镁质耐火材料

镁质耐火材料

耐火材料作为钢铁冶金、水泥、玻璃等高温行业重要的基础材料，在高温技术持续发展的时代得到了快速进步。而镁基(MgO-Al2O3-SiO2)合成耐火材料作为耐火材料的重要组成部分，广泛应用于碱性转炉炼钢、钢水炉外精炼等钢铁冶金领域及陶瓷领域，其中洁净钢及炉外精炼技术的不断发展也促进了镁基合成耐火材料的研发与应用，如镁铝尖晶石材料在LF和RH精炼及炼钢工业中广泛应用。镁基合成耐火材料作为该领域应用的重要研究方向之一，具有良好的抗侵蚀性和热震稳定性。 

我国具有丰富的耐火原料资源，菱镁矿、矾土、石墨等资源储量稳居世界首位，但多年来的无序开采以及采富弃贫的资源利用传统模式使得目前我国耐火原料面临严重的资源危机。镁基合成耐火材料的原料资源正在受到原料品位低、成本高等因素的影响。镁铝尖晶石、镁橄榄石及堇青石作为冶金、陶瓷等行业广泛使用的镁基合成耐火材料，每年消耗量巨大，其合成原料普遍采用高品位菱镁矿，而高品位菱镁矿资源匮乏，逐渐制约着镁铝尖晶石、镁橄榄石及堇青石材料的研究与应用。如何采用低品位菱镁矿，尤其是菱镁矿风化石合成制备冶金行业广泛使用的典型镁基合成耐火材料是本书探讨的重点和关键。 

低品位菱镁矿资源的研究与开发作为缓解我国镁质耐火原料资源危机的有效途径，得到了广大科研人员的关注。菱镁矿风化石作为典增的低品位菱镁矿，具有强度低、储量大、分布广等特点，因此提高菱镁矿风化石利用率和利用价值一直是低品位矿物利用领域的重要课题。 

菱镁矿是碳酸镁(MgCO3)的矿物名称，工业矿物和岩石范畴的菱镁矿主要是指由晶质及非晶质菱镁矿矿物组成，能为工业所利用的碳酸盐岩石。我国菱镁矿资源丰富，品位高，储量约为31亿吨，大约占世界菱镁矿总储量的25%~30%。辽宁地区储量25.77亿吨，约占全国总量的85%。 

菱镁矿矿床成因主要可分为三大类：沉积变质型、风化残积型和热液交代型矿床。沉积变质型矿床是我国菱镁矿成矿的主要矿床类型，分布于古老结晶片岩出露地区。国内生产利用的菱镁矿绝大部分采自此类型矿床的矿体(约占99%)。矿床规模大，集中分布在辽宁省和山东省。该类矿床在成矿过程中，各处成矿环境的差异使菱镁矿矿体形成不同结构构造状态：薄层状、致密块状、放射状和条带状。薄层状矿体的特点是，菱镁矿结晶时受层理控制，沿层理发育，往往在层理上有滑石或碳质薄膜;致密块状矿体的特点是，菱镁矿结晶时在较大空间形成细、中粒结晶，致密坚硬，有时可见缝合线和叠层面;放射状矿体的特点是，菱镁矿结晶程度好，晶体粗大，晶面有条纹，晶体成放射状和菊花状，多为粗粒和巨粒菱镁矿，品位高;条带状矿体的特点是，成矿过程中受围岩和热液的影响生成条带状构造，条带黑白相间，品位较低。以晶质菱镁矿石为例，主要化学成分为MgO，次要成分为CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3。辽宁地区晶质菱镁矿的矿物组成中主要是菱镁矿，另外含有多种杂质，主要杂质为白云石和滑石，晶质菱镁矿矿物成分及性质见表1-1

镁基合成耐火材料涉及经济发展和社会进步的多个工业和产品领域，目前菱镁矿开发过程中的问题，可通过对菱镁矿资源的分级开采、分别利用，在合理范围内有效地利用有限的资源等方式解决。其具体的解决途径应包括：(1)实现菱镁矿资源的优质优用，努力做到“物尽其用”，大大提高菱镁矿资源利用率，这样既能提高企业的经济效益，又可以有效地延长矿山的开采和使用年限;(2)在现有行业发展的基础上，加快设备的更新，提高行业装备水平，生产设备向大型化、自动化和低能耗的方向发展;(3)加强信息传递与交流，研究开发新产品，促进整个菱镁矿行业的健康可持续发展;(4)解决高品位菱镁矿资源短缺的问题，提高菱镁矿资源利用率，加强对中低品位菱镁矿的综合利用研究。