菱镁矿的加热变化
发布日期: 2017-12-20 00:00:00 阅读量(1208) 作者:菱镁矿的主要化学组成为MgCO3,加热过程中的基本物理化学变化一是菱镁矿的分解,方镁石晶体的结晶长大;二是在高温下,杂质氧化物之间或与MgO相互作用形成新的矿物。菱镁矿受热时,MgCO3一般从350℃左右开始分解,放出CO2,生成MgO,并伴有很大的体积收缩,反应式如下;
温度达到550〜650℃时,分解反应剧烈, 至1000℃时完全分解。菱镁矿的分解温度与 MgO含量的高低、结晶程度及共生的杂质矿物等有关。MgO含量在90%以上(煅烧后),其分解温度都在725℃以上;我国大石桥一带晶质菱镁矿的分解温度为710〜740℃,而山东莱州晶质菱晶菱镁矿640℃开始分解,730℃达最大值,750℃时已基本分解完毕(如图6-3的DTA曲线);含有碳质、深灰色的菱镁矿,其分解温度都较低.通常低于720℃;含白云石量较高的菱镁矿(CaO=1.13%)分解温度为650℃左右。
图1 菱镁矿的DTA曲线
菱镁矿分解后生成轻烧氧化镁 (轻烧镁粉),质地疏松,化学活性大。继续升温,MgO体积收缩,化学活性减小,真比重增加;同时原料中的 CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、等杂质与MgO反应,逐步生成新的矿物相。至1550〜1650℃时,MgO晶格缺陷得到校正、晶粒逐渐发育长大,组织结构致密,生成以方镁石为主要矿物的烧结镁砂。菱镁矿加热过程中的物理性质变化和矿物相变化分别列于表6-9和表6-10中。
表1 菱镁矿加热时的物理性质变化
菱镁矿的加热变化过程归结如下;①500℃时菱镁矿的晶粒出现裂纹;②550℃时菱镁矿颗粒边缘出现均质的氧化镁向菱镁矿晶粒的内部深入;③650℃时菱镁矿消失,氧化镁局部呈现非均质性;④1100℃时,方镁石中形成微小的镁铁矿包裹体,其颜色也因此变成褐色;⑤温度继续升高至1400℃,方镁石褐色有所加深,方镁右晶体长大;⑥1600℃时方镁石表现出等轴的粒状结构;⑦1700℃时,方镁石仍有结晶长大,但很微弱。
菱镁矿加热的最终产物除方镁石外,还可能形成下列矿物:①含Fe2O3和FeO的矿物; 镁铁矿(MF)、铁酸二钙(C2F)、磁铁矿(Fe3O4)、FeO与MgO的固溶体;②含CaO的矿物; 游离CaO、硅酸二钙(C2S)、钙镁橄榄石(CMS)、镁黄长石(C2MS2),铝黄长石(C2AS)、 镁硅钙石(C3MS2);③含MgO的矿物;镁橄榄石(M2S)、斜顽辉石(MS)、镁铝尖晶石(MA)、 堇青石(M2A2S5)。最终形成的矿物组合与菱镁矿中各种杂质含量及相互间的比例有关, 个别矿物也可能不会出现。
表2 菱镁矿加热时的矿物相变化
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