藍晶石礦具有多種形態(tài)的AL2O3、SiO2或AL2SiO5,同族礦物有硅線石、紅柱石,是原生粘土質(zhì)成分的沉積物,受到強力的擠壓剪切應力的作用在高溫高壓條件下變質(zhì)產(chǎn)生的,是無水鋁硅酸鹽礦物,屬高鋁礦物原料。有藍晶石煅燒生成的莫來石,具有高溫穩(wěn)定性、低膨脹性及良好的耐火性和高溫下的高負荷能力。由于其膨脹效應可以抵消一些材料的收縮,使產(chǎn)品具有高溫體積變化小、熱穩(wěn)定性好、的效果被廣泛應用于耐火材料行業(yè)及其它行業(yè)。
藍晶石的工藝特性①耐火度:一般粘土質(zhì)耐火材料的耐火度為1670~1770℃含藍晶石耐火材料的耐火度通常大于1790℃,最高大于1850℃② 熱膨脹性 藍晶石在加熱過程中轉(zhuǎn)化為莫來石和SiO2 的混合物,在這個轉(zhuǎn)化過程中伴隨著體積膨脹。并且形成良好的莫來石針狀網(wǎng)絡,體積膨脹率為16%~18%。藍晶石加熱至1000℃時無變化,在1300℃以上逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎桶坠枋。藍晶石在轉(zhuǎn)化為莫來石的過程中,將產(chǎn)生一定的體積膨脹。體積膨脹分為平緩期、劇化期、下降期。
平緩期:當溫度在1100~1300℃時,樣品體積膨脹不大,藍晶石分解緩慢,莫來石化不完全,晶體微小。
劇化期:當溫度達到1300~1450℃時,藍晶石快速分解,莫來石化漸趨完全,體積膨脹很大,約在1450℃時達到最大。
下降期:當溫度超過1450℃時,藍晶石已完全分解,莫來石化完成,晶體開始發(fā)育,物料基本不再膨脹。
藍晶石的膨脹性是評價其質(zhì)量的重要依據(jù),藍晶石顆粒越大,體積膨脹也越大,反之則越小,藍晶石的膨脹性不僅與顆粒有關,還與純度有關,純度越高,膨脹就越大,隨著AL2O3含量的增高,其線膨脹也增大。用藍晶石礦物生產(chǎn)耐火材料的穩(wěn)定性比粘土質(zhì)耐火材料高1.5倍,藍晶石耐火磚比黏土磚的損耗低43% 。此外,藍晶石還具有良好的體積穩(wěn)定性,對酸堿甚至氫氟酸具有惰性。藍晶石礦物煅燒成莫來石是一個不可逆的轉(zhuǎn)化過程,在1810℃以下的穩(wěn)定的。因此,莫來石耐火材料具有高溫下體積穩(wěn)定、膨脹率低,抗化學腐蝕性強、機械強度高和抗熱沖擊能力強的特點。
藍晶石具有高溫膨脹性,是用作不定型耐火材料的極好原料。藍晶石還具有較高的耐火度,最高熔融溫度超過1800℃,利用藍晶石高溫一次永久性膨脹特性,直接加入不定形耐火材料(如澆注料、可塑料、膠泥)中做高溫膨脹劑。只要加入5%~15%就能提高制品的荷重軟化溫度、耐壓強度,改善燒后線變化指標,消除不定形耐火材料在高溫和冷卻過程中產(chǎn)生的收縮裂紋、剝落以及影響使用壽命等弱點,從而延長爐襯壽命。