藍(lán)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(qiáng)力的擠壓剪切應(yīng)力的作用在高溫高壓條件下變質(zhì)產(chǎn)生的,是無(wú)水鋁硅酸鹽礦物,屬高鋁礦物原料。有藍(lán)晶石煅燒生成的莫來(lái)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(fù)荷能力。由于其膨脹效應(yīng)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(yīng)用于耐火材料行業(yè)及其它行業(yè)。
藍(lán)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(lán)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(lán)晶石在加熱過(guò)程中轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石和SiO2 的混合物,在這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中伴隨著體積膨脹。并且形成良好的莫來(lái)石針狀網(wǎng)絡(luò),體積膨脹率為16%~18%。藍(lán)晶石加熱至1000℃時(shí)無(wú)變化,在1300℃以上逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊?lái)石和白硅石。藍(lán)晶石在轉(zhuǎn)化為莫來(lái)石的過(guò)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(dāng)溫度在1100~1300℃時(shí),樣品體積膨脹不大,藍(lán)晶石分解緩慢,莫來(lái)石化不完全,晶體微小。
劇化期:當(dāng)溫度達(dá)到1300~1450℃時(shí),藍(lán)晶石快速分解,莫來(lái)石化漸趨完全,體積膨脹很大,約在1450℃時(shí)達(dá)到最大。
下降期:當(dāng)溫度超過(guò)1450℃時(shí),藍(lán)晶石已完全分解,莫來(lái)石化完成,晶體開始發(fā)育,物料基本不再膨脹。
藍(lán)晶石的膨脹性是評(píng)價(jià)其質(zhì)量的重要依據(jù),藍(lán)晶石顆粒越大,體積膨脹也越大,反之則越小,藍(lán)晶石的膨脹性不僅與顆粒有關(guān),還與純度有關(guān),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(lán)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(lán)晶石耐火磚比黏土磚的損耗低43% 。此外,藍(lán)晶石還具有良好的體積穩(wěn)定性,對(duì)酸堿甚至氫氟酸具有惰性。藍(lán)晶石礦物煅燒成莫來(lái)石是一個(gè)不可逆的轉(zhuǎn)化過(guò)程,在1810℃以下的穩(wěn)定的。因此,莫來(lái)石耐火材料具有高溫下體積穩(wěn)定、膨脹率低,抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高和抗熱沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
藍(lán)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(lán)晶石還具有較高的耐火度,最高熔融溫度超過(guò)1800℃,利用藍(lán)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(qiáng)度,改善燒后線變化指標(biāo),消除不定形耐火材料在高溫和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的收縮裂紋、剝落以及影響使用壽命等弱點(diǎn),從而延長(zhǎng)爐襯壽命。