镁砂、钙砂、白云石砂这些镁钙质耐火原材料都有哪些特点？

镁砂、钙砂与白云石砂是镁钙质耐火材料最重要的原材料。

01镁砂

镁砂主要分为轻烧氧化镁、重烧氧化镁、电熔氧化镁。

(1)轻烧氧化镁，

亦称苛性苦土，活性镁砂，是一种由天然菱镁矿石、水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁Mg(OH)2,经700〜1000℃温度下煅烧所获得的轻烧氧化镁，具有很高的比表面积，化学活性很大。其主要煅烧设备有沸腾炉、悬浮炉、隧道窑、反射窑、回转窑等。轻烧氧化镁主要作为耐火材料生产用高纯镁砂，中档镁和电熔氧化镁的原料，也可作为镁建材、镁化工用原料。

(2)重烧氧化镁，

是将天然菱镁石或轻烧氧化镁球在竖窑或回转窑中，于1500〜2300℃温度范围内煅烧，通过一系列物理化学变化，使MgO通过晶体长大和致密化，转变为几乎为惰性的烧结镁砂，亦称重烧镁砂。烧结镁砂是生产镁质耐火制品的重要原料，这种重烧镁具有很高的耐火度。

(3)电熔镁砂，

又称电熔氧化镁，是用较纯净的天然镁石和轻烧氧化镁，在高温电弧炉内加热熔融，熔体自然冷却，得到的晶粒发育良好，晶体粗大，直接结合程度高，结构致密，而少量硅酸盐和其他结合矿物相呈孤立状分布的镁砂;比烧结镁砂更耐高温，在氧化气氛中，能在300℃以下保持稳定，高温结构强度、抗渣性和常温下抗水化性均较烧结镁砂优越。电熔镁砂除作为耐火材料高技术产品的原料外，还应用于电力工业、航天工业和核工业等。

02钙砂

以石灰石为原料获取相对稳定的氧化钙砂或称钙砂，制备方法主要是高温煅烧或电熔，使CaO结晶充分长大，致密化，具有一定的耐水化性;或引入添加剂，在CaO颗粒表面形成覆盖膜，防止其水化。

我国辽南地区有用电熔方法熔制钙砂，结晶发育良好，CaO晶粒粗大。但这种砂抗水化性仍不理想，空气中存放也很快就粉化了。所以，开发具有良好抗水化性、耐侵蚀性的钙砂仍是耐火材料工作者的一个重要课题。CaO熔点2570℃,高温下极为稳定，即使有SiO2存在，也能与其反应生成高熔点的C2S和C3S,高温强度高，即使进入液相，黏度也很高，抗酸性熔渣、抗热冲击能力都强于MgO;但抵抗含铁熔渣的侵蚀能力不如MgO。CaO吸收铁氧将生成低熔点的(熔点1436℃)和C4AF(熔点1415℃)。CaO由于有吸收金属液中P、S和Al2O3、SiO2等夹杂物的作用，含游离CaO的镁钙耐火材料在冶炼洁净钢方面的应用备受重视。

03白云石砂

白云石砂由煅烧天然白云石制得，也称烧结白云石，是生产镁钙耐火制品和冶金补炉料等的重要原料。白云石在加热过程中主要发生矿物分解、新生矿物的形成、晶体长大和烧结等物理化学变化。

白云石烧结的特点主要取决于煅烧温度、时间和杂质组成及含量。白云石在1700〜1800℃温度下煅烧后，方钙石、方镁石晶粒尺寸长大，使体积稳定，密度提高，一般可达3.0~3.4g/cm3,有抗水化能力。为达到一定的体积密度，可以采取提高煅烧温度或者延长烧结时间的方法来实现。天然白云石煅烧过程中产生的杂质氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3等与CaO反应，形成一系列含钙化合物，并随温度升高伴有液相产生，最终实现天然白云石在液相参与下的烧结。白云石中的Al2O3和Fe2O3是最有害的杂质成分，它们基本都会形成低熔点的矿物相，尤其是Al2O3。当然，这些低熔点矿物质在游离CaO表面形成保护膜，可以提高烧结白云石的抗水化能力。

烧结白云石主晶相是方镁石(含量约在30%-65%)和方钙石(含量在25%~60%之间)，它们均是高熔点氧化物，两者含量在90%〜97%，其他低熔矿物如C4AF、C3A等总量在3%〜10%，优质白云石的杂质总量在5%以下。

目前对烧结白云石的水化问题尚无有效的技术措施，还难以贮存和运输，基本都是厂家就地煅烧使用。