شركت فرآورده هاي نسوز ايران

شركت فرآورده هاي نسوز ايران

آشنایی بامواد اولیه شاموتی و آلومینی جهت تولید دیرگدازهای

صنعتی

1390آذرماه ارائه دهنده : سید مهدی لقمانی-

فهرست مطالب:مواد اوليه آلوميني

مواد اوليه آلوميني طبيعي مواد اوليه آلوميني

مصنوعي عمليات پخت و تكليس مواد

اوليهكانيهاي تشكيل دهندهزمين شناسيدرجه بندي نسوزكاربردها

مواد اوCليه )شاموتي(آلومينوسيليكاتي

تعريف تركيبات اكسيدي

نامطلوب درشاموت عمليات پخت و تكليس

مواد اوليهفازهاي مينراليزمين شناسيدرجه بندي نسوزكاربردها

اولیه آلومينو موادسيليكاتی

Alumino-silicate ) شاموتي (

مواد اوليIه شIاموتي از گسIتردگي انIواع و خIواص

متنIوعي بسIته بIه سIاختار مIاده مصIرفي و مIيزان

از بيشIتر مIواد اين . برخوردارنIد ناخالصIيها

حاصIل ميشIوند لIذا SiO2 , Al2O3تركيبIات دو اكسIيد

اوليIه مIواد عنIوان سIيليكاتي بIه نIيز آلومينIو

اين مIواد معمIوًالAl2O3 PشIناخته مي شIوند كIه درصIد

ميباشد . % 45كمتر از

در مقIادير بIاًال TiO2و MgO و CaOو Fe2O3وجIود

دارد منفيدرI كيفيتI مIواد اوليIه شIاIموتي تIأثIير

كيفيت Iو ديIرگIدازي اين Al2O3وI دIرصIدهاIيI بIاًالي

را مIواد بهبIود نIوع صIورتيكه .در بخشIد مي

موجIود در مIادIه اوليIه بIه صIورت نIاخالIصIي آهن

لكIه هIاي نIقطIه اي در آجIرI تجمIع يابIد پس از پخت

I گIياه رنIوب سIه مطلIد كIنماي ايجIاد Iمي IرIآجI در

Iباشد Iنمي.

عملیات پخت و تکلیسC°1500-1200دردرجه حرارت

Fire) رسهاي نسوز مواد اوليه شاموتي در طبيعت به صورت clayائولينیتIدتا[ كIات ( )عمIه پس از عمليIد كIود مي باشIموج )

پخت وتکلیس به عنوان شاموت شناخته مي شود. ( شايد اولين مواد نسوز ي بوده Fire clay)رسهاي نسوز

كه بشر به عنوان مواد ديرگداز مورد استفاده قرار داده است .

در توليIد آجرهIاي شIاموتي عالوه خIاك از شIاموت از اسIتفاده بIر عنIوان تبIلIور IبIه آIب داراي نسIوز

استفاده مي شود . خاك چسبنده

مIوليتدر هنگIام پخت آجرهIاي شIاموتي، فIاز ميIنرالي

تشIكيل مي گIردد كIه كيفيت آجIر شIاموتي وابسIته بIه

مIيزان تشIكيل اين فIاز مي باشIد . از مشخصIات بIارز

است. ديرگدازي باًال و انبساط حرارتي كم موليت ،

بIه عنIوان مثIال در يIك آجIر شIاموتي مرغIوب حIاوي

حIدود و كم قليIايي از 42تركيبIات پس آلومينIا %

پخت :

P % موليت 55 حدودا

20 كريستوباليت 25 الي %

فاز شيشه اي 20 و درحدود %

فIاز شيشIه خواهيم داشIت. بIديهي اسIت هIر چIه مIيزان

باشIد مIاده اوليIه كمIتربوجIود آمIده در آجIر شIاموتي اي

ر است . مرغوبت

شIده كلسIينه نسIوز بنIام رسIهاي اروپIا شIاموت در

Chamotte هIب آمريكIا در حاليكIه در ميشIوند خوانIده

معIروف شIده اسIت . اين GrogكIائولن كلسIينه شIده يIا

خاصIيت از وسIيعي طيIف شIامل و مIواد پالستيسIيته

% 25 از حIداقل Al2O3 مي باشIد . و مIيزان Al2O3درصIد

حIداكثر و 45الي پالستيسIيته مIيزان و متغيراسIت %

دارد. عكس حIالت هم بIه نسIبت موجIود، آلIومين سخت خيلي سخت سخت نيمه پالستيك نيمه پالستيك

آلي مواد افزايشپالستيك خاصيت و

45%Al2O3درصد افزايش

25%

گردد : مي اشاره نسوز رسي كانيهاي مهمترين از يكي خواص به اينجا در

( Kaoliniteكائولينیت )فرمول شيميايي

Al4 (Si4O10) (OH)3

تركيب شيميايي H2O (11%) , SiO2(48%) , Al2O3(41%)

سختي 2 (Mohs)وزن حجمي 2.6 gr/cm3

توليد ميليون تن در سال ) انواع كائولين ها (45

منابع

رس نسوز(Fireclay)بسيار گسترده

رس فيلينتي(Flint clay)استراليا – چين –كره شمالي

آفريقاي جنوبي ، آمريكا بال كلي(Ball clay)

آلم<ان – مجارس<تان- فرانس<ه،جمه<وري چ<ك – اسپانيا – اكراين – آمريكا - انگلستان

كائولين كلسينه (Calcined kaolin)چ<ك – فرانس<ه – آلم<ان – اس<تراليا – جمه<وري

جن<وبي – –لهس<تان – اس<پانيا – آفريق<ايي<ران ااكراين - آمريكا

زمين شناسي :

حاصIIIل دگرسIIIاني كائولينيت آلومينIIIو از غIIIني سIIIنگهاي نظIIIير آب بIIIدون سIIIيليكات گIIرانيت در پتاسIIيك فلدسIIپار

يIIIا هIIIوازدگي، از ناشIIIي . اسIت دو هIر یIا هيIدروترمال، محIل در اسIت ممكن ذخIاير اين

تغيIير و يIا خIود بجIا مانIده طIبيعي داده هIاي مكIان ًاليIه تشIكيل و

صIIورت بIIه سIIنگهاي ضIIخيم را بدهند .رسوبي نرم

درجه بندي نسوز :

35-38داراي بيش از كائولينيت خIام و Al2O3درصIIد كلسIIينه كIIائولينیت

بIا Al2O3 درصIد 42- 47معمIوًالP داراي كم آهن و هIا . آلكIالي باشIند مي

كIائولينيت بIا درجIه خلIوص بسIيار بIاًال دمIIIاي درجIIIه 1200-1500در

سIانتیگراددر كIوره هIاي دوار يIا قIائم كلسIينه شIده و محصIول آن شامIIIوت . مقIادير ميباشIد كIائولين كلسIينه يIا

، مIوليت بIاًاليت فازهIاي و كريسIتو اي بIا شيشIه بسIيار كIاني اين در

اهميت است .

كاربردها:

با كمتر آجرهاي شاموتي كائولينيت در

آجرهاي آلومين درصد آلومين و 45از

درصد آلومين ) با 45با بيش از باًال

( و همچنين 70 و60 ،50درصد آلومين

ريختني جرمهايطيف وسيعي از

استفاده مي شود.

شاموتي آجرهاي

آلوميني آجرهاي شاموتي ويژه موادآلوميني و

Aluminateمواد اوليه آلوميني

يكي از فراوانIترين عناصIر پوسIته زمين اسIت و اكIثراP در آلوميIنيوم

نIيز هماننIد مIواد مIواد اوليIه آلوميIني بيشIتر سIنگها ديIده مي شIود .

تشIكيل شIده انIد ليكن SiO2و Al2O3اوليIه شIاموتي از دو جIزء اصIلي

بIاًالتر Al2O3درصIد مIراتب بIه از آنهIا و بIاًاليي اسIت ديرگIدازي

برخوردار ميباشند .

: طبيعيمواد اوليه ديرگداز آلوميني ميباشند . سيليمانيت و كيIانيت ، آندالوزيت ، وكسيت شامل ب

Bauxite Andalusite Kyanite Sillimanite

: مصنوعيمواد اوليه دیرگداز آلوميني نIام تحIIIت و بIوده پرخلIوص موادبسIيار آلومينIا این

شIناخته مي شIوند . كIه اين گIروه نIيز در ) كورانIدوم ( فيIوزد ، تبIوًالر آلومينIا ، كلسIايند آلومينIا انIواع مختلIف

مصIارف فیوزدآلومینIای قهIوه ای و آلومينIا ی سIفید عمIده اي در توليIد نسIوزهاي بIا كيفيت بIاًال و مصIارف

نIيز Al2O3 72% بIا حIدود مIوليت خIالصويIژه دارنIد . البتIه در همين گروه طبقه بندي ميشود .

Calcinde Alumina Tabular Alumina White Fused Alumina

Brown Fused Alumina Mullite

(Bouxite:)بوكسيت

مقIدار بوكسIيت كIه، مي شIود گفتIه بIه سIنگی Al2O3 درصIد 30 آن كمIتر از Fe2O3 درصIد و مقIدار 40بيش از

باشIد و بطIور يIكبزرگIتر از Al2O3 /SiO2باشIد و نسIبت خالصIه مي تIوان بوكسIيت را بIه صIورت زيIر تعريIف نمIود

.از مخلIوطي شIامل PوًالIاص كIه اسIت سIنگي بوكسIيت

آلومينIوم هيدروكسIيد قبيIل كانيهIاي ، بIوهميتاز و دياسIپور بIا ژيپسIیت وتIوأم متنIوع هIاي انIدازه در

هIايي نظIير ناخالصIي آهن ، تيتIانيوم، اكسIيدهاي و سIيليس رسIي تIرين كانيهIاي عمIده ذخIاير ميباشIد.

، بوكسIيت بوكسIيت دو پالن عبارتنIد از بوكسIيت ايIران ) اسIتان قشIالق و بوكسIIIIيتجIا جIرم ) آهن دار (ناحيIه

گلIIIستان(.

عملیات پخت و تکلیس C°1650دردرجه حرارت

(Bohemite)بوهميت

فرمول شيميايي AlO(OH)

تركيبشيميايي

( 85% )Al2O3،(15%) H2O

سختي 3(Mohs)

وزن حجمي

3(gr/cc)

(Diaspor)دياسپور

فرمول شيميايي AlO(OH)

تركيب شيميايي

( 85% )Al2O3،(15%) H2O

سختي 7-6/5(Mohs)

وزن حجمي

3/5-3/3(gr/cc)

(Gibsite)ژيپسيت

فرمول شيميايي Al(OH)3

تركيب شيميايي( 65% )Al2O3،(35%)

H2O

سختي 3/5-2/5(Mohs)

وزن حجمي 2/4(gr/cc)

بوکسیت تولید

توليد جهاني

بوكسيت كلسينه جهت كاربرد در صنعت نسوز :

ميليون تن در سال 1/2-1بوكسيت خام جهت كاربرد در

صنایع فلزات غیرآهنی:ميليون تن در سال 22-18

منابع

بوكسيت خام جهت كاربرد در صنایع فلزات غير آهني :

استراليا ، برزيل ، يونان ، گينه ، گويانا ، ايتاليا ، روسيه ، تركيه

بوكسيت كلسينه جهت كاربرد در صنعت نسوز :

چين ، گويانا

زمين شناسي :

جوانIتر هIاي تIوده در بوكسIيت

و مIزوزوئIيIIك يIIافت ترشIIياري

حاصIIل و هIIوازدگي ميگIIرIدد

آلوميIIنيوم سIIنگهاي IتواييIIاس

ميباشد . دارIمثل سینیت


كلسينه مي گردد . دوار يا قائم در كوره هاي C 0 1650بوكسيت در دماي

انواع بوكسي

تAl2O3 Fe2o3 SiO2 TiO2

وزن حجمي

بوكسIIIيت خام 55% > 2%< 5%< 3%< -

بوكسIIIIيت كلسينه 85% > 2/5%< 7/5%< 4%< 3/25-3

بوكسIIIIيت دوپالن 75-65 2/5-2 10-5 3/5-3

2/90-2/80

ويژه موادآلوميني

آجرهاي آلوميني

كاربردها :

(جهت Al2O3 ) درصIد آلومينIا85تIا 50ازآجرهIاي آلومیIنی و مIوادویژه در

كIورIه هIای دوار ، سIقف كIورهI IهIایI قIوسI الكIتريكIي، پاIتIيلهIااسIتفادIه در

I يمانIک ، سIآه پخIت هIاIی آلIوميIنيIوم وکIوIره ذوIب هIاي IرهIوIتفاده كIاس

. IيشوندIم

Electric Arc Furnace

Lime Shaft Kiln

Tundish

Ladle Furnace

Cement Rotary Kiln

Aluminum Furnace

(:Alumina)اكسيد هاي آلومينيوم

( آلوميناي كلسينه شدهCalcined Alumina)

( تبوًالر آلوميناTabular Alumina)

آلوميناي ذوبي قهوه اي(Brown Fused Alumina)

( آلوميناي ذوبي سفيدWhite Fused Alumina)

((:Calcined Aluminaآلوميناي كلسينه شده

به Bayer Methodاين نوع آلومينا،طي فرايند باير

صورت مراحل خردايش بوكسيت ، جدايش هيدراكسيد

آلومينيم و كلسينه كردن آن بدست مي آيد .

آلوميناي كلسينه شده (Calcined Alumina)

فرمول شيميايي Al2O3

تركيب شيميايي( 99/5% )>Al2O3،(1-0/3 % )

Na2O

توليد جهاني ميليون تن در سال 2- 2/2

منابع جهاني استراليا ، برزيل ، چين ، آلمان ، مجارستان ، هند ،

هلند ، آمريكا


آلوميناي كلسينه شده با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

نوع آلومينا Al2O3 Na2O

آلوميناي كلسينه) پرخلوص ( 99/5%> 0/01 % <

) كم آلوميناي كلسينهسودا ( 99/5%> 1 /0-3 0/0%

آلوميناي كلسينه) متوسط ( 99/5%/> 0/3-1/ 0%

آلوميناي كلسينه ) استاندارد ( 99/5%> 0/7-0/3%

(Tabular Alumina): تبوًالر آلومينا

گندله سازي آلوميناي كلسينه و آسيابتبوًالر آلومينا از طريق

درجه 1815-1925زينتر كردن آن در كوره عمودي در دماي و

سانتيگراد حاصل مي شود . اين ماده اوليه از نظر تركيب

بوده و كريستال هاي Al2O3شيميايي تقريباP داراي صد درصد

آن به شكل قرص هاي هگزاگونال بزرگ و پهIIIIن ميباشند.


تركيب شيميايي ( 99% ) >Al2O3

سختي 9(Mohs)

وزن حجمي 3/8-3/6(gr/cc)

توليد جهاني دقيقاP مشخص نيست

منابع اروپا

(:Brown Fused Alumina)آلوميناي ذوبي قهوه اي درجه سانتيگراد 1100در دماي با درصد سختي باًال كلسينه كردن بوكسيت آلوميناي ذوبي قهوه اي از طريق

درجه سانتيگراد بدست مي آيد . 2000آهن در دماي باًالي و كك، آلوميناي كلسينه آن بهمراه ذوب و سپس

( Brown Fused Alumina)آلوميناي ذوبي قهوه اي


تركيب شيميايي)96 ) > % Al2O3 ، ( 2/7-1/4%)

TiO2

سختي 9(Mohs)

وزن حجمي 3/95(gr/cc(

توليد جهاني ميليون تن در سال 1-0/9

منابع برزيل ، چين ، جمهوري چك ،

فرانسه ، آلمان ، مجارستان ، هند ، لهستان ، اسلواني ، اكراين ،

امريكا ، ونزوئال


آلوميناي ذوبي قهوه اي با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

نوع آلومينا Al2O3 TiO2

آلومينIاي ذوبي قهIوه اي

) استاندارد ( 96% > 2/7%

آلومينIاي ذوبي قهIوه اي

) نيمه شكننده ( 96% > 1/4%

سفيد ذوبي White Fused)آلوميناي Alumina:)

آلومينIاي ذوبي سIفيد نسIبت بIه آلومينIاي ذوبي قهIوه اي

بIا تIر اسIت و پIر خلIوص آلومينIاي کلسIینه بسIيار ذوب

كIوره قIوس الكIتريكي در دمIاي شIده بIIIIIIه روش بIاير در

درجه سانتيگراد بدست مي آيد. 2000باًالي

White Fused)آلوميناي ذوبي سفيد Alumina)


تركيب شيميايي( 99/9-99/5% )Al2O3 ،(0/4-0/018%)

Na2O

سختي 9(Mohs)

وزن حجمي 3/97(gr/cc)

توليد جهاني هرارتن در سال 500-400

منابع استراليا ، برزيل ، چين ، فرانسه ، مجارستان ، هند ، ژاپن ، روسيه ،

كره جنوبي ، امريكا ، ونزوئال


آلوميناي ذوبي سفيد با درصد آناليز شيميايي زير درجه بندي مي شود :

نوع آلومينا Al2O3 Na2O

آلوميناي ذوبي سفيد ) پرخلوص ( 99/9-99/5% 0/018%

آلوميناي ذوبي ) با خلوص سفيد

متوسط (99/9-99/5% 0/05%

آلوميناي ذوبي ) با خلوص سفيد

كم ( 99/5-99% 0/4%

كاربردها)انواع آلومينا(: در مقاومت باًال با درجات متنوع داراي آلومينا

بوده و مكانيكي و شيمياييمقابل خورندگي شكل دار بطور گسترده در نسوزهاي

)جرمها( بی شکل) آجرها ( و نسوز هاي استفاده ميشوند .

آجرهاي AMC

آلومينا آجرهاي كروم

با تشكر

Documents

شركت فرآورده هاي نسوز ايران