Esistono molti tipi di materie prime refrattarie e vari metodi di classificazione. In generale, si possono distinguere sei categorie.
Innanzitutto, secondo la classificazione dei componenti chimici delle materie prime refrattarie
Si possono distinguere materie prime ossidiche e materie prime non ossidiche. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, alcuni composti organici sono diventati materiali precursori o ausiliari per materie prime ad alte prestazioni resistenti al fuoco.
Secondo, secondo la classificazione dei componenti chimici delle materie prime refrattarie
In base alle caratteristiche chimiche, le materie prime resistenti al fuoco possono essere suddivise in materie prime resistenti al fuoco acide, come silice, zircone, ecc.; materie prime resistenti al fuoco neutre, come corindone, bauxite (acide), mullite (acide), pirite (alcaline), grafite, ecc.; materie prime resistenti al fuoco alcaline, come magnesia, sabbia di dolomite, sabbia di magnesio e calcio, ecc.
Tre, secondo la classificazione delle funzioni del processo produttivo
In base al loro ruolo nel processo di produzione dei materiali refrattari, le materie prime refrattarie possono essere suddivise in materie prime principali e materie prime ausiliarie.
La materia prima principale è il corpo principale del materiale refrattario. Le materie prime ausiliarie possono essere suddivise in leganti e additivi. La funzione del legante è quella di conferire al corpo refrattario la resistenza necessaria durante il processo di produzione e utilizzo. Comunemente si utilizzano residui liquidi di cellulosa al solfito, asfalto, resina fenolica, cemento alluminato, silicato di sodio, acido fosforico e fosfato, solfato; alcune delle materie prime principali stesse svolgono la funzione di agenti leganti, come l'argilla legata. Il ruolo degli additivi è quello di migliorare il processo di produzione o costruzione dei materiali refrattari, o di rafforzarne alcune proprietà, come ad esempio stabilizzanti, agenti riduttori d'acqua, inibitori, plastificanti, agenti schiumogeni, disperdenti, agenti espandenti, antiossidanti, ecc.
Quattro, secondo la classificazione in base alla natura degli acidi e delle basi
In base alla loro acidità e alcalinità, i materiali refrattari possono essere suddivisi principalmente nelle seguenti cinque categorie.
(1) Materie prime acide
Principalmente materie prime silicee, come quarzo, squamquarzo, quarzite, calcedonio, selce, opale, sabbia silicea bianca, diatomite, contengono silice (SiO2) in una percentuale superiore al 90%, mentre le materie prime pure ne contengono oltre il 99%. Le materie prime silicee sono acide in condizioni chimiche ad alta temperatura; quando sono presenti ossidi metallici o quando entrano in contatto con sostanze chimiche, si combinano formando silicati fusibili. Pertanto, se una materia prima silicea contiene anche solo una piccola quantità di ossido metallico, la sua resistenza al calore ne risentirà seriamente.
(2) materie prime semiacide
Si tratta principalmente di argilla refrattaria. In passato, la classificazione dell'argilla come materiale acido non era appropriata. L'acidità delle materie prime refrattarie è dovuta principalmente alla silice libera (SiO2), poiché, in base alla composizione chimica dell'argilla refrattaria e delle materie prime silicee, la silice libera presente nell'argilla refrattaria è molto inferiore rispetto a quella delle materie prime silicee.
Poiché l'argilla refrattaria in genere contiene dal 30% al 45% di allumina, e l'allumina raramente si trova allo stato libero, tende a combinarsi con la silice formando la caolinite (Al2O3·2SiO2·2H2O). Anche in presenza di una piccola quantità di silice in eccesso, il suo ruolo è molto limitato. Pertanto, la proprietà acida dell'argilla refrattaria è molto più debole rispetto a quella delle materie prime silicee. Alcuni ritengono che l'argilla refrattaria, ad alte temperature, si decomponga in silicati liberi e allumina libera, ma che questi ultimi, se riscaldati ulteriormente, si combinino per formare il quarzo (3Al2O3·2SiO2). Il quarzo ha una buona resistenza agli acidi e alle scorie alcaline e, a causa dell'aumento della composizione di allumina nell'argilla refrattaria, la sostanza acida si indebolisce gradualmente, quando l'allumina raggiunge il 50%, proprietà alcaline o neutre, soprattutto se prodotto in mattoni di argilla ad alta pressione, alta densità, fine compattazione, bassa porosità, la resistenza alle scorie alcaline è maggiore della silice in condizioni di alta temperatura. Il quarzo è anche molto lento in termini di erosività, quindi riteniamo appropriato classificare l'argilla refrattaria come semi-acida. L'argilla refrattaria è la materia prima più basilare e ampiamente utilizzata nell'industria dei materiali refrattari.
(3) materie prime neutre
Le materie prime neutre sono principalmente cromite, grafite e carburo di silicio (artificiale), che a qualsiasi temperatura non reagiscono con scorie acide o alcaline. Attualmente in natura esistono due di questi materiali: cromite e grafite. Oltre alla grafite naturale, esiste anche la grafite artificiale. Queste materie prime neutre, grazie alla loro notevole resistenza alle scorie, sono le più adatte per materiali refrattari alcalini e isolanti refrattari acidi.
(4) materie prime refrattarie alcaline
Principalmente magnesite (magnesite), dolomite, calce, olivina, serpentino, materie prime ad alto contenuto di allumina e ossigeno (a volte neutre), queste materie prime hanno una forte resistenza alle scorie alcaline, utilizzate principalmente nei forni alcalini per muratura, ma reagiscono in modo particolarmente facile con le scorie acide e si trasformano in sali.
(5) Materiali refrattari speciali
Principalmente ossido di zirconio, ossido di titanio, ossido di berillio, ossido di cerio, ossido di torio, ossido di ittrio e così via. Queste materie prime presentano diversi gradi di resistenza a tutti i tipi di scorie, ma poiché le fonti di materia prima sono limitate, non possono essere utilizzate su larga scala nell'industria dei materiali refrattari, bensì solo in circostanze particolari; per questo motivo vengono definite materie prime speciali resistenti al fuoco.
Cinque, secondo la classificazione della generazione delle materie prime
In base alla generazione delle materie prime, si possono distinguere due categorie: materie prime naturali e materie prime sintetiche.
(1) materie prime refrattarie naturali
Le materie prime minerali naturali costituiscono ancora la maggior parte delle materie prime. I minerali presenti in natura sono composti dagli elementi che li costituiscono. Attualmente, è stato dimostrato che la quantità totale di ossigeno, silicio e alluminio rappresenta circa il 90% della quantità totale di elementi nella crosta terrestre, e i minerali ossidici, silicatici e alluminosilicatici offrono vantaggi evidenti, costituendo enormi riserve di materie prime naturali.
La Cina possiede ricche risorse di materie prime refrattarie, di ampia varietà. Magnesite, bauxite, grafite e altre risorse possono essere considerate i tre pilastri delle materie prime refrattarie cinesi; Magnesite e bauxite, con grandi riserve e di alta qualità; Argilla refrattaria di eccellente qualità, silice, dolomite, dolomite magnesiaca, olivina magnesiaca, serpentino, zircone e altre risorse sono ampiamente distribuite.
Le principali varietà di materie prime naturali sono: silice, quarzo, diatomite, cera, argilla, bauxite, materie prime minerali di cianite, magnesite, dolomite, calcare, olivina di magnesite, serpentino, talco, clorite, zircone, plagiozircone, perlite, cromo, ferro e grafite naturale.
Sei, in base alla composizione chimica, le materie prime refrattarie naturali possono essere suddivise in:
Silicei: come la silice cristallina, la sabbia di quarzo, la silice cementata, ecc.;
② semi-silicei (fillachite, ecc.)
③ Argilla: come argilla dura, argilla morbida, ecc.; Combinazione di argilla e clinker di argilla
(4) Alto contenuto di alluminio: noto anche come giada, come ad esempio i minerali di bauxite e sillimanite ad alto contenuto di alluminio;
⑤ Magnesio: magnesite;
⑥ Dolomite;
⑦ Cromite [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3];
Zircone (ZrO2·SiO2).
Le materie prime naturali contengono solitamente più impurità, la loro composizione è instabile e le prestazioni variano notevolmente; solo poche materie prime possono essere utilizzate direttamente, la maggior parte deve essere purificata, selezionata o addirittura calcinata per soddisfare i requisiti di produzione dei materiali refrattari.
(2) materie prime sintetiche resistenti al fuoco
Le tipologie di minerali naturali utilizzabili come materie prime sono limitate e spesso non sono in grado di soddisfare i requisiti di alta qualità e tecnologia richiesti dall'industria moderna per i materiali refrattari. Le materie prime refrattarie sintetiche, invece, possono raggiungere pienamente la composizione chimica e la struttura minerale predefinite, presentano una struttura pura e densa e una composizione chimica facilmente controllabile, garantendo così una qualità stabile. Ciò consente di produrre una varietà di materiali refrattari avanzati e rappresenta la principale materia prima per i moderni materiali refrattari ad alta tecnologia. Lo sviluppo dei materiali refrattari sintetici ha registrato una rapida crescita negli ultimi vent'anni.
Le materie prime refrattarie sintetiche sono principalmente spinello di magnesio e alluminio, mullite sintetica, magnesia marina, cordierite di magnesio sintetica, corindone sinterizzato, titanato di alluminio, carburo di silicio e così via.
Data di pubblicazione: 19 maggio 2023
