Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất gạch manhêdi spinel cho lò quay nung clanhke xi măng

PHẠM THỊ CÚC

..

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

Phạm Thị Cúc

NGÀNH: CNVL HOÁ HỌC

"NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
GẠCH MANHÊDI – SPINEL CHO LÒ QUAY NUNG
CLANHKE XI MĂNG "

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CNVL HOÁ HỌC

KHOÁ 2005-2007

HÀ NỘI – 2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------Phạm Thị Cúc

"NGHIÊN CỨU HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
GẠCH MANHÊDI – SPINEL CHO LÒ QUAY NUNG
CLANHKE XI MĂNG"

Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu Silicát

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CNVL HOÁ HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. ĐÀO XUÂN PHÁI

HÀ NỘI- 2007


2

MỤC LỤC
MỤC

NỘI DUNG

TRANG

MỤC LỤC

2

DANH MỤC CÁC BẢNG

4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ MINH HỌA

6

MỞ ĐẦU

8

1

Vai trò của gạch manhêdi-spinel trong công nghiệp sản

8

xuất xi măng
2

Vài nét về sự phát triển cơng nghệ sản xuất gạch manhêdi

9

- spinel
3

Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

10

4

Phương pháp nghiên cứu

11

5

Ý nghĩa của đề tài

11

6

Dự kiến áp dụng kết quả nghiên cứu

12

7

Kết cấu của luận văn

12

Chương I

Tổng quan về lý thuyết và công nghệ sản xuất gạch

13

manhêdi-spinel
1.1

Cơ sở khoa học của họ sản phẩm manhêdi-spinel

13

1.1.1

Các đặc tính hóa lý của manhêdi và spinel

13

1.1.2

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo spinel

21

1.1.3

Đặc điểm nóng chảy của hệ khống trong gạch manhêdi-

22

spinel
1.2

Kh¸i quát chung về công nghệ sản xuất sản xuất gạch

29

manhêdi-spinel
Chng II

Phương pháp và thiết bị nghiên cứu

34

2.1

Xác định thành phần hóa

34

2.2

Xác định khối lượng thể tích và độ xốp biểu kiến

35

2.3

Xác định cường độ của vật liệu

37

2.4

Xác định biến dạng dưới tải trọng và dãn nở nhiệt dưới tải

40

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

3

trọng
2.5

Xác định độ bền sốc nhiệt

41

2.6

Xác định thành phần khoáng của vật liệu bằng phân tích

44

nhiễu xạ Rơnghen XRD
2.7

Xác định vi cấu trúc của vật liệu bằng kính hiển vi điện tử

45

quét trên bề mặt mài phẳng
Chương III

Triển khai nghiên cứu thực nghiệm - Kết quả và thảo luận

46

3.1

Các nguyên liệu, phụ gia sử dụng trong nghiên cứu

46

3.2

Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối hạt

47

3.2.1

Phương pháp xác định thành phần cấp phối tối ưu

47

3.2.2

Mơ tả thí nghiệm

48

3.2.3

Phân tích kết quả và thảo luận

50

3.2.4

Kết luận

52

3.3

Nghiên cứu ảnh hưởng của oxit nhơm kỹ thuật siêu mịn

53

đến các đặc tính cơ lý nhiệt của gạch manhêdi-spinel
3.3.1

Thiết kế bài phối liệu

53

3.3.2

Quy trình chế tạo mẫu

53

3.3.3

Kết quả và thảo luận

54

3.3.4

Kết luận

65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

66

Phụ lục 1

67

Kết quả phân tích thành phần hạt của nguyên liệu oxit
nhôm siêu mịn A12 – Alcoa

Phụ lục 2

Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X của oxit nhôm A 12, mẫu

69

MA0 (Vimag S80) và MA2
Phụ lục 3

Kết quả phân tích nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng của

73

các mẫu MA0, MA1, MA2, MA3, MA4, MA5
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

80


4

DANH MỤC CÁC BẢNG
TÊN BẢNG SỐ LIỆU

TRANG

Bảng 1.1: Đặc điểm cơ lý của khoáng chịu lửa periclase và spinel

15

Bảng 1.2 : Thành phần và tính chất của manhêdi kết khối

16

Bảng 1.3 : Thành phần và tính chất của một số loại spinel sản xuất

19

trên thế giới
Bảng 1.4: Hệ số dãn nở nhiệt từ 25 oC đến nhiệt độ T của spinel và

20

manhêdi thương phẩm
Bảng1.5: Hệ số dẫn nhiệt độ K của ở nhiệt độ T của spinel và

20

manhêdi thương phẩm
Bảng 1.5: Ảnh hưởng cỡ hạt của Al2O3 và MgO đến lng spinel

21

to thnh
Bảng 1.6: Các khoáng có mặt trong hệ CaO.MgO.SiO2 cùng tồn tại

25

cân bằng với periclase
Bảng 1.7: Đặc tính nóng chảy của các pha có mặt trong gạch kiềm

26

tính
Bảng 1.8: Đặc tính nóng chảy của thành phối liệu kiềm tÝnh cã

27

chøa Al2O3, Fe2O3 vµ Cr2O3
Bảng 3.1: Đặc tính của các nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

46

Bảng 3.2: Đặc tính kỹ thuật của oxit nhơm A 12 – Alcoa

46

Bảng 3.3: Tỷ lệ cấp phối hạt của các bài phối liệu nghiên cứu

48

Bảng 3.4: Kết quả phân tích cơ lý của các mẫu nghiên cứu cấp phối

51

hạt
Bảng 3.5: Tỷ lệ thành phần trong các bài phối liệu nghiên cứu - 50

53

Bảng 3.6 : Kết quả phân tích thành phần hóa của các mẫu nghiên

55

cứu, %
Bảng 3.7: Thành phần khống tính theo lý thuyết của các mẫu

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

55

5

nghiên cứu
Bảng 3.8: Kết quả phân tích độ xốp biểu kiến và khối lượng thể

58

tích
Bảng 3.9: Kết quả phân tích cường độ nén nguội, cường độ bền

60

uốn ở nhiệt độ thường và ở 1260oC, N/mm2
Bảng 3.10: kết quả thử nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng của các

63

mẫu MA0-MA5
Bảng 3.11 : Kết quả thử độ bền sốc nhiệt

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

65


6

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA VÀ ĐỒ THỊ

TÊN HÌNH MINH HỌA

TRANG

Hình 1.1: Mơ hình ơ mạng tinh thể của MgO ở 293oK

13

Hình 1.2: Giản đồ pha của hệ hai cấu tử MgO-Al2O3

18

Hình 1.3: Mơ hình cấu trúc ơ mạng tinh thể của spinel MgAl2O4 ở

19

293oK
Hình 1.4: Sơ đồ cơng nghệ dây chuyền sản xuất gạch manhêdi-

31

spinel
Hình 2.1: Sơ đồ khối của một phổ kế tia X phân tán chiều dài bước

35

sóng – dùng trong phân tích định lượng thành phần hóa học
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí gối đỡ, gối truyền lực và mẫu thử theo

38

phương pháp uốn ba điểm
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí mẫu thử và các gối đỡ, gối truyền lực trong

39

lị nung nhiệt độ cao.
Hình 2.4 : Sơ đồ cấu tạo khung dùng để xác định độ bền sốc nhiệt

42

Hình 2.5: Sơ đồ tác động ti trng lờn mu th

42

Hình 2.6: mô tả quy luật Bragg

44

Hình 3.1: Sơ đồ mơ tả trình tự thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của

49

thành phần hạt đến một số tính chất cơ lý của gạch manhêdi-spinel
Hình 3.2 Thay đổi khối lượng thể tích của gạch sau nung theo

51

thành phần cỡ hạt của phối liệu
Hình 3.3: Thay đổi độ xốp biểu kiển của gạch sau nung theo thành

52

phần cỡ hạt
Hình 3.4: Thay đổi cường độ nén nguội của gạch sau nung theo

52

thành phần cỡ hạt của phối liệu
Hình 3.5 Hình ảnh vi cấu trúc của hai mẫu MA0 và MA2 trên kính
hiển vi quang học, độ phóng đại cỡ 50 lần và 100 lần

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

57


7

Hình 3.6: Thay đổi độ xốp biểu kiến từ mẫu MA0 đến mẫu MA5

58

Hình 3.7: Thay đổi khối lượng thể tích từ mẫu MA0 đến mẫu MA5

59

Hình 3.8: Thay đổi cường độ nén nguội từ mẫu MA0 đến mẫu

61

MA5
Hình 3.9: Thay đổi cường độ bền uốn mẫu MA0 đến mẫu MA5

61

Hình 3.10: Hình ảnh vi cấu trúc của gạch manhêdi-spinel qua kính

62

hiển vi điện tử quét trên mặt mẫu mài phẳng, độ phóng đại 100 lần.
Các hạt lớn có mặt bóng và sáng hơn là các hạt spinel điện chảy.
Các hạt thơ hình thành vết nứt khá lớn với lớp nền manhêdi, trong
khi các hạt nhỏ hơn không thấy vết nứt
Hình 3.11: Diễn biến dãn nở nhiệt và biến dạng dưới tải trọngcủa

64

các mẫu từ MA0 đến MA5 trong khoảng nhiệt độ từ 700 đến
1660oC

62

Hình 3.12 : Thay đổi độ bền nhiệt khi giảm lượng spinel hạt thô và

65

tăng lượng oxit nhôm

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát

8

mở đầu
1. Vai trũ ca gch manhờzi spinel trong công nghiệp sản xuất xi măng
Gạch manhêdi – spinel đã được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây,
đặc biệt là trong lò quay nung clanhke xi măng. Chúng được gọi là gạch “manhêdi –
spinel” vì được chế tạo từ nguyên liệu manhêdi và spinel. Khái niệm “spinel”
thường được sử dụng để chỉ một họ khoáng kết tinh trong hệ lập phương và có cơng
thức chung là RO.R*2O3, trong đó R là các kim loại hóa trị 2, R* là các kim loại hóa
trị 3. RO có thể là MgO và FeO và R*2O3 có thể là Fe2O3, Al2O3 và Cr2O3 [3]. Tuy
nhiên trong công nghệ vật liệu chịu lửa và gốm kỹ thuật, khái niệm khoáng spinel
trong gạch manhêdi-spinel hay spinel thường dùng để chỉ pha spinel aluminate
MgO.Al2O3.
Về mặt lý thuyết, do đặc tính dãn nở nhiệt khác nhau của hai khoáng chịu lửa
periclaze (MgO) và spinel (MgO.Al2O3) - những thành phần chính của gạch - trong
cấu trúc gạch magnesia - spinel hình thành ma trận vết nứt tế vi trong quá trình làm
nguội sản phẩm sau khi nung. Vì vậy một trong những lợi ích chủ yếu của việc kết
hợp giữa spinel và manhêdi là chúng tạo nên sản phẩm có khả năng bền nhiệt tốt
hơn nhiều so với sản phẩm manhêdi thuần khiết sản xuất từ clanhke manhêdi nung
kết khối. Đặc tính này cũng làm cho vật liệu tránh được hoặc ngăn chặn được khả
năng bị bóc tách bề mặt do thay đổi nhiệt độ và bị thấm các thành phần tạp chất
khác từ môi trường làm việc. Các vết nứt tế vi có tác dụng làm giảm ứng suất nhiệt
xuất hiện cục bộ và lan tỏa đều ứng suất theo thể tích vật liệu, do vậy hạn chế hiện
tượng nứt vỡ vật liệu trong một số môi trường dao động nhiệt độ mạnh. Những đặc
điểm cấu trúc này đã tạo cho gạch manhêdi-spinel nhiều ưu việt hơn các sản phẩm
kiềm tính khác (gạch manhêdi-crơm, gạch dolomit, …) như đặc tính dãn nở nhiệt
nhỏ, khả năng chống nứt vỡ do ứng suất cơ nhiệt vượt trội [5].
Mong muốn sử dụng gạch kiềm tính khơng có crơm cịn vì lý do mơi trường

đã làm tăng tầm quan trọng của gạch magnesia – spinel. Vì crơm hóa trị 3 có mặt
trong gạch manhêdi – crơm có thể chuyển thành crơm hóa trị 6 do phản ứng với các
thành phần kiềm hoặc kiềm thổ và các hợp chất khác có mặt trong mơi trường làm
Luận văn thạc sĩ- Chun ngành CNVL Silicát


9

việc [6]. Việc xử lý gạch phế thải sau khi sử dụng đã trở thành một vấn đề lớn đối
với người sử dụng vì crơm hóa trị 6 – một nhân tố có thể gây ung thư - dễ dàng hịa
tan vào mơi trường nước, gây ảnh hưởng đến mơi trường sống của con người. Vì
vậy, sản lượng gạch kiềm tính gốc crơm-manhêdi trên thế giới từ thập niên 90 của
thế kỷ trước đến nay liên tục bị cắt giảm mỗi năm từ 5 đến 7 % [9].
Vì các lý do trên, các nhà máy xi măng hiện nay đều có xu hướng sử dụng
gạch kiềm tính chủng loại manhêdi-spinel cho tồn bộ vùng nung của lị quay nung
clanhke xi măng.

2. Vài nét về sự phát triển công nghệ sản xuất gạch manhêdi-spinel
Gạch manhêdi-spinel lần đầu tiên được sản xuất và đưa vào sử dụng trong zơn
nung của lị quay nung clanhke xi măng vào năm 1971 tại Công ty xi măng Osaka –
Nhật Bản [9]. Do giá thành rất cao và đặc tính của gạch manhêdi-spinel thời đó
chưa bằng gạch manhêdi-crôm liên kết trực tiếp, nên việc sử dụng gạch manhêdispinel cho lò quay nung clanhke xi măng vẫn còn rất hạn chế. Đến khoảng năm
1977, nhờ những cải tiến trong công nghệ sản xuất, gạch manhêdi-spinel đã được
công nhận và sử dụng rộng rãi trong lò quay nung clanhke xi măng. Sản phẩm này
chủ yếu được sản xuất ở các nước có nền cơng nghiệp phát triển và có nguồn
nguyên liệu manhêdi và boxit dồi dào như Mỹ, Canada, Nhật Bản, Đức, Anh, Nga
và cộng hòa Séc… Từ cuối những năm 1980, do những phát hiện ra ảnh hưởng của
gạch manhêdi-crơm tới mơi trường sống, vai trị của gạch manhêdi-spinel ngày càng
được nâng tầm quan trọng. Với những cải tiến không ngừng về công nghệ sản xuất,
nâng cao chất lượng sản phẩm, gạch manhêdi-spinel ngày nay không những đáp

ứng tốt trong các lò quay nung clanhke xi măng hiện đại sử dụng nhiều loại nhiên
liệu khác nhau mà còn thể hiện được hiệu quả sử dụng kinh tế vượt trội nhờ tuổi thọ
làm việc trong lò cao hơn rất nhiều so với gạch manhêdi-crôm.
Ở Việt nam, gạch manhêdi-spinel cũng đã được nhập khẩu để sử dụng trong
lò quay nung clanhke xi măng từ cuối những năm 1980, nhưng đến nay vẫn chưa có
nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan đến công nghệ sản xuất cho chủng loại gạch
này. Ngay từ đầu những năm 1990, nhận thấy nhu cầu về vật liệu chịu lửa kiềm tính
Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát


10

cho công nghiệp xi măng tại Việt nam ngày càng tăng, Bộ xây dựng đã đầu tư xây
dựng Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính Việt nam. Nhà máy chính thức được
thành lập và đi vào sản xuất từ năm 2001, có cơng suất thiết kế là 16.500 tấn/năm,
với dây chuyền cơng nghệ hiện đại, có mức độ tự động hóa cao được mua từ Cơng
ty Laeis- Bucher của Đức, công nghệ sản xuất được mua li-xăng từ Công ty Vật liệu
chịu lửa Harbison-Walker, Mỹ. Từ khi nhà máy bắt đầu đi vào hoạt động đến nay,
lãnh đạo nhà máy luôn nhận thấy tầm quan trọng của việc nắm bắt và làm chủ công
nghệ sản xuất các loại sản phẩm được chuyển giao li-xăng, đồng thời tập trung
nghiên cứu ứng dụng các loại sản phẩm mới, đặc biệt là chủng loại gạch manhêdispinel, nhằm tạo ra những sản phẩm đáp ứng tốt hơn với điều kiện làm việc của các
lò quay nung clanhke xi măng tại thị trường Việt nam.

3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu, tìm hiểu để nắm rõ được bản chất của công nghệ sản xuất gạch
manhêdi-spinel cho lị quay nung clanhke xi măng. Từ đó định hướng cải tiến và
phát triển một số loại gạch mới có thể đáp ứng tốt hơn trong mơi trường lị nung
clanhke xi măng và từng bước hồn thiện các thơng số công nghệ cho mỗi loại sản
phẩm.

Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu lý thuyết về tính chất cơ, hóa, lý, nhiệt của manhêzi và spinel, các
yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tạo spinel từ manhêdi và oxit nhôm, ảnh hưởng của
các oxit CaO, SiO2, Al2O3 và Fe2O3 đến việc hình thành pha lỏng trong gạch
manhêdi-spinel,

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt phối liệu đến các tính chất của
gạch manhêdi-spinel, từ đó chọn ra cấp phối hạt tối ưu cho loại sản phẩm này.
- Trên cơ sở bài phối liệu gốc là gạch Vimag S80 - một sản phẩm hiện đang
được sản xuất tại nhà máy, đề tài sử dụng bổ sung oxít nhơm kỹ thuật siêu mịn
trong phối liệu nhằm tạo ra spinel thứ sinh trong mạng lưới cấu trúc (in-situ

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát


11

spinel) nhờ phản ứng trực tiếp giữa Al2O3 + MgO = MgO.Al2O3 để tạo mạch
liên kết “mỏng” cộng sinh với các hạt spinel và periclase trong phối liệu đầu,
làm tăng độ bền cơ của sản phẩm. Mục đích của việc bổ sung này là xem xét khả
năng hình thành trực tiếp spinel trong gạch, ảnh hưởng của nó đến đặc tính cơ lý
và cấu trúc của gạch. So sánh, đánh giá các kết quả để từ đó có thể chế tạo ra
một loại sản phẩm gạch manhêdi-spinel có liên kết spinel trực tiếp trong nền
periclase (MgO).
4. Phương pháp nghiên cứu
Logíc nghiên cứu được thực hiện theo trình tự sau:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cỡ hạt đến đặc tính cơ lý của vật
liệu, từ đó lựa chọn cấp phối hạt tối ưu cho phối liệu.
- Sử dụng kết quả nghiên cứu cấp phối tối ưu ở trên, nghiên cứu sự hình

thành spinel trực tiếp trong vật liệu khi thêm oxit nhôm kỹ thuật siêu
mịn. So sánh, đánh giá ảnh hưởng của liên kết spinel này đến đặc tính cơ
lý của vật liệu.
Một số tính chất cơ lý của vật liệu chịu lửa được thực hiện theo các tiêu
chuẩn Việt Nam hiện hành, một số khác được thực hiện theo theo tiêu chuẩn cơ
sở của Nhà máy.
5. Ý nghĩa của đề tài
Mơi trường nung trong lị quay nung clanhke xi măng là cực kỳ khắc nghiệt
và thay đổi theo từng vùng nung theo những diễn biến cơ hóa lý xảy ra trong lò. Sự
khác nhau về nguyên liệu và nhiên liệu sử dụng trong các lò quay nung clanhke xi
măng khác nhau cũng tạo ra những môi trường làm việc khác nhau. Tuy nhiên, tất
cả các nhà sản xuất xi măng đều mong muốn tăng tuổi thọ sử dụng của lớp lót vật
liệu chịu lửa trong lị, hạn chế dừng lị để sửa chữa và thay thế lớp lót. Để đáp ứng
được yêu cầu này, đòi hỏi nhà sản xuất phải có nhiều loại gạch, mỗi loại có những
đặc điểm ưu việt riêng nhằm đáp ứng tối đa với điều kiện cụ thể của mỗi lò và từng
vùng trong lò.

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát


12

Việc nghiên cứu, tìm hiểu để nắm rõ được bản chất của công nghệ sản xuất
loại sản phẩm này sẽ giúp định hướng cải tiến và phát triển các loại gạch mới và
từng bước hồn thiện các thơng số cơng nghệ cho mỗi loại sản phẩm.
Sự thành công trong nghiên cứu sử dụng oxit nhôm siêu mịn cho sản xuất
gạch manhêdi – spinel sẽ giúp cho Nhà máy phát triển được một số loại gạch
manhêdi - spinel tốt hơn, có thể cạnh tranh được với các sản phẩm cùng loại của các
hãng sản xuất vật liệu chịu lửa lớn trên thế giới.

6. Dự kiến áp dụng kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu trong phịng thí nghiệm sẽ được kiểm chứng và áp
dụng sản xuất thử nghiệm lô lớn tại Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính Việt
nam, tiến tới tạo ra mặt hàng mới chất lượng tốt hơn phục vụ cho lò quay xi
măng tại Việt nam.
7. Kết cấu của luận văn
Luận văn được trình bày trên 60 trang A4 gồm các phần: mở đầu, 03
chương, kết luận và kiến nghị.
Luận văn được thực hiện tại Bộ môn CNVL Silicát- Trường Đại học Bách
khoa Hà Nội và Nhà máy vật liệu chịu lửa kiềm tính Việt nam dưới sự hướng
dẫn của Thầy giáo. PGS. TS Đào Xuân Phái.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy hướng dẫn, các thầy cô
Bộ môn CNVL Silicat trường ĐHBK Hà Nội, Ban lãnh đạo Nhà máy VLCL kiềm
tính Việt nam, các cán bộ trong phịng thí nghiệm của Nhà máy VLCL kiềm tính
Việt nam và các cán bộ phịng thí nghiệm Trung tâm phân tích và kiểm định - Viện
Vật liệu xây dựng đã giúp đỡ hoàn thành bản luận văn này.

Luận văn thạc sĩ- Chuyên ngành CNVL Silicát


13

Chương I:
Tổng quan về lý thuyết và công nghệ sản xuất gạch
manhêdi-spinel
1.1. C s khoa hc ca h sn phm manhêdi-spinel
1.1.1. Các đặc tính hóa lý của manhêdi và spinel
a. Manhêdi:
Manhêdi là một thành phần quan trọng của tất cả các loại vật liệu chịu lửa
kiềm tính. Tinh thể của oxít manhê hay cịn gọi là periclase có mặt trong hầu hết

các loại vật liệu chịu lửa kiềm tính và MgO cũng là một thành phần của các các
hợp chất phức tạp khác có mặt trong đó. Periclase thuộc hệ lập phương, thể hiện
sự phân tách lập phương hoàn hảo (hình 1.1). Các đặc tính hóa lý của periclase
được tóm tắt trong bảng 1.1. Tỷ trọng của periclase tính lý thuyết theo phương
trình Bragg là 3,54.

Hình 1.1: Mơ hình ơ mạng tinh thể của MgO ở 293oK
Theo các số liệu của J.W.Mellor, tỷ trọng của khoáng periclase tự nhiên
thay đổi từ 3,64 đến 3,90, cịn đối với khống nhân tạo là từ 3,47 đến 3,64 [3].
Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến trọng lượng riêng của periclase đã được nhiều
tác giả nghiên cứu. H. Moissan cũng cho kết quả tương tự khi nghiên cứu
manhêdi nung trong lò điện, lưu 12 giờ ở nhiệt độ 1200oC cho tỷ trọng là 3,57;
Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


14

sau khi nung lần hai ở 1600oC có tỷ trọng là 3,65. J.W Mellor cũng chỉ ra rằng
mức độ tăng tỷ trọng của manhêzi khi nung là một hàm của nhiệt độ nung cũng
như thời gian lưu. Khi nung lặp lại trong khoảng thời gian hai giờ ở nhiệt độ
1300 – 1350oC cho kết quả tỷ trọng tăng ổn định. Đến lần nung thứ năm, tỷ
trọng trở nên khá ổn định ở mức 3,60. Theo các nghiên cứu của S. Kondo và
H.Yoshida, periclase được sinh ra do phân hủy manhêdi cacbonat bắt đầu ở
khoảng nhiệt độ 400oC và gần như hoàn toàn ở 650oC. Các mẫu nhiễu xạ tia X
của periclase sau khi nung trong khoảng nhiệt độ 600 – 1800oC là giống nhau.
Tuy nhiên hiện tượng co vẫn tiếp tục xảy ra sau khi loại bỏ hồn tồn điơxit
cacbon, và trong trường hợp mẫu thử là manhêzi tinh khiết, tốc độ co tăng đột
ngột ở vào khoảng 1290oC, đạt giá trị cao nhất ở 1385oC và gần đạt tới một
hằng số ở nhiệt độ 1670oC. E.M. Campbell đã nghiên cứu xu hướng hyđrat hóa
của các manhêdi tinh khiết được nung ở các nhiệt độ khác nhau. Sau khi nung ở

600 – 800oC, hyđrat hóa có thể xảy ra hồn toàn trong 3 ngày. Sau khi nung ở
nhiệt độ 1400oC, chỉ có khoảng 20% bị hyđrat hóa và sau một năm, trạng thái bị
hyđrat hóa là 60%. Khi nung ở nhiệt độ thấp, manhêdi tinh khiết có đặc tính thủy
hóa rất rõ ràng, phản ứng với nước để hình thành Mg(OH)2. Xu hướng hyđrat
hóa của periclase giảm khi tăng nhiệt độ nung không phải là do thay đổi cấu trúc
phân tử mà là do khi co lại, diện tích bề mặt giảm. Khi manhêdi được lưu ở nhiệt
độ cao (trên 1450oC), nó phát triển các tinh thể lớn, trong khi manhêdi nung ở
nhiệt độ thất hơn thì xốp hơn, có diện tích bề mặt phản ứng với nước lớn hơn. Vì
tỷ trọng tăng theo nhiệt độ nung, periclase nung ở nhiệt độ cao có tỷ lệ diện tích
bề mặt theo khối lượng nhỏ hơn, và vì vậy quá trình hyđrat hóa chậm hơn. Phản
ứng tạo thành hiđroxit manhê giữa manhêdi với nước dẫn đến làm tăng thể tích
pha rắn khoảng 55% do Mg(OH)2 có tỷ trọng thấp là 2,34.
Nguyên liệu manhêdi cho ngành sản xuất vật liệu chịu lửa được chế tạo từ
quặng manhêdi (MgOCO3) hoặc manhêdi nhân tạo phân tách từ nước biển, sau
đó được nung kết khối hoặc điện nóng chảy ở nhiệt độ cao. Tùy theo hàm lượng
Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


15

MgO, các tạp chất có trong nó và nhiệt độ nung, nguyên liệu manhêdi thương
phẩm thường được sản xuất với nhiều phẩm cấp khác nhau. Thành phần chủ yếu
của manhêdi ngun liệu là periclase. Ngồi đặc tính chịu lửa, manhêdi cịn có
khả năng bền hóa rất cao với xỉ kiềm cũng như ít bị hư hại do tác dụng của oxit
kiềm và oxits sắt. Chất lượng của manhêzi phụ thuộc rất nhiều vào mỏ nguyên
liệu và công nghệ kỹ thuật xử lý loại bỏ tạp chất và nhiệt độ nung. Bảng 1.2 cho
biết thành phần hóa và khối lượng thể tích của một số loại manhêdi được sản
xuất trên thế giới.
Bảng 1.1: Đặc điểm cơ lý của khoáng chịu lửa periclase và spinel [6;11]
Đặc điểm tính chất của khống

priclaze

Spinel

Cơng thức hóa học

MgO

Hệ tinh thể

Lập phương tâm mặt, Lập phương tâm mặt,

MgO.Al2O3

F m3m Z = 4

F d3m Z =8

Hệ số phản xạ, η

1,735

1,723

Khối lượng thể tích, g/cm3

3,54

3,58

Độ cứng, Mohs

5,5

8

Modul đàn hồi E, GPa

238

260

Nhiệt độ nóng chảy, oC

2800

2135

Hệ số dãn nở nhiệt trung bình α 7,6 x 10-6
từ 25 đến 500oC, K-1

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát

13,5 x 10-6


16

Bảng 1.2 : Thành phần và tính chất của manhêdi kết khối [1]

Khối

Thành phần % khối lượng

lượng thể

Tên nước
MgO

Fe2O3

Al2O3

Si02

CaO

tích, g/cm3

Nguyên liệu từ thiên nhiên
Austria

91,5

5,80

0,03

0,50

1,90

3,38

Slovakia

88,9

4,90

1,50

3,30

1,40

3,33

Thổ nhĩ kỳ

95,9

0,70

<0,10

2,50

0,90

3,39

#

97,3

0,20

<0,10

0,60

1,90

3,40

Brazil

95,8

2,10

0,30

1,30

0,50

3,05

91,28

0,77

1,50

4,11

1,91

3,18

#

95,60

0,45

0,76

1,44

1,35

3,22

Triều tiên

91,83

1,10

1,02

3,97

1,75

3,12

Nga

94,20

2,56

2,56

1,80

0,94

-

Hy lạp

97,0

0,60

0,03

0,50

1,85

3,42

Trung quốc
Liaoning

Tổng hợp từ nước biển
Ireland

97,70

0,20

<0,10

0,20

1,90

3,42

Mexico

97,90

0,10

<0,10

0,10

0,90

3,40

Holland

98,70

0,50

<0,10

0,10

0,70

3,45

Israel

99,30

0,10

<0,10

<0,10

0,60

3,44

Austria

99,20

0,10

<0,10

<0,10

0,50

3,41

Hàn Quốc

97,4-98

0,2-0,5

0,1-0,3

0,5-1,3

0,4-1,3

3,28-3,38

-

97,4-98

0,2-0,5

0,1-0,3

0,2-0,5

1-2

3,4-3,5

98,20

0,10

0,10

0,70

0,80

-

Mỹ

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


17

Anh

97,00

0,18

0,19

0,30

2,05

3,40

Nhật

98,30

0,05

0,05

0,80

0,80

3,40

Italia

96,90

0,11

0,20

0,40

1,60

3,40

Nhật

99,8-99,9

0,02-0,08

0,03-0,10

0,01-0,4

0,05-0,7

3,4-3,53

Mỹ

99,90

0,04

-

0,05

0,05

3,58

Pháp

97,10

0,10

0,10

0,70

1,90

3,52

Trung quốc

97,70

0,36

0,14

0,34

1,34

3,56

Nga (loại tốt)

97,70

0,68

1,20

0,54

0,75

3,4-3,6

Điện nóng chảy

b. Spinel:
Spinel MgAl2O4, có điểm nóng chảy ở 2135oC, là hợp chất duy nhất
được tạo thành trong hệ MgO-Al2O3 (hình 1.2), có chứa 71,7% Al2O3 và 28,3 %
MgO. Spinel hình thành ơtécti với MgO ở 2030oC và hệ MgO - MgO.Al2O3 là
hệ hai cấu tử thực sự. MgO.Al2O3 cũng hòa tan một lượng đáng kể Al2O3 trong
dung dịch rắn và vẫn duy trì cấu trúc spinel của nó. Dung dịch rắn này hình
thành ơtecti với Al2O3 ở 1925oC [3].
Cấu trúc tinh thể của spinel do W. H. Bragg lần đầu tiên phát hiện và
xác định theo phương pháp phân tích tinh thể bằng tia X vào năm 1915. Spinel
là khái niệm dùng để chỉ một nhóm hai oxít có cơng thức chung là RO.R*2O3
hoặc RR*2O4. Kim loại hóa trị hai có thể là Mg2+ , Fe2+, Zn2+ hoặc Mn2+ và kim
loại hóa trị 3 có thể là Al3+, Fe3+, Mn3+, hoặc Cr3+. Tinh thể spinel thuộc hệ khối
lập phương, nhóm khơng gian Fd3m. có 8 phân tử cấu tạo trong ô mạng cơ sở.
Như vậy mỗi ơ mạng cơ sở có 56 ngun tử trong đó có 32 nguyên tử oxy, 8
nguyên tử R2+ và 16 nguyên tử R3+. Các ion oxy tạo ra một sự phân bố sít chặt

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


18

kiểu lập phương gần như hoàn thiện với các ion kim loại ở giữa tạo ra các hệ sắp
xếp có số phối trí với oxy là 4 hoặc 6 (hình 1.3 ).

Hình 1.2: Giản đồ pha của hệ hai cấu tử MgO-Al2O3 [1]
Nguyên liệu spinel trong thiên nhiên rất hiếm vì vậy nó được chế tạo
bằng phương pháp tổng hợp từ các nguồn nguyên liệu có chứa MgO và Al2O3

(như manhêdi tinh khiết lấy từ nước biển hoặc quặng manhêdi, oxit nhôm kỹ
thuật hoặc quặng bôxit). Để chế tạo spinel có thể bằng hai phương pháp: nung
thiêu kết hoặc điện chảy hỗn hợp nguyên liệu có chứa MgO và Al2O3 ở nhiệt độ
cao, theo phản ứng:
MgO + Al2O3 = MgAl2O4
Spinel thương phẩm có thể tồn tại ở hai dạng: Spinel giàu manhêdi
(dung dịch rắn MgO - MgO.Al2O3 có ơecti ở 2030oC) và spinel giàu nhôm (dung
dich rắn Al2O3 - MgO.Al2O3 có ơtecti ở 1925oC).

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


19

a: Mơ hình khơng thể hiện ngun tử oxy

b; cấu trúc đầy đủ của một ơ mạng

Hình 2.3: Mơ hình cấu trúc ô mạng tinh thể của spinel MgAl2O4 ở 293oK [11]
Spinel có độ cứng cao, hệ số dãn nở nhiệt thấp và đặc biệt có độ bền
hóa cao đối với các oxit vô cơ, cácbon, kim loại kiềm, kiềm thổ và các oxit khác.
Thành phần và tính chất của một số loại spinel thương phẩm được cho trong
bảng 1.3; 1.4 và 1.5.
Bảng 1.3 : Thành phần và tính chất của một số loại spinel sản xuất trên thế giới
Khối

Thành phần % khối lượng

lượng thể

Tên nước
MgO

Fe2O3

Al2O3

Si02

CaO

tích,
g/cm3

Mỹ
1(loại điện chảy)

33,0

<0,1

66,0

0,09

0,4

> 3,37

2 (loại điện chảy)

28,5

0,23

70,4

0,22

0,1

3,40

3 (loại kết khối)

25,0

<0,1

74,3

0,25

0,28

3,30

4 (loại kết khối)

76,0

<0,1

23,0

0,06

0,3

3,25

5 (loại kết khối)

9,0

<0,1

90,0

0,05

0,25

3,30

Nhật
Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


20

1 (loại điện chảy)

26

0,05

4 - 29

-

Spinel 70 (loại đc)

22-27

0.26

69-76

0.3

0.35

3.35

Spinel 60 (loại đc)

30-31

1.54

61-63

3.11

0.5

3.36

MA 24A (thiêu kết)

24-28

< 1,2

63 -68

-

-

MA 28A (thiêu kết)

28-30

<1,2

69 -64

-

-

MR 66

32-33

<0,1

66-67

0,12

0,30

3,28

AR 78

22-23

<0,1

76-77

0,05

0,25

3,25

AR 90

9-10

<0,1

90-91

0,05

0,20

3,35

2 (loại kết khối)

73

0,15

70 -95 0,1-02

0,20

3,40

0,1-0,3

Trung Quốc

-Côngty HoangHa

-Công ty Lyliang

Hãng Alcoa

Bảng 1.4: Hệ số dãn nở nhiệt từ 25 oC đến nhiệt độ T của spinel và manhêdi
thương phẩm [8]
Nhiệt độ T,

Đơn vị tính

100

500

1000

1500

Spinel

K-1 x 10-6

5,6

7,6

8,4

10,2

Manhêdi

K-1 x 10-6

8-9

10 - 12

11 - 13

14 - 15

oC

Bảng1.5: Hệ số dẫn nhiệt độ K của ở nhiệt độ T của spinel và manhêdi
thương phẩm [8]
Nhiệt độ T, oC

Đơn vị tính

25

100

500

1000

Spinel

Wm-1 K-1

15

13

8

5

Manhêdi

Wm-1 K-1

40 - 60

36 - 48

13 - 16

6-8

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


21

1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo spinel

Quá trình tổng hợp spinel thường ở nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ nóng
chảy của MgO, Al2O3 và MgAl2O3 – các thành phần tham gia phản ứng và sản
phẩm tạo thành. Phản ứng giữa Al2O3 và MgO khi đó tiến hành tương đối khó vì
chúng diễn ra ở trạng thái rắn, khơng có hoặc có mặt rất ít pha lỏng do tạp chất
hình thành. Như vậy, quá trình này tuân theo quy luật phản ứng giữa các pha rắn.
Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào các yếu tố như mức độ hoạt tính của các thành
phần tham gia phản ứng, diện tích bề mặt tiếp xúc và nhiệt độ. Nhiệt độ thấp
nhất bắt đầu tạo spinel là 700 – 900oC [1; 2]. Trong trường hợp hỗn hợp là MgO
và γAl2O3 thì phản ứng tạo thành spinel trong pha rắn bắt đầu xảy ra ở 700oC và
đối với hỗn hợp MgO và αAl2O3 thì xảy ra ở 920oC. Nhiệt độ thiêu kết và thời
gian lưu nhiệt ảnh hưởng đến lượng spinel tạo thành. Thời gian lưu ở nhiệt độ
thấp từ 700 đến 1300oC không ảnh hưởng đến lượng spinel tạo ra, nhưng ở nhiệt
độ cao từ 1500 – 1700oC, tăng thời gian lưu nhiệt, lượng spinel cũng tăng lên.
Phản ứng tạo spinel xảy ra hoàn toàn sau khi lưu ở nhiệt độ cao từ 4 đến 6 giờ
với hỗn hợp phối liệu có độ mịn nhỏ hơn 25 μm [2].
Độ mịn của các thành phần tham gia phản ứng cũng ảnh hưởng đến sự
tạo thành spinel vì khi tăng độ mịn làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa chúng. Tăng
kích thước cỡ hạt của corun cũng như γAl2O3 từ 25 đến 90 μm sẽ giảm mức độ
và hằng số tạo spinel [2].Tăng kích thước của các thành phần trên từ 60 đến 200
μm sự tạo thành spinel xảy ra khơng hồn tồn ngay cả ở 1600oC, trong đó việc
tăng kích thước cỡ hạt của oxit nhơm làm q trình tổng hợp spinel chậm hơn
trường hợp tăng cỡ hạt của MgO. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạt oxit nhơm
càng mịn thì tốc độ phản ứng xảy ra càng nhanh (bảng 1.5).
Một số nghiên cứu cũng cho thấy rằng nếu phản ứng tạo spinel đi từ
γAl2O3, thể tích hỗn hợp sẽ giảm đi 2,7% và do đó hỗn hợp co lại; ngược lại, nếu
đi từ αAl2O3 thể tích sẽ tăng 6,9% [1].

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát

22

Bảng 1.5: Ảnh hưởng cỡ hạt của Al2O3 và MgO đến lượng spinel tạo thành [2]
Nhiệt độ

Lượng spinel tạo thành, % với kích thước cỡ hạt, μm

tổng hợp

TT

spinel, oC

60*

90*

<3
MgO

Al2O3

MgO

Al2O3

1

1300

56

54

39

39

40

2

1400

70

66

44

44

44

3

1500

80

76

62

62

52

*: Thành phần thứ hai đưa vào có kích thước cỡ hạt < 3 μm
Q trình tổng hợp spinel có thể diễn ra nhanh hơn khi có mặt pha lỏng
tại nhiệt độ diễn ra phản ứng. Một số phụ gia khống hóa như B2O3, B4C, BeO,
TiO2 và Cr2O3 làm tăng tốc độ phản ứng tạo spinel. Khi có mặt một số tạp chất
như SiO2, CaO, R2O trong hỗn hợp sẽ tạo ra các ơtecti có nhiệt độ nóng chảy
thấp do hình thành một số khoáng dễ chảy như monticelite CaO.MgO.SiO2
(1500oC) và merwinite MgO.3CaO.2SiO2 (1575oC), tốc độ phản ứng tạo spinel
cũng tăng lên [2]. Tuy nhiên các chất khống hóa này cũng làm giảm độ chịu lửa
của spinel.

1.1.3 Đặc điểm nóng chảy của hệ khống trong gạch manhêdi-spinel
C¸c kho¸ng chđ u trong vËt liệu chịu lửa manhêdi spinel có điểm
nóng chảy rất cao, như đà được chỉ ra trong bảng 1.1. Tuy nhiên trong thực tế các
chất lỏng xuất hiện trong gạch manhêdi-spinel ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với
điểm nóng chảy của các khoáng cơ bản do sự có mặt cđa c¸c pha silicate. Sù xt
hiƯn c¸c chÊt láng ë nhiệt độ thấp hơn nhiều điểm nóng chảy của periclase và
spinel là do hình thành các eurtectic, mà là hợp chất trung gian được hình thành
bởi phản ứng giữa sự hiện diện của các pha khác nhau. Các tạp chất cũng đóng
một vai trò trong việc hình thành chất lỏng có điểm nóng chảy thấp trong gạch.

Lun vn thc s - Chuyên ngành CNVL Silicát

23

Các hợp chất có điểm nóng chảy thấp mà được hình thành bởi cơ chế này
thường hiện diện chỉ với một phần thể tích rất nhỏ trong cấu trúc gạch. Tuy nhiên
ngay khi hình thành các chất lỏng có thể làm giảm đáng kể các tính chất của
gạch, chủ yếu là làm giảm cường độ uốn nóng và nhiệt độ biến dạng dưới tải
trọng. Độ bền xỉ cũng có thể bị giảm đáng kể do hình thành chất lỏng.
Vì những lý do này, việc nghiên cứu đặc tính nóng chảy của vật liệu chịu
lửa kiềm tính nói chung và manhêdi-spinel nói riêng đà là một lĩnh vực cố gắng
quan trọng. Sự hiểu biết về đặc tính nóng chảy tạo cơ sở cho việc có thể phát
triển được loại vật liệu chịu lửa với lượng nhỏ nhất các pha có điểm nóng chảy
thấp. Ngoài ra kiến thức về đặc tính nóng chảy là một hỗ trợ mạnh trong việc dự
đoán nhiệt dộ nung sản phẩm, các biến đổi pha xảy ra khi nung và khi một viên
gạch bị thấm xỉ và các thành phần khác có mặt trong môi trường làm việc. Vì vậy
đặc tính nóng chảy là một tiêu chí quan trọng cho việc lựa chọn sản phẩm trong
các ứng dụng khác nhau.
Trong vật liệu chịu lửa manhêdi-spinel, nóng chảy hoàn toàn các pha
không xảy ra tại một nhiệt độ cụ thể, nhưng trên một khoảng nhiệt độ, các thành
phần của chất lỏng thay đổi khi nhiệt độ tăng. Vì ngay cả khi một lượng nhỏ chất
lỏng cũng có thể có một ảnh hưởng đáng kể lên tính chất của gạch, nên niều
công việc nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực này đà tập trung vào nhiệt độ hình
thành chất lỏng ban đầu hơn là nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn [3].
ảnh hưởng của tỷ số CaO/SiO2:
Điểm tốt nhất để bắt đầu hiểu về đặc tính nóng chảy của gạch manhêdispinel là xem xét ảnh hưởng của tỷ số CaO/SiO2 của thành phần gạch. Tất cả các
thành phần quan tâm ®Ịu cã chøa MgO tù do, vµ nh­ vËy sÏ đơn giản hoá các
phân tích bởi vì một số pha có chứa CaO và SiO2 sẽ không tồn tại khi có mặt
MgO tự do. Để đơn giản hoá vấn đề này, người ta thường sử dụng tỷ lệ về phân tử
của CaO và SiO2. Trong thực tế, phân tích thành phần hoá của gạch kiềm tính
thường cho ở dạng % trọng lượng. Tuy nhiên tỷ lệ về trọng lượng của CaO vµ

Luận văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát


24

SiO2 xấp xỉ bằng tỷ lệ về phân tử vì trọng lượng phân tử của CaO và SiO2 là gần
giống nhau, trọng lượng phân tử của CaO là 56,1 và của SiO2 là 60,1.
Tỷ số CaO/SiO2 trong gạch kiềm tính xác định thành phần pha và vì vậy sẽ
xác định điểm nóng chảy của các pha silicate có mặt trong đó. Bỏ qua các ảnh
hưởng của các thành phần khác có trong gạch, bảng 1.6 minh họa các pha được
hình thành với các tỷ số CaO/SiO2 khác nhau trong vật liƯu chÞu lưa kiỊm tÝnh cã
chøa MgO tù do.
Khi xem xÐt ®Õn ý nghÜa thùc tiƠn cđa tû sè CaO/SiO2, trong hầu hết các
trường hợp, các nhà công nghệ vật liệu chịu lửa đều muốn cố gắng thiết kế các
sản phẩm có lượng pha lỏng tối thiểu tại nhiệt độ làm việc. Trong khi tỷ số phân
tử CaO/SiO2 xác định loại khoáng silicate sẽ có mặt trong vật liệu thì số lượng
CaO và SiO2 có một ảnh hưởng đáng kể lên mức độ mà các khoáng silicate này
ảnh hưởng lên tính chất của gạch. Một trường hợp ngoại trừ đối quy luật các pha
lỏng cần phải được giảm tối thiểu liên quan đến gạch được thiết kế gạch cho một
mục đích cụ thể như tăng khả năng bám côla của lò quay nung clanhke xi măng.
Trong trường hợp này, gạch có chứa các chất lỏng ở nhiệt độ làm việc của lò
thường dễ bám cola của clanhke xi măng. Dưới những điều kiện như thế này,
nhiệt độ của gạch lắp trong lò còn xa mới vượt quá nhiệt độ mà tại đó chất lỏng
hình thành và phát triển trong gạch.
Nếu không có mặt CaO, tức là tỷ lệ CaO/SiO2 sẽ bằng 0 thì SiO2 sẽ tồn tại
ở dạng khoáng silicat forsterite - 2MgO.SiO2 có điểm nóng chảy tương đối cao.
Tuy nhiên trong thực tế, tất cả gạch kiềm tính đều có chứa CaO và vì vậy
monticellite sẽ cùng tồn tại víi forsterite khi tû sè CaO/SiO2 lín h¬n 0 nh­ng nhỏ
hơn 1. Khoáng monticellite, như cho trong bảng 1.7 có điểm nóng chảy thấp hơn

nhiều so với forsterite và như vậy sẽ có ảnh hưởng đáng kể lên tính chất của
gạch. Đối với gạch manhêdi và manhêdi-spinel cũng giữ nguyên nguyên tắc này,
có nghĩa là tính chất của gạch đạt tốt nhất khi sự hình thành monticellite được
giảm tối thiểu.

Lun văn thạc sĩ - Chuyên ngành CNVL Silicát