.16

3号页岩

22.9

16.6

11.9

0.92

4.42

    煤矸石原料也存在这种情况,下面是三种煤矸石化学成分、矿物成分和物理性能对照表

    三种煤矸石原料化学成分对照表%

原料名称

烧失量

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

SO3

TiO2

K2O

Na2O

总计

1号煤矸石

12.86

52.93

4.66

25.32

1.10

0.72

0.24

0.91

0.18

0.36

99.28

2号煤矸石

32.68

40.81

2.42

19.28

0.91

0.69

2.40

0.87

1.30

0.33

101.69

3号煤矸石

18.98

44.96

5.88

25.57

0.42

0.63

0.14

0.89

1.37

0.58

99.42

    三种煤矸石原料矿物成分对照表%

原料名称

伊蒙混合层

高岭石

绿泥石

石英

方解石

黄铁矿

微斜长石

钠长石

沸石

未检出

1号煤矸石

43

25

-

26

-

-

1

2

1

2

2号煤矸石

30

25

-

39

2

2

-

-

-

2

3号煤矸石

25

32

3

35

-

-

-

-

-

5

    三种煤矸石原料的物理性能对照表

原料名称

普氏成型水分%

可塑性指数%

临界含水率

干燥敏感性系数

干燥线收缩率%

1号煤矸石

18.0

12.3

9.40

0.92

3.20

2号煤矸石

16.7

7.9

10.2

0.64

2.62

3号煤矸石

15.8

7.2

9.30

0.69

2.62

    原料的化学成分与其物理性能之间没有必然的联系,但原料的矿物成分与其物理性能之间却有规律可循。根据实验和实践经验,原材料中凡是含有较高比例的蒙脱石和伊利石的,其塑性指数大都偏高,干燥敏感性和线收缩率也偏高,尤其以蒙脱石的含量对这三项物理指标影响最大。塑性指数高一点有利于成型,但干燥敏感性和线收缩率过高却容易产生干燥裂纹,实际生产中也确实发现了这个问题。有些砖厂投产很长时间,一直解决不了产品裂纹的问题,后来通过矿物分析,发现原料中蒙脱石含量很高。

    根据经验,原材料中蒙脱石含量在3%以下时是有益的。若原材料中同时含有大量细颗粒且分布均匀的方解石时,则蒙脱石含量可允许达到10%。

    我国东北、内蒙、新疆、宁夏北部、甘肃河西走廊、青海、西藏等地区的页岩、粘土、煤矸石等原材料中都含有一定量的蒙脱石,因此在这些地区建设隧道窑制砖生产线时,一定要对原料进行常规化学成分分析的同时再进行矿物成分分析,若发现蒙脱石含量超高,必须制定可靠的工艺方案,且不可盲目施工。

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