Nghiên cứu vữa chịu axit trên cơ sở đá diabaz nhân tạo, quartz, bã phenpat và hệ na2o sio2 h2o

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------NGUYỄN VĂN QUANG

NGHIÊN CỨU VỮA CHỊU AXIT
TRÊN CƠ SỞ ĐÁ DIABAZ NHÂN TẠO, QUARTZ, BÃ PHENPAT VÀ
HỆ Na2O-SiO2-H2O

CHUYÊN NGÀNH:

CNVL VÔ CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
GS.TSKH. NGND . LA VĂN BÌNH

Hà Nội – Năm 2010

1


LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Thầy GS.TSKH.NGND
La Văn Bình đã dành những thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn em trong suốt
quá trình thực hiện luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn bộ môn Công nghệ các chất vô cơ- khoa Công
nghệ Hoá học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
để em có thể hoàn thành luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn Khoa Hoá học - Trường Đại Học Sư Phạm Hà

Nội 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành quá trình học tập và
hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động viên em trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Học Viên

Nguyễn Văn Quang

2


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là sự nỗ lực của bản thân, cùng sự giúp đỡ
tận tình của thầy La Văn Bình.
Kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, không trùng lặp với kết quả
nghiên cứu của đề tài nào khác và chưa được công bố trong bất kì công trình nghiên
cứu nào.
Nếu kết quả cam đoan trên là sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

3


MỤC LỤC
Trang phụ bìa…………………………………………………………………………..

1

Lời cảm ơn……………………………………………………………………………..

2

Lời cam đoan…………………………………………………………………………..

3

Mục lục………………………………………………………………………………...

4

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt sử dụng trong luận văn………………….........

7

Danh mục các bảng sử dụng trong luận văn…………………………………………...

8

Danh mục các hình vẽ, sơ đồ sử dụng trong luận văn…………………………………

11

Mở đầu……………………………………………………………………………..

12

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN………………………………………………………

13

1.1. Công nghệ sản xuất vật liệu diabaz chịu axit trên Thế giới và ở Việt Nam …

13

1.1.1. Công nghệ sản xuất vật liệu sản xuất vật liệu diabaz chịu axit, chịu nhiệt trên
Thế giới………………………………………………………………........................... 13
1.1.2. Công nghệ sản xuất vật liệu sản xuất vật liệu diabaz chịu axit, chịu nhiệt ở
Việt Nam………………………………………………………………………………

25

1.2. Công nghệ sản xuất vật liệu gốm chịu axit trên thế giới và ở Việt
Nam……………………………………………………………………………………. 28
1.2.1. Công nghệ sản xuất vật liệu gốm chịu axit trên Thế giới ………………………

28

1.2.2. Công nghệ sản xuất vật liệu gốm chịu axit trên ở Việt Nam…………………… 36
1.3. Công nghệ sản xuất vật liệu chịu axit trên cơ sở chất liên kết là polyme vô
cơ ……………………………………………………………………………………...

38

1.3.1. Tổng quan về polyme vô cơ ..........................................................................

38

1.3.2. Công nghệ sản xuất vật liệu chịu axit trên cơ sở chất liên kết là polyme vô 47
cơ……………………………………………………………………………………….

PHẦN 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ……………

53

2.1. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................

53

2.1.1. Các phương pháp phân tích..................................................................................

53

2.1.1.1. Phương pháp phân tích thể tích xác định hàm lượng Na2O…………………..

53

4


2.1.1.2. Phương pháp phân tích khối lượng xác hàm lượng SiO2……………………..

53

2.1.1.3. Phương pháp xác định tỉ trọng của polimie vô cơ…………………………….

54

2.1.1.4. Phương pháp đo độ nhớt của polime bằng nhớt kế Ostwald………………….

54

2.1.1.5. Phương pháp nhiễu xạ tia X…………………………………………………..

57

2.1.1.6. Phương pháp phân tích nhiệt.............................................................................

58

2.1.1.7. Phương pháp phổ hồng ngoại ...........................................................................

59

2.1.2. Các phương pháp thử các chỉ tiêu cơ học, vật lý, hóa học của vữa chịu axit…..

59

2.1.2.1. Xác định cỡ hạt..................................................................................................

59

2.1.2.2. Xác định độ chịu axit của vữa đã đóng rắn…………………………………...

59

2.1.2.3. Xác định thời gian công tác…………………………………………………...

60

2.1.2.4. Xác định độ bám dính của vữa đã đóng rắn…………………………………..

60

2.1.2.5. Xác định độ hút nước của vữa đã đóng rắn…………………………………..

61

2.1.2.6. Xác định cường độ chịu nén của vữa đã đóng rắn……………………………. 62
2.2. Phương pháp thực nghiệm....................................................................................

63

2.2.1. Phương pháp tổng hợp polyme natri silicat Na2O – SiO2 – H2O có αSi=4........

63

2.2.2. Phương pháp tổng hợp khoáng diabaz nhân tạo………………………………..

65

2.2.2.1. Phương pháp tổng hợp khoáng bằng phương pháp khô từ cao lanh………….

65

2.2.2.2. Khảo sát nhiệt độ thích hợp tạo khoáng diabaz nhân tạo……………………..

66

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu nguyên liệu phụ gia cho hệ Na2O – SiO2 – H2O để 66
nâng cao độ chịu axit…………………………………………………………………..

2.2.4. Phương pháp tạo viên ..........................................................................................

66

2.2.5. Phương pháp xác định độ giảm khối lượng của vật liệu khi ngâm trong axit…..

66

2.3. Sơ đồ khối sản xuất vữa chịu axit

68

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………………………

69

3.1. Khảo sát độ bền nén của mẫu polyme với phụ gia quartz và Na2SiF6.............. 69
3.2. Khảo sát độ bền axit của mẫu polyme với phụ gia quartz và Na2SiF6………

70

3.3. Nghiên cứu phụ gia chịu axit là diabaz nhân tạo……………………………… 71
3.3.1. Nghiên cứu vữa chịu axit từ diabaz nhân tạo, polyme S11 và Na2SiF6……........

5

71


3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng polyme đến độ bền axit của vữa tổng 72

hợp………………………………………………………………………………..
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bã phenpat đến độ bền axit của vữa tổng 73
hợp………………………………………………………………………………..........
3.1.4. Nghiên cứu độ bền axit của vữa tổng hợp khi thay đổi đồng thời các phụ gia 74
khi cố định hàm lượng polyme S11……………………………………………………..
3.4. Nghiên cứu phụ gia chịu axit là quartz................................................................ 76
3.4.1. Nghiên cưu ảnh hưởng của hàm lượng polyme S11 đến độ bền axit của vữa 76
tổng hợp........................................................................................................................
3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hạt quartz đến độ bền axit của vữa tổng 77
hợp ……………………………………………………………………………………..
3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng bã phenpat đến độ bền axit của vữa tổng hợp ……

78

3.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng quartz, bã phenpat và Na2SiF6 đến độ 79
bền axit của vữa tổng hợp...............................................................................................
3.5. Kết quả thử các chỉ tiêu cơ học, vật lý, hóa học của sản phẩm ......................... 81
KẾT LUẬN.................................................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 84
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 86

6


CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
S: Polyme hệ Na2O – SiO2 – H2O
B: Bã nhôm sunfat
DSC: Phân tích nhiệt vi sai
F: Na2SiF6
hh: Hỗn hợp

IR: Phổ hồng ngoại
P: Polyme Na2O – SiO2 – H2O
Q: Quartz
Rbd: Độ bám dính
Rn: Cường độ chịu nén
ASTM: Tiêu chuẩn Mỹ
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng
ΓOCT: Tiêu chuẩn Nga
TGA: Phân tích nhiệt trọng lượng
W: Độ hút ẩm
XRD: Phổ nhiễu xạ X
PF: tạp chất
φ : Đường kính

TCN: Trước công nguyên
SCN: Sau công nguyên

7


DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng

Chức năng

Trang

1.1

Thành phần hoá học của mẫu bazan kết tinh

25

1.2

Thành phần hoá học của khoáng nguyên sinh

26

1.3

Tính năng kĩ thuật của vật liệu chịu axit, chịu nhiệt

28

1.4

Đặc điểm chủ yếu của gốm kỹ thuật

30

1.5

Các đặc tính của ximăng

30

1.6

Đặc điểm của một số hệ thuỷ tinh kết tinh

30

1.7

Thành phần và đặc tính của đất sét Liên Xô (cũ)

31

1.8

Thành phần hoá học của phối liệu sản xuất gốm chịu axit ở Trung

32

Quốc và Liên Xô ( cũ)
1.9

Thành phần cỡ hạt của nguyên liệu theo phương pháp bán khô

34

1.10

Thành phần hoá học của các nguyên liệu sản xuất gốm chịu axit

36

1.11

Thành phần hoá học của gốm chịu axit Viện Vật Liệu Xây dựng

38

1.12

Tính năng của gốm chịu axit Viện Vật Liệu Xây dựng

38

1.13

Năng lượng liên kết của một số loại polyme

40

1.14

Tỷ lệ thành phần nguyên liệu tạo màng

49

2.1

Độ nhớt của nước ở nhiệt độ khác nhau

56

2.3

Thành phần và đặc tính của các polyme vô cơ hệ Na2O-SiO2-H2O

64

2.3

Thành phần hoá học của các nguyên liệu đầu

65

3.1

Độ bền nén của các mẫu polyme theo thời gian

69

3.2

Độ giảm khối lượng các mẫu ngâm trong H2SO4 10%

70

3.3

Độ giảm khối lượng các mẫu ngâm trong H2SO4 80%

70

3.4

Độ bền axit của vữa tổng hợp từ diabaz nhân tạo, polyme S11 và

71

Na2SiF6 ngâm trong H2SO4 80%
3.5

Ảnh hưởng của hàm lượng polyme đến độ bền axit của vữa tổng

72

hợp khi ngâm trong axit H2SO4 10%
3.6

Ảnh hưởng của hàm lượng polyme đến độ bền axit của vữa tổng

8

73


hợp khi ngâm trong axit H2SO4 80%
3.7

Ảnh hưởng của hàm lượng bã phenpat đến độ bền axit của vữa

73

tổng hợp khi ngâm trong axit H2SO4 80%

3.8

Ảnh hưởng của hàm lượng diabaz nhân tạo, bã phenpat, Na2SiF6

74

đến độ bền axit của vữa tổng hợp ngâm trong H2SO4 10%
3.9

Ảnh hưởng của hàm lượng diabaz nhân tạo, bã phenpat, Na2SiF6

75

đến độ bền axit của vữa tổng hợp ngâm trong axit H2SO4 80%
3.10

Ảnh hưởng hàm lượng S11 đến độ ăn mòn axit của vữa tổng hợp

76

từ Quartz ( φ = 0,04 ÷ 0,08), bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong
axit H2SO4 10%
3.11

Ảnh hưởng hàm lượng S11 đến độ ăn mòn axit của vữa tổng hợp

76

từ quartz ( φ = 0,04 ÷ 0,08), bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong
axit H2SO4 80%

3.12

Ảnh hưởng của kích thước hạt quartz đến độ ăn mòn axit của vữa

77

tổng hợp từ quartz, bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong H2SO4
10%
3.13

Ảnh hưởng của kích thước hạt quartz đến độ ăn mòn axit của vữa

78

tổng hợp từ quartz, bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong H2SO4
80%
3.14

Ảnh hưởng của bã phenpat đến độ ăn mòn axit của vữa tổng hợp

78

từ quartz, bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong axit H2SO4 10%
3.15

Ảnh hưởng của bã phenpat đến độ ăn mòn axit của vữa tổng hợp

79

từ quartz, bã phenpat, Na2SiF6 khi ngâm trong axit H2SO4 80%

3.16

Ảnh hưởng của hàm lượng Quartz, bã phenpat, Na2SiF6 đến độ

79

ăn mòn axit của vữa tổng hợp từ Quartz (0,04÷0,08) đến độ bền
của vữa tổng ngâm trong H2SO4 10%
3.17

Ảnh hưởng của hàm lượng Quartz, bã phenpat, Na2SiF6 đến độ
ăn mòn axit của vữa tổng hợp từ Quartz (0,04÷0,08) đến độ bền

9

80


của vữa tổng hợp khi ngâm trong H2SO4 80%.
3.18

Kết quả thử các chỉ tiêu cơ học, vật lý, hoá học của vữa chịu axit

10

81


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Hình

Hình 1.1

Chức năng
Đường cong nhiệt quá trình nguội và biểu đồ kết tinh của

Trang
22

bazan nóng chảy trong quá trình đóng rắn ở chế độ bình
thường
Hình 1.2

Sơ đồ công nghệ sản xuất bazan kết tinh

27

Hình 1.3

Sơ đồ công nghệ sản xuất samot

37

Hình 1.4.

Sơ đồ công nghệ sản xuất gốm chịu axit

37

Hình 1.5

Đường cong cơ nhiệt của polyme

46

Hình.2.1

Nhớt kế Ostwald

56

Hình .2.2

Nhiễu xạ tia X

58

Sơ đồ 2.3.

Sơ đồ khối sản xuất vữa chịu axit

68

11


MỞ ĐẦU

Vữa chịu axit là vật liệu dạng bột, chế tạo bằng cách nghiền mịn đồng thời
cát thạch anh sạch (hoặc quăczit) và Na2SiF6 (có thể nghiền từng nguyên liệu rồi
trộn thật đều) và sau đó trộn với thuỷ tinh lỏng natri hoặc kali thành hồ có khả năng

tự đóng rắn thành vật liệu dạng đá chịu được đa số các axit vô cơ và hữu cơ, trừ axit
HF, H2SiF6, kiềm. Vữa chịu axit được sử dụng để lót các thiết bị hoá học, các bể
chứa, chế tạo các sản phẩm chịu axit, làm vật liệu trang trí trong kiến trúc (đưa thêm
chất màu vào), làm matit, vữa, bê tông chịu axit hoặc dùng trong lĩnh vực chế tạo
gạch chịu acid - được dùng rộng rãi trong các lò phản ứng, tháp sấy, tháp hấp thụ,
lát sàn, bồn, bể...nơi có tác nhân ăn mòn axit. Từ nhận định trên rõ ràng đề tài
“Nghiên cứu vữa chịu axit trên cơ sở đá diabaz nhân tạo và hệ Na2O-SiO2-H2O ” có
ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng.
Đề tài “Nghiên cứu vữa chịu axit trên cơ sở đá diabaz nhân tạo, quartz, bã
phenpat và hệ Na2O-SiO2-H2O ” nhằm mục đích:
- Tổng hợp diabaz nhân tạo từ các nguyên liệu tự nhiên.
- Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình tổng hợp.
- Chế tạo hệ Na2O-SiO2-H2O có mođun silic cao (αSi = 4).
- Nghiên cứu phụ gia cho quá trình đóng rắn vữa chịu axit.
- Nguyên liệu phụ gia cho hệ Na2O-SiO2-H2O để nâng cao độ chịu axit.
Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tổng hợp liệu tham khảo, phương
pháp thực nghiệm.

12


CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN
1.1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VẬT LIỆU DIABAZ CHỊU AXIT, CHỊU
NHIỆT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.1.1. Công nghệ sản xuất vật liệu sản xuất vật liệu diabaz chịu axit, chịu nhiệt
trên thế giới
Thành phần của vật liệu chịu axit, chịu nhiệt diabaz:
Thành phần của vật liệu chịu axit, chịu nhiệt gồm có ba thành phần: phụ gia
chịu axit, chịu nhiệt là bột diabaz; phụ gia đóng rắn là Na2SiF6 và chất liên kết là
thủy tinh lỏng.

Diabaz là nguyên liệu được sử dụng trong công nghiệp chế tạo vật liệu chịu
axit, chịu nhiệt. Sau khi đã xử lý nhiệt hoặc hóa chất.
Vật liệu sản xuất từ diabaz được sử dụng làm chất kết dính để gắn kết các
viên gạch đúc loại gạch gốm chịu axit, chịu nhiệt trong việc xây, lát bảo vệ các
thiết bị công nghệ hóa học chịu sự tác động đồng thời của môi trường an mòn axit
và nhiệt độ cao (như các lò phản ứng hóa học, tháp sấy, tháp chưng cất..trong công
nghiệp hóa chất, phân lân..). quá trình đóng rắn xảy ra nhờ phản ứng hóa học giữa
thủy tinh lỏng Na2OmSiO2 với phụ gia đóng rắn Na2SiF6 theo phương trình sau:
2 (Na2O.mSiO2) + 2 (2m+1) H2O + Na2SiF6 Æ 6 NaF + ( 2m+1) Si(OH)4
Trong đó:
m: mô đun thủy tinh lỏng, để liên kết vật liệu chịu axit thường sử dụng
m = 2,7 ÷ 3,2
Gel Si(OH)4 tạo ra bao phủ toàn bộ bề mặt các hạt bột chịu axit tự keo tụ,
co kéo vì chiết nước và trở thành pha kết dính polyme . Vô cơ SiO2 vô định hình
cho bột chịu axit, diabaz. Quá trình đóng rắn xảy ra kéo dài và chậm dần. Chất
lượng của vật liệu chịu axit đóng rắn phụ thuộc các yếu tố sau:
Mô đun Silicat của thủy tinh lỏng
Tỷ trọng thủy tinh lỏng (hàm lượng nước)
Tỷ lệ phụ gia Na2SiF6 (thủy tinh lỏng)
Nhiệt độ đóng rắn của hỗn hợp vật liệu chịu axit.

13


Bột diabaz là sản phẩm nghiền từ các phế phẩm đá đúc bazan, đá đúc diabaz
với hàm lượng ≤ 20% đá bazan tự nhiên [8 ]. Ở các nước châu Âu (Tiệp Khắc cũ,
Liên Xô cũ, Ba Lan). Ngoài những dây chuyền công nghệ sản xuất đá đúc thường
người ta còn bố trí một bộ phận gia công phế phẩm đá đúc thành bột Điabaz dùng
làm vật liệu chịu axit, chịu nhiệt.
Hiện nay, trong việc xây lát, bảo vệ các thiết bị, cấu kiện, công trình chịu ăn mòn

hóa học dùng vật liệu diabaz chưa có vật liệu nào thay thế. Độ bền của vật liệu
diabaz cao hơn so với vật liệu dùng bột thạch anh do:
Thạch anh không ổn định độ bền ở nhiệt độ cao do sự chuyển hóa các thù
hình của tinh thể thạch anh làm thay đổi thể tích gây ứng suất dẫn đến mất cường
độ.
Quặng thạch anh khó nghiền, Bazan kết tinh dễ nghiền do có chứa pha –
thủy tinh và những phần khoáng kết tinh chưa hoàn chỉnh. Nên Bazan kết tinh có
diện tích bề mặt liên kết với pha kết dính lớn hơn, mật độ đá trong vật liệu cao hơn.
Đặc điểm cấu trúc và hoạt tính bề mặt trong việc bám dính với pha kết dính
của bột Điabaz thuận lợi hơn bột thạch anh.
Công nghệ sản xuất:
Hiện nay trên thế giới có hai công nghệ sản xuất vật liệu chịu axit, chịu nhiệt
Điabaz. Công nghệ sản xuất đá đúc và công nghệ nung kết tinh.
+ Công nghệ sản xuất đá đúc:
Như chúng ta đã biết, đá bazan là loại macta phun trào với thành phần
hóa ổn định, thành phần khoáng vật và tỷ lệ các pha tinh thể và thủy tinh thay đổi
theo độ sâu phân bố: lớp đá bazan bọt ở bề mặt chứa chủ yếu pha thủy tinh, càng
xuống sâu mật độ đá càng cao và hàm lượng pha thủy tinh càng lớn chiếm 50
÷70% và chứa chủ yếu các khoáng ôlivin, piroxen, plagioclaz. Ngoài ra còn một ít
oxit sắt tự do canxit, magnetit, illmenit và các tạp chất hữu cơ.
Trong công nghệ sản xuất, đá đúc, loại nguyên liệu này được phối với
một số phụ gia tạo đơn khoáng, phụ gia kết tinh và được nấu chảy ở nhiệt độ ≥
14500C, độ rót ở nhiệt độ 1270 ÷ 13000C và kết tinh ở 900 ÷10000C. Sau khi ủ, khử

14


ứng suất cho sản phẩm đá đúc tái kết tinh với cấu trúc tinh thể hoàn chỉnh chứa chủ
yếu khoáng piroxen có lẫn plagioclaz, ôlivin, magnenit, pha tinh thể chiếm tới
80 ÷90%. Sản phẩm có độ bền cơ học (Rnén = 2000 ÷ 3000 KG/cm2, Ruốn =300 ÷

700 KG/cm2), độ chịu mài mòn ( 0,03 ÷ 0,1 g/cm) và độ chịu axit (99,3 ÷ 99,8%)
rất cao [10]. Để có được các tính năng của sản phẩm như trên trong công nghệ sản
xuất đá đúc, người ta phấn đấu để đạt hai mục tiêu chính:
Mức độ kết tinh cao và đông đều.
Tạo cấu trúc tinh thể đơn khoáng (chủ yếu khoáng piroxen)
+ Công nghệ nung kết tinh:
Phương pháp nung kết tinh là tạo một chế độ nung thiêu kết đến gần nhiệt độ
biến mềm. Sau đó làm nguội với chế độ kết tinh phù hợp để sản xuất tái kết tinh thu
được hoàn chỉnh hơn.
Nguyên liệu ban đầu: Nhiệt độ nung biến mềm của đá bazan phải thích hợp
tạo độ nhớt tối thiểu để pha thủy tinh được tái kết tinh. Nhiệt độ kết tinh thường
trong khoảng 930 ÷ 9600C. Thời gian giữ kết tnh đủ để pha tinh thể piroxen hay
plagiocla 2 phát triển tối đa. Thời gian nung càng dài thì hàm lượng và kích thích
tinh thể sẽ ngày càng lớn, tuy nhiên sẽ có giới hạn trên do công nghệ và tính kinh
tế. Chế độ làm nguội sau khi kết tinh phải càng chậm càng tốt để kéo dài việc tạo
thành mạng tinh thể.
Plagicoclaz là khoáng có độ chịu axit rất cao, hơn cả piroxen [12]. Còn
ôlivin và magnetit chịu axit kém hơn nhưng chúng chiếm hàm lượng nhỏ ( ≤ 10 ÷
15%) trong các khoáng kết tinh của bazan. Để có vật liệu chịu axit thì cần kết tinh
tạo các khoáng piroxen, plagioclaz càng cao càng tốt. Vì vậy, cần có chế độ kết tinh
khoáng định hướng và khả năng tự kết tinh của đá bazan trong điều kiện gia nhiệt
nhất định. Để có được sản phẩm dạng bột bazan kết tinh có tính chịu axit cao cần
sử dụng đá bazan chắc đặc, sau khi nung đến gần nhiệt biến mềm, tiến hành hạ
nhiệt và giữ ở khoảng 900 ÷ 10000C thì pha thủy tinh đã biến mềm có khả năng tự
kết tinh tiếp ở mức độ khác nhau tùy theo chế độ nhiệt, kết quả cho ra sản phẩm kết
luyện tốt, hàm lượng tinh thể tăng và độ chịu axit tăng từ ≤ 95% của đá bazan tự

15

nhiên lên đến ≥ 99%. Bột bazan kết tinh có độ chịu axit cao là do được liên kết bởi
Si(OH)4 (kết quả của phản ứng đóng rắn) tạo cấu trúc chắc đặc.
Độ chịu axit cao của bazan kết tinh có được ngoài nhờ hiệu ứng tái kết tinh
tạo ra bằng phương pháp nung còn do đá bazan được nung kết tinh trở lên sít đặc
có mật độ cao hơn, các tạp chất được loại ra, các oxit kiềm thổ và sắt tự do được
liên kết vào mạng khoáng. Các khoáng thử sinh như Canxit, Clorit, Xederit và một
phần olivin bị indinhxit hóa vào pha tinh thể. Sau đó trong quá trình kết tinh trở lại
chỉ tạo ra các khoáng nguyên sinh bền vững (plagioclaz, piroxen) và pha thủy tinh
có tính axit cao [ 12,14].
Phương pháp công nghệ này đơn giản, ít tốn kém hơn nhiều so với công
nghệ sản xuất theo phương pháp đá đúc và phù hợp với nhiều loại lò nung với quy
mô lớn nhỏ khác nhau.
Những cơ sở khoa học của việc chế tạo sản phẩm bazan kết tinh dùng
làm vật liệu chịu axit, chịu nhiệt:
+ Đặc tính kết tinh của bazan nóng chảy:
Khi nghiên cứu hiện tượng tự kết tinh của thủy tinh hệ đa cấu tử Na2OK2O- MgO- CaO-FeO- Fe2O3 –SiO2 ở các nhiệt độ 1000 ÷ 12000C ở các chế độ
nânng nhiệt và hạ nhiệt, Bezborodov M – A. Cho rằng thủy tinh nung tạo thành
không đồng nhất chứa các nhóm SiO4 và các ion hỗn hợp cao Silic có khả năng tạo
kết tinh tạo các khoáng theo thứ tự phức tạp dần từ ôlivin Æ diopxit Æ avgit
(piroxen) theo quan điểm hiện đại [9] thì hỗn hợp bazan nóng chảy có thể xem như
một chất lỏng chứa ion trong đó các liên kết hóa học cộng hóa trị vững chắc Si-O
đã tạo ra các ion tổng hợp (SixOy)z cũng như nhiều chất silicat nóng chảy khác, hỗn
hợp bazan nóng chảy có xu hướng đạt đến trạng thái quá nguội và dễ đóng rắn ở
dạng thủy tinh. Ở trạng thái quá nguội độ nhớt tăng nhanh, nhiệt độ giảm nên
chuyển đông nhiệt của các phần tử (cần thiết kế để xây dưng nên cấu trúc tinh thể)
bị chậm lại, bazan nóng chảy càng trở nên ít có khả năng chuyển biến khoáng tồn
tại của trạng thái bất ổn định càng lớn ra thì kết quả là bazan nóng chảy liên tục
chuyển sang trạng thái vô định hình. Để hình hành mạng lưới tinh thể phải cần thời

16

gian và sự vận động dịch chuyển cần thiết của các phần tử. Vì vậy trong công nghệ
đá đúc bazan người ta sử dụng các giải pháp công nghệ đảm bảo tạo ra các pha tinh
thể để cho sản phẩm thủy tinh kết tinh có được các tính năng cơ lý hóa nhất định,
đó là việc trang bị các lò kết tinh, lò ủ, sử dụng các chế độ làm nguội đặc biệt và
kéo dài, sử dụng phụ gia kết tinh.
+ Các hỗn hợp Silicat sử dụng trong sản xuất đá đúc tùy theo thành phần và
phương pháp chế tạo mà có khả năng kết tinh khác nhau. Những hỗn hợp kiềm tính
như xỉ đúc (chứa hàm lượng lớn các kim loại hóa trị II và có tỉ lệ
O
>3

Al +Si + Ti
+ Thường có khả năng kết tinh tốt ngay ở điều kiện thường để tạo ra các
khoáng olivin, piroxen tinh thể lớn. Hỗn hợp bazan nóng chảy thuộc loại trung tính
O
= 2,66÷3
Al +Si + Ti
Và có xu hướng đạt đến trạng thái quá nguội. Vì vậy cấu trúc tinh thể của chúng
(chủ yếu dạng pirôxen, plagioclaz) chỉ có thể tạo ra trong những chế độ công nghệ
đặc biệt nói trên. Theo lý thuyết hiện đại về sự kết tinh. Thì việc tự xuất hiện các
tâm kết tinh trong bazan nóng chảy trong quá trình làm nguội xảy ra nhờ sự có mặt
của các vùng thăng giáng dị pha – những vùng nhỏ có sự phân bố phân tử giống
như trong tinh thể. Những vùng này tạo các nhóm mầm kết tinh.
Trong hỗn hợp bazan nóng chảy các nhóm mầm là các ion polyme (SiO44-)n
kích thước lớn còn trong đá bazan nóng chảy chưa hoàn toàn thì bên cạnh các ion
tổng hợp này là các mạng tinh thể khoáng nguyên sinh chưa nóng chảy, tất cả
chúng đóng vai trò tâm kết tinh. Nhưng yếu tố trên kết hợp với chế độ làm nguội
đặc biệt kéo dài và giữ ở nhiệt độ thích hợp, sẽ tạo điều kiện tốt cho việc dịch

chuyển, sắp xếp các phần tử trong bazan nóng chảy vào mạng tinh thể, giải phóng
năng lượng tạo bề mặt pha tinh thể và kết quả là trong điều kiện như vậy ta thu
được sản phẩm bazan kết tinh ở mức độ cao hơn trạng thái tự nhiên

17


Khả năng kết tinh, tự kết tinh của bazan nóng chảy:
Như đã biết ở trên, tùy theo thành phần hóa học và điều kiện làm nguội mà
hỗn hợp Silicat nóng chảy có thể đóng rắn ở trạng thái vô định hình.
Khả năng kết tinh của bazan nóng chảy đặc trưng bởi xu hướng tạo ra các tâm kết
tinh bền vững có thể phát triển tiếp tục về sau trong quá trình làm nguội không phụ
thuộc vào dạng pha khoáng được tạo thành. Khả năng này được xác định bởi mức
độ phức tạp của các ion polime Si –O, Al –Si- O cần thiết để tạo dựng các tinh thể
khoáng pirôxen, plagioclaz, ôlivin…và khả năng này phụ thuộc trạng thái, năng
lượng của các phân tử trong bazan nóng chảy, điều kiện làm nguội, sự có mặt của
các phụ gia kết tinh.
Theo thành phần hóa học thì khả năng kết tinh của bazan nóng chảy có thể
đánh giá theo hệ số axit [12]
Ka=

R O + A l2O 3
R 2O + R O + Fe 2O 3

Còn đánh giá theo khía cạnh hàm lượng thì có thể sử dụng hệ số axit theo piroxen
K pi =

∑ RO
∑ RO +∑

Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 - (1,65N a 2 O + 1,08K 2 O )
2
Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + (1,65N a 2 O + 1,08K 2 O )
R 2O +
2
2

+

Trong đó R :
Hai hệ số này cho phép thấy được các vật chất để tạo ra khoáng tổng hợp
alumosilicat (Piroxen, Ôlivin, Plagioclaz…) với mức phức tạp khác nhau, nhưng
chưa cho thấy được những dạng nào có ưu thế được kết tinh tạo thành trong quá
trình làm nguội bazan nóng chảy. Để đánh giá khả năng kết tinh và xu hướng tạo
thành khoáng này hay khoáng khác người ta thường sử dụng hệ số piroxen.

∑ IR
∑ IR -2∑ IR
+

M pi = 2 +

4+

-

Trong đó IR+: Số lượng ion của kim loại hóa trị 1 trong bazan nóng chảy
Công thức này phù hợp với bazan nóng chảy có thành phần: Al2O3 ≤ 28%,
Fe2O3 ≤ 20%, Na2O + K2O ≈ 4%.

18


Khoáng piroxen đặc trưng bởi dãy [SiO32− ]n liên tục nghĩa là O/Si =3.
Khi MPi ≈ 3: Phối liệu tương ứng thành phần piroxen, khi kết tinh tạo
pirixen.
Khi MPi < 3: Trong quá trình kết tinh có thể tạo ra plagiocla2 với cấu trúc
khung, bazan nóng chảy có xu hướng đến quá trình nguội và đông rắn ở trạng thái
vô định hình.
Khi MPi>3: Bazan nóng chảy có khả năng kết tinh cao, ngoài pirôxen còn có
olivin được tạo thành [ 12].
Trong sản xuất đá đúc bazan người ta thường tránh mức độ kết tinh hoàn
toàn 100% để cho sản phẩm có đầy đủ tính năng cơ lý cần thiết dung hệ số MPi =
2,75 ÷ 2,85 để trong sản phẩm có khoảng 10 ÷ 15% pha thủy tinh.
Việc tạo ra khoáng này hay khoáng khác khi làm nguội còn phụ thuộc vào
nhiệt độ.
Hỗn hợp bazan nóng chảy cũng như các hỗn hợp silicat nóng chảy có đặc
tính là ngay cả sau khi nóng chảy và ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hóa lỏng trong
lòng nó vẫn giữ lại các cấu trúc trật tự nhất định. Chính cấu trúc này là nền tảng cho
sự phát triển và trật tự tinh thể sau này trong cấu trúc của bazan hóa rắn. Trong khi
lam nguội các hỗn hợp như vậy sẽ xuất hiện các khoáng lặp lại thành phần khoáng
của nguyên liệu ban đầu [12 ]
Hiện tượng này được gọi là “bộ nhớ kết tinh” nghĩa là tính di truyền trong
việc tạo khoáng của hỗn hợp bazan nóng chảy. Có độ đồng nhất không cao và nóng
chảy chưa hoàn toàn (còn nếu ở nhiệt độ cao hơn và thủy tinh đã đạt độ đồng nhất
thì bộ nhớ kết tinh sẽ giảm hoặc mất hẳn).
Hiện tượng này cho thấy rằng nếu nung đá bazan đến nhiệt độ gần biến mềm
khi mà pha thủy tinh đã biến mềm còn pha thủy tinh chưa nóng chảy hoặc thậm chí
có hòa tan một phần vào pha lỏng, thì pha lỏng sẽ có bộ nhớ kết tinh trong điều kiện
làm nguội thích hợp sẽ kết tinh trở lại tạo các tinh thể khoáng chính trong đá bazan

(pirôxen, ôlivin, plagioclaz, manhenit) làm pha tinh thể tăng về khối lượng. Kết quả

19


là ta tạo được sản phẩm bazan kết tinh với độ bền hóa cao hơn so với đá bazan tự
nhiên.
Trong sản xuất đá đúc từ hỗn hợp nóng chảy chứa sắt dạm bazan cấu trúc
tinh thể được tạo nên chủ yếu do pirôxen và magnhetit (việc xuất hiện các khoáng
này là không thể tránh khỏi). Ngoài ra, trong các điều kiện làm nguội cân bằng hơn
thì plagioclaz, ôlivin sẽ được kết tinh, thường quá trình kết tinh diễn ra không trọn
vẹn, sẽ còn một lượng pha vô định hình còn lại xen kẽ giữa các tinh thể. Nhưng pha
thủy tinh này có tính axit cao hơn thủy tinh ban đầu trong nguyên liệu, bởi vì hầu
hết các ion kiềm, kiềm thổ, sắt đã được bố trí sắp xếp vào mạng tinh thể pirôxen,
plagioclaz. Chính vì vậy pha thủy tinh còn lại này có độ chịu axit cao [ 12 ].
Pirôxen có thành phần hóa học phức tạp, khả năng đổi chỗ các nguyên tử
trong mạng lưới tinh thể rộng. Theo SVETCOV A.I công thức piroxen có dạng
[XnYnZ2nO16n].
Trong đó X: Na+, K+, Ca2+
Y: Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Ti3+
Z: Sn4+, Al3+, Ti4+, Ti3+
Bao gồm tổng thể các tổ hợp nguyên tố tan trong bazan nóng chảy, nghĩa là
tất cả các nguyên tố trong thành phần bazan có thể tim chỗ đứng trong mạng tinh
thể pirôxen. Điều đó chứng tỏ trong sản phẩm bazan kết tinh với điều kiện kết tinh
tốt sẽ không còn các ion hay oxit kim loại tự do và khẳng định độ bền axit của sản
phẩm này.
Đối với khoáng Plagioclaz, chuỗi phân tử Al-Si-O của khoáng này phức tạp
hơn nhiều so với pirôxen và bao gồm nhiều mắt xích chứa bốn nhóm [SiO4]. Việc
xây dựng lên cấu trúc này đòi hỏi một sự phá vỡ các liên kết và chuyển dịch các
nguyên tử nhiều hơn so với quá trình kết tinh pirôxen. Khoáng plagioclaz thường

xuất hiện ở vùng giữa của mẫu bazan kết tinh [12] điều này chứng tỏ rằng: Trong
điều kiện quá nguội không lớn khi hỗn hợp bazan hóa rắn và kết tinh ở trạng thái
gần với cân bằng thì xuất hiện khả năng tạo plagioclaz. Còn trong điều kiện quá
nguội lớn việc xuất hiện plagioclaz khó hơn nhưng pirôxen lại dễ kết tinh.

20


Tóm lại trong bất kì trường hợp nào, hỗn hợp bazan nóng chảy (nhất là nóng
chảy chưa hoàn toàn) với một chế độ kết tinh thích hợ thì sẽ tái kết tinh cho ta pha
tinh thể chiếm chủ yếu các khoáng pirôxen, plagioclaz.
+ Nung kết tinh tạo khoáng:
Do đặc điểm của bazan nóng chảy khi làm nguội là có khả năng kết tinh tạo
các khoáng pirôxen, plagioclaz, ôlivin, những khoáng này càng nhiều trong bazan
thì độ chịu axit càng tốt. Như vậy có thể tận dụng khả năng này để tạo các khoáng
chịu axit khi nung kết tinh,nghĩa là nung đến trạng thái xuất hiện pha lỏng rồi thực
hiện chế độ làm nguội cũng có khả năng tạo điabaz kết tinh khi thiêu kết, nghĩa là
nâng cao khả năng tự kết tinh khi có chế độ xử lý nhiệt sẽ tạo được các khoáng chịu
axit trong diabaz từ đá bazan.
Theo một số tài liệu công bố [5,6] cho thấy nên phối hợp thành phần các oxit
tương tự như đá diabaz rồi nung tới nhiệt độ biến mềm cũng có khả năng tự kết
tinh khi có chế độ xử lý nhiệt nhất định sẽ tạo được các khoáng chịu axit có trong
diabaz. Kết quả công bố của Khan.B.X cho thấy đá bazan loại đặc nung đến chảy
mềm rồi tiến hành hạ nhiệt độ và kìm hãm ở 900-10000C thì pha thủy tinh biến mất
ở các mức độ khác nhau tùy thuộc chế độ hạ và kìm hãm nhiệt độ khi làm nguội.
Khi chưa khai thác được đá diabaz tự nhiên làm vật liệu chịu axit thì có thể tổng
hợp diabaz nhân tạo từ các khoáng tự nhiên có sẵn với phối liệu tạo khoáng có
thành phần tương tự như diabaz tự nhiên cũng cho vật liệu diabaz nhân tạo có độ
chịu axit cao theo phương pháp nung kết tinh, công nghệ đơn giản chi phí ít hơn so
với công nghệ nấu chảy chế tạo bazan kết tinh hay khoáng diabaz nhân tạo.

Hình 1.1. Đường cong nhiệt quá trình nguội và biểu đồ kết tinh của
bazan nóng chảy trong quá trình đóng rắn ở chế độ bình thường.

21


1: pha thủy tinh
2: magnetit
3: piroxen
Từ đồ thị cho thấy đầu tiên magnetit hình thành ở 12500C, sau 5 phút lượng
piroxen không quá 5% tiếp đến ở 10700C có hiệu ứng tỏa nhiệt (đoạn nằm ngang) là
thời điểm kết tinh ồ ạt của piroxen, đạt đến 75% sau 8 phút kể từ đầu. Các tinh thể
piroxen phân bố xung quanh magnetit khi làm nguội đến 8500C lượng piroxen đạt
85%. Lượng thủy tinh còn lại chỉ chiếm 5÷8%.
Đối với các hỗn hợp nóng chảy trên cơ sở bazan, diabaz chứa hàm lượng
Fe2O3 + FeO cao thì sơ đồ kết tinh xảy ra như sau:
- Ở 11500C: Tạo magnetit
- Ở 10350C: Trạng thái tiền kết tinh xuất hiện các tinh thể piroxen đầu tiên.
- Ở 10000C: Kết tinh piroxen hàng loạt.
- Ở 9400C: Pha thủy tinh còn lại hóa rắn.
Quá trình trên xảy ra ở trạng thái tự nhiên trong thời gian 10 ÷ 13 phút.
Ảnh hưởng của quá trình làm nguội đến cấu trúc và thành phần khoáng
của bazan kết tinh:
Tính chất của sản phẩm bazan kết tinh (độ chịu axit, chịu nhiệt) phụ thuộc
vào cấu trúc và thành phần pha tinh thể của khoáng pirôxen,plagioclaz. Các yếu tố

22


này lại phụ thuộc điều kiện kết tinh (nhiệt độ, thời gian), trạng thái hỗn hợp bazan

nóng chảy ở thời kì truớc kết tinh, sự có mặt của các phụ gia, điều kiện làm nguội.
còn các thông số kết tinh (tốc độ tạo mầm, phát triển tinh thể) phụ thuộc vào độ quá
nguội của bazan nóng chảy. Do đó, tùy theo chế độ làm nguội của bazan nóng chảy
mà ta có thể có một loạt các trạng thái bất ổn với thành phần khoáng, tỉ lệ pha tinh
thể/ pha thủy tinh khác nhau, hình dạng kích thước khác nhau của các khoáng tạo
thành. Các kết quả nghiên cứu chế độ nấu và đổ rót bazan nóng chảy cho thấy rằng
ở cả hai trường hợp. Đổ rót ở nhiệt độ cao hơn 14500C và thấp hơn 11600C đều cho
sản phẩm vô định hình (do mất bộ nhớ kết tinh ở trường hợp thứ nhất và chuyển
động khó khăn của các phần tử do độ nhớt cao ở trường hợp thứ hai) còn nếu đổ rót
ở nhiệt độ 1220÷12800C với nhiệt độ kết tinh 930÷9700C thì cho ta sản phẩm bazan
kết tinh gần toàn phần với các khoáng 60% pirôxen, 20% plagioclaz 7÷10%
magnhetit, 5÷8% pha thủy tinh [12]. Thực nghiệm cho thấy rằng nếu độ dày của
mẫu bazan kết tinh ≤10mm trong mọi điều kiện làm nguội đều khó kết tinh vì mất
nhiệt nhanh và ở trạng thái quá nguội nhiều hơn. Vì vậy trong công nghệ sản xuất
phải khống chế kích thước hạt bazan kết tinh phải lớn hơn 10mm. Hạt càng to, tròn
thì vùng trong hạt dễ ở trạng thái cân bằng hơn nên dễ tạo ra plagioclaz (đến 20%),
ôlivin (đến 10%), còn pirôxen giảm xuống 60÷70%.
Với tốc độ làm nguội lớn (≥50%/phút) các mẫu bazan nóng chảy đều bị hóa
thủy tinh, không kết tinh được. Còn tốc độ trung bình 20÷400C/phút) các tinh thể
plagioclaz và ôlivin lại phát triển.
Tóm lại điều kiện làm nguội ảnh hưởng đến cấu trúc, thành phần khoáng như
sau:
Nguội nhanh (độ quá nguội lớn). Khoáng pirôxen sẽ kết tinh và phát triển vì
có cấu trúc đơn giản.
Nguội chậm (ở điều kiện cân bằng): dễ xuất hiện plagioclaz với cấu trúc
phức tạp hơn pirôxen.
Khoáng ôlivin có cấu trúc đơn giản nhưng khó kết tinh vì khoảng nhiệt độ
kết tinh hẹp và ở nhiệt độ cao. Trong điều kiện sản xuất với tốc độ làm nguội

23

30÷400C/ phút thì ôlivin không kịp kết tinh. Đây cũng là yếu tố tích cực vì khoáng
này chịu axit thấp.
+ Ảnh hưởng của cấu trúc và thành phần khoáng đến độ chịu axit của
bazan kết tinh:
Pha khoáng chủ yếu trong bazan kết tinh là các tinh thể pirôxen, plagioclaz.
Các khoáng này đặc trưng bởi sự phân chuỗi liên tục của các nhóm [SiO4] với các
liên kết cộng hóa trị có độ bền rất cao của mạng tinh thể, do đó có độ bền hóa cao
trong các môi trường ăn mòn axit. Các sản phẩm đá đúc từ thành phần bazan diabaz
có độ chịu axit 99,3÷99,8%.
Độ chịu axit phụ thuộc vào số lượng thành phần và đặc điểm phân bố của
pha thủy tinh trong sản phẩm bazan kết tinh. Độ chịu axit của thủy tinh bazan nhỏ
gấp 10÷20 lần so với bazan kết tinh toàn phần [12]. Các mẫu thủy tinh bazan bị ăn
mòn mạnh do pha thủy tinh có tính kiềm mạnh và dễ dàng bị phá hủy bởi tác động
của axit. Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào độ bền liên kết giữu các nguyên tử và ion
trong tinh thể. Trong cấu trúc của thủy tinh tính axit có mặt chủ yếu các liên kết
cộng hóa trị bền vững Si-O-Si có khả năng chống lại tác động của axit. Trong thủy
tinh tính kiềm (ví dụ thủy tinh bazan) các mối liên kết Si-O-Si được thay thế bằng
các liên kết yếu Si-O-Me (Me: Ca2+, Mg2+…) –O-Si dễ bị đứt trong môi trường axit
sôi.
Trong quá trình kết tinh của bazan nóng chảy các ion kiềm (Ca2+, Mg2+,
Fe2+…) tham gia vào việc kiến tạo nên tinh thể pirôxen, plagioclaz. Cấu trúc vô
định hình chuyển thành mạng lưới tinh thể bền vững trong đó các phân tử được liên
kết với nhau một cách chặt chẽ. Pha thủy tinh còn lại nằm xen kẽ giữa các tinh thể
hoặc giữa các pha khoáng trở nên có tính axit hơn so với hỗn hợp bazan nóng chảy
ban đầu bởi vì nó chứa lượng ion tính kiềm còn lại ít hơn.
Do vậy, độ bền chịu axit của sản phẩm bazan kết tinh cao hơn nhiều so với
bazan nóng chảy dạng vô định hình.
Độ chịu axit còn phụ thuộc mức độ kết tinh (hàm lượng pha tinh thể), độ

nghiền mịn của vật liệu và nồng độ của môi trường axit. Thông thường độ chịu axit

24


của vật liệu thấp nhất ở các môi trường H2SO4 40÷60%, HCl 15÷20%. Trong điều
kiện sử dụng độ chịu axit thường cao hơn chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm (vì tổng
bề mặt tiếp xúc của môi trường ăn mòn nhỏ hơn trên một đơn vị khối lượng vật
liệu).
Đối với sản phẩm bazan kết tinh độ bền hóa phụ thuộc đáng kể vào tỉ lệ pha
tinh thể (chứa nhiều liên kết bền vững Si-O-Si). Pha thủy tinh (chứa nhiều liên kết
yếu Si-O-Me). Các kết quả thí nghiệm độ chịu axit cho thấy với mức độ kết tinh
>50% độ chịu axit đạt >95% và đạt cực đại ở 85÷88%, còn mức độ kết tinh
30÷50% độ chịu axit giảm mạnh. Có thể khẳng định rằng: Với 50% hàm lượng pha
tinh thể dạng pirôxen thì pha thủy tinh giữa các tinh thể trở lên có tính axit, các liên
kết bên trong pha này trở lên bền vững và ngăn cản việc ăn mòn. Ngoài ra dưới tác
động của môi trường axit. Các cation Ca2+, Mg2+, Fe2+…tan dần vào dung dịch,
phần không tan còn lại là bộ khung cấu kết polyme [SiO4 ]n. Vì vậy vật liệu có thể
mất một phần khối lượng nhưng chưa bị phá vỡ cấu trúc, vẫn còn bền vững trong
môi trường ăn mòn. Thành phần hóa học của mẫu bazan kết tinh cho bởi bảng sau:
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của mẫu bazan kết tinh
Hợp chất

SiO2

Hàm

45,72 3,39

TiO2

Al2O3 FeO+Fe2O3 CaO

MgO K2O

-

MKN

15,31

7,75

3,94

0

12,76

9,45

0,93

lượng(%)
1.1.2. Công nghệ sản xuất vật liệu chịu axit, chịu nhiệt ở Việt Nam:
Nguyên liệu:
Nguyên liệu chính dùng cho sản xuất đá đúc chịu axit và bột đá đúc chịu
axit, chiu nhiệt dạng diabaz thường là đá bazan, đi bazan. Các phụ gia điều chỉnh
thành phần hóa (hệ số axit đôlômit, xỉ và các phụ gia tạo mầm và kích thích kết tinh
la cromit, TiO2, CaF2…

Ở Việt Nam theo tư liệu của cục bản đồ địa chất (bộ công nghiệp nặng) đá
diabaz có rải rác ở các vùng núi Cao Bằng, Quảng Trị chủ yếu ở dạng gabro-diabaz
với hàm lượng SiO2 cao và phân bố ở dạng các vỉa hẹp, lẫn các loại đất đá khác.

25