菱鎂制品用輕燒氧化鎂活性的研究
一、序 言
我國菱鎂礦儲量極為豐富,居位。遼寧省的菱鎂資源又居之,儲量達23億噸以上。因此,在遼寧省大力開發菱鎂制品的研制與生產有著得天獨厚的條件。30多年來,菱鎂行業發展迅速,尤其是近年來,由于木材資源的短缺,以“代木”為目的的菱鎂鋸末混凝土異軍突起,作為機電產品包裝已廣泛應用于機電行業。近,菱鎂鋸末混凝土簡易房的出現,受到人們的青睞,各廠均告供不應求.此外,屋面板,地面磚,波紋瓦以及其它建筑材料方面的應用正日益受到重視.美國通用耐火材料公司歐州集團已有兩家生產建筑板的工廠,年生產能力為60萬M3(1).由此可見、綜合利用菱鎂資源生產建筑材料及“代木”產品是大有發展前途的。
生產菱鎂制品的主要原料是輕燒氧化鎂,即鍛燒菱鎂礦而得的活性氧化鎂.氧化鎂的活性是其物理吸附性及化學反應性的重要標志。因此,氧化鎂的活性對生產工藝和產品質量有著極其重要的影響。如何測定氧化鎂的活性,研究不同活性的氧化鎂對菱鎂制品性能的影響就成為當前菱鎂制品行業急待解決的課題之一。建立側試方法,提出各項性能指標,介以評價輕燒氧化鎂的質量是本文的研究目的。
二、原料
1、輕燒氧化鎂
所用原料為大石橋營口耐火材料廠(記為D石)及鐵嶺恒道何子鎂礦(記為H石 )提供的菱鎂礦石。礦石的化學分析結果示于表1。

表1 菱鎂礦的化學成分
先將礦石經領式破碎機破碎成<l 0 mm的塊狀料,置入馬弗爐中鍛燒,鍛燒溫度為600℃, 700℃, 800℃, 900℃.為了保證襲料匣缽的中心及邊緣處的溫度一致,保溫時間定為10小時。自然冷卻后,用萬能粉碎機粉碎.H石鍛燒得到的氧化鎂粉(以下記為H粉)細度為通過120目標準篩,篩余量<10%,D石鍛燒得到的氧化鎂粉(以下記為D粉)細度為全部通過80目標準篩(因粉碎機出了故障只能粉碎到此程度)。不同鍛燒溫度的氧化鎂粉的化學分析結果示于表2。

表2 氧化鎂粉的化學成分
2.氯化鎂溶液
由青海省察爾汗鹽湖提供的六水氯化鎂固體經自來水溶解,配制成濃度為24Be′(比重1.2)的溶液。六水氯化鎂固體的化學分析結果示于表3。
表3
六水氯化鎂的化學成分
三、試驗方法及結果
為了評價輕燒氧化鎂的活性,有人采用X射線衍射法,電子顯微鏡法測定氧化鎂的品粒尺寸;或者采用BET法,透氣法測定氧化鎂粉的比表面積;也有人利用水合速度測定水合常數以及動力學方法測定反應速度。由于影響輕燒氧化鎂活性的因素甚多,各種測定方法都有其局限性,而且多數方法的設備費用昂貴,操作復雜,對于一般小型企業限于條件以進行。因此,尋求一種新的評價氧化鎂活性的方法,既簡單可靠,又比較經濟,使之能廣泛適用于小型企業,對于菱鎂制品生產工藝的控制和質量的提高顯然具有重要的實用價值。
眾所周知,吸附碘值是表征活性的重要依據之一,因此,藉助碘值評價氧化鎂的活性是有可能的。根據國外文獻報道,橋本,WL普瑞爾山元公圣等都用碘值表征輕燒氧化鎂的活性?;谏鲜隹紤],我們認為這種方法是可行的。故本文重點研究吸附碘值法測定輕燒氧化鎂的活性,同時也輔以X一射線法測定晶粒尺寸,BET法測定比表面積以便比較,從而得出可靠的判斷。
此外,為了研究不同活性的氧化鎂對菱鎂制品性能的影響,我們按照WB3一82部頒標準的規定進行了氧化鎂粉各項物理性能的檢測,后制成凈漿試塊,測定其機械強度從而為生產實踐中對原料的選擇提供可靠的數據。
吸附碘值的測定
吸附碘值的測定方法很多,橋本 (2) 采用的是在真空狀態下,在正已烷中溶解碘制成吸附液,黃雪梅 〔 剎采用的是碘一四氯化碳吸附液,我們采用的是碘一碘化鉀吸附液。具體操作是將欲測的粉末狀氧化鎂試料放入燒瓶中,加入0.1N的標準碘溶液,充分潤濕,吸附后過濾,再用標準的 0 .1N 的硫代硫酸鈉溶液對濾濃進行滴定,根據下列反應:
2I一2e=I2 ?。╨)
I2+2S2032-=S4O62-+2I一 (2)
碘與硫代硫酸鈉定量反應生成連四硫酸鈉。碘值的計算按下列公式:
碘值=[A一(2 .2B×所用硫代硫酸鈉溶液毫升數)]/[試料重(g)]×(mg/g)
(式中:A=碘溶液的當量濃度×12693.0
B=硫代硫酸鈉的當量濃度×126.93
測定結果示于圖1,同時給出橋本的測定結果以供參考。
由圖可見,輕燒氧化鎂粉的碘值隨鍛燒溫度的升高而降低,說明氧化鎂粉的活性隨鍛燒溫度的升高而降低。 由于氧化鎂的活性不僅與緞燒溫度有關,而且與保溫時間, 鍛燒爐氣氛,原料礦石的尺寸, 原料種類及雜質含量有關,尤其是與氧化鎂粉的粒度有關,因此,圖中所列數據均不相同,但其總的趨勢是一致的。
除600℃以外,H粉的碘值均大于D粉,可以認為這主要是由于D粉的粒度大于H粉的原故。H粉、D粉與橋本曲趨勢一致,唯H粉在800℃的碘值偏高,顯然這是由于H粉中的活性氧化鈣偏高的原故(參見表2)。
三、試驗方法及結果
為了評價輕燒氧化鎂的活性,有人采用X射線衍射法,電子顯微鏡法測定氧化鎂的品粒尺寸;或者采用BET法,透氣法測定氧化鎂粉的比表面積;也有人利用水合速度測定水合常數以及動力學方法測定反應速度。由于影響輕燒氧化鎂活性的因素甚多,各種測定方法都有其局限性,而且多數方法的設備費用昂貴,操作復雜,對于一般小型企業限于條件以進行。因此,尋求一種新的評價氧化鎂活性的方法,既簡單可靠,又比較經濟,使之能廣泛適用于小型企業,對于菱鎂制品生產工藝的控制和質量的提高顯然具有重要的實用價值。
眾所周知,吸附碘值是表征活性的重要依據之一,因此,藉助碘值評價氧化鎂的活性是有可能的。根據國外文獻報道,橋本,WL普瑞爾山元公圣等都用碘值表征輕燒氧化鎂的活性。基于上述考慮,我們認為這種方法是可行的。故本文重點研究吸附碘值法測定輕燒氧化鎂的活性,同時也輔以X一射線法測定晶粒尺寸,BET法測定比表面積以便比較,從而得出可靠的判斷。
此外,為了研究不同活性的氧化鎂對菱鎂制品性能的影響,我們按照WB3一82部頒標準的規定進行了氧化鎂粉各項物理性能的檢測,后制成凈漿試塊,測定其機械強度從而為生產實踐中對原料的選擇提供可靠的數據。
吸附碘值的測定
吸附碘值的測定方法很多,橋本 (2) 采用的是在真空狀態下,在正已烷中溶解碘制成吸附液,黃雪梅 〔 剎采用的是碘一四氯化碳吸附液,我們采用的是碘一碘化鉀吸附液。具體操作是將欲測的粉末狀氧化鎂試料放入燒瓶中,加入0.1N的標準碘溶液,充分潤濕,吸附后過濾,再用標準的 0 .1N 的硫代硫酸鈉溶液對濾濃進行滴定,根據下列反應:
2I一2e=I2 ?。╨)
I2+2S2032-=S4O62-+2I一 (2)
碘與硫代硫酸鈉定量反應生成連四硫酸鈉。碘值的計算按下列公式:
碘值=[A一(2 .2B×所用硫代硫酸鈉溶液毫升數)]/[試料重(g)]×(mg/g)
(式中:A=碘溶液的當量濃度×12693.0
B=硫代硫酸鈉的當量濃度×126.93
測定結果示于圖1,同時給出橋本的測定結果以供參考。
由圖可見,輕燒氧化鎂粉的碘值隨鍛燒溫度的升高而降低,說明氧化鎂粉的活性隨鍛燒溫度的升高而降低。 由于氧化鎂的活性不僅與緞燒溫度有關,而且與保溫時間, 鍛燒爐氣氛,原料礦石的尺寸, 原料種類及雜質含量有關,尤其是與氧化鎂粉的粒度有關,因此,圖中所列數據均不相同,但其總的趨勢是一致的。
除600℃以外,H粉的碘值均大于D粉,可以認為這主要是由于D粉的粒度大于H粉的原故。H粉、D粉與橋本曲趨勢一致,唯H粉在800℃的碘值偏高,顯然這是由于H粉中的活性氧化鈣偏高的原故(參見表2)。

三、試驗方法及結果
為了評價輕燒氧化鎂的活性,有人采用X射線衍射法,電子顯微鏡法測定氧化鎂的品粒尺寸;或者采用BET法,透氣法測定氧化鎂粉的比表面積;也有人利用水合速度測定水合常數以及動力學方法測定反應速度。由于影響輕燒氧化鎂活性的因素甚多,各種測定方法都有其局限性,而且多數方法的設備費用昂貴,操作復雜,對于一般小型企業限于條件以進行。因此,尋求一種新的評價氧化鎂活性的方法,既簡單可靠,又比較經濟,使之能廣泛適用于小型企業,對于菱鎂制品生產工藝的控制和質量的提高顯然具有重要的實用價值。
眾所周知,吸附碘值是表征活性的重要依據之一,因此,藉助碘值評價氧化鎂的活性是有可能的。根據國外文獻報道,橋本,WL普瑞爾山元公圣等都用碘值表征輕燒氧化鎂的活性?;谏鲜隹紤],我們認為這種方法是可行的。故本文重點研究吸附碘值法測定輕燒氧化鎂的活性,同時也輔以X一射線法測定晶粒尺寸,BET法測定比表面積以便比較,從而得出可靠的判斷。
此外,為了研究不同活性的氧化鎂對菱鎂制品性能的影響,我們按照WB3一82部頒標準的規定進行了氧化鎂粉各項物理性能的檢測,后制成凈漿試塊,測定其機械強度從而為生產實踐中對原料的選擇提供可靠的數據。
吸附碘值的測定
吸附碘值的測定方法很多,橋本 (2) 采用的是在真空狀態下,在正已烷中溶解碘制成吸附液,黃雪梅 〔 剎采用的是碘一四氯化碳吸附液,我們采用的是碘一碘化鉀吸附液。具體操作是將欲測的粉末狀氧化鎂試料放入燒瓶中,加入0.1N的標準碘溶液,充分潤濕,吸附后過濾,再用標準的 0 .1N 的硫代硫酸鈉溶液對濾濃進行滴定,根據下列反應:
2I一2e=I2 ?。╨)
I2+2S2032-=S4O62-+2I一 (2)
碘與硫代硫酸鈉定量反應生成連四硫酸鈉。碘值的計算按下列公式:
碘值=[A一(2 .2B×所用硫代硫酸鈉溶液毫升數)]/[試料重(g)]×(mg/g)
(式中:A=碘溶液的當量濃度×12693.0
B=硫代硫酸鈉的當量濃度×126.93
測定結果示于圖1,同時給出橋本的測定結果以供參考。
由圖可見,輕燒氧化鎂粉的碘值隨鍛燒溫度的升高而降低,說明氧化鎂粉的活性隨鍛燒溫度的升高而降低。 由于氧化鎂的活性不僅與緞燒溫度有關,而且與保溫時間, 鍛燒爐氣氛,原料礦石的尺寸, 原料種類及雜質含量有關,尤其是與氧化鎂粉的粒度有關,因此,圖中所列數據均不相同,但其總的趨勢是一致的。
除600℃以外,H粉的碘值均大于D粉,可以認為這主要是由于D粉的粒度大于H粉的原故。H粉、D粉與橋本曲趨勢一致,唯H粉在800℃的碘值偏高,顯然這是由于H粉中的活性氧化鈣偏高的原故(參見表2)。
圖1
輕燒氧化鎂粉的碘值與煅燒溫度的關系
原料的質量及鍛燒的條件以及煅燒后粉末的粒度對吸附碘值都有顯著的影響. 因此,利用碘值評價氧化鎂的活性從而達到判斷質量的好壞是可行的。例如,遼寧省大石橋,海城、恒道何子,撫順等四家廠礦出售的輕燒氧化鎂粉,其碘值分別為60, 102.2, 94.2, 113.55mg/g。由此可以判定大石橋的氧化鎂粉活性較低,這與使用廠家得出的結論是一致的。
為了排除上述對碘值的影響因素,好是對不同產地的礦石進行一次系統的股燒試驗,測定不同緞燒條件下的碘值,選出佳范圍,在以后的生產實際使用時,按照佳范圍進行檢測即可達到控制輕燒氧化鎂粉質量的目的。
晶粒尺寸的測定
在不同溫度下緞燒菱鎂礦得到的輕燒氧化鎂的晶粒尺寸用X一射線衍射法測定,并根據測定的晶粒尺寸計算出比表面積,這也是研究氧化鎂活性的方法之一。
H粉和D粉中氧化鎂晶粒尺寸的測定結果示于圖2,同時繪出Cimino ,吳基東,橋本報道的數據以供參考。

圖2 輕燒氧化鎂粉的晶粒尺寸與煅燒溫度的關系
根據晶粒尺寸計算比表面的方法如下:
設輕燒氧化鎂的晶粒為球形, 則晶粒體積V=(1/6)πD3 ?。?)
輕燒氧化鎂的比重均按3.30g/cm3計算,則晶粒重量 W=3.3V










































