1.4.2 Обжиг высокомагнезиальных горных пород
При обжиге высокомагнезиальных пород разложение основных минералов
происходит по следующим уравнениям:
– магнезит МgСО
3
+ 98,8 кДж/моль
⇿ МgО + СО
2
;
– брусит Mg(OH)
2
+ 77,9 кДж/моль
⇿ МgО + H
2
O;
Диссоциация указанных минералов является примером обратимых реакций,
которые могут идти в обоих направлениях. Направление протекания реакции
24
зависит от различных параметров, таких как температура и парциальное давление
углекислого газа и паров воды в окружающей среде. Протекание процесса в
нужном направлении, обеспечивают уменьшая парциальное давление газов и
паров, а также увеличивают температуру обжига по сравнению с минимальной
температурой диссоциации данных минералов [151, 152, 161, 13, 80, 102, 137].
Диссоциация магнезита MgCO
3
начинается уже при температуре 400 °С, но
основное разложение происходит при температуре свыше 600 °С. При этом
выделяется 95…96 % СО
2
, остаток СО
2
выделяется лишь при 900 – 1000 °С.
Оксид магния в зависимости от температуры обжига может формироваться в
различных состояниях. При 650 – 800 °С – это рыхлый порошок плотностью
около 2,3 г/см
3
. При повышении температуры обжига наблюдается рост
кристаллов, их рекристаллизация, сопровождающаяся повышением плотности.
Так, при 1200 °С размер кристаллов MgO составляет 50 – 80 нм. Активность MgO
и скорость гидратации с повышением температуры резко снижается. Так, если
MgO, обожженный при 800 °С, гидратирует на 75,4 %, то MgO, обожженный при
1300 °С, лишь на 14,62 %. По данным А. Я. Вайвада, высокая активность MgO,
обожженного при низких температурах, объясняется тем, что он обладает
значительным количеством атомных дефектов [14]. Для получения активного
MgO, способного быстро гидратировать, магнезит обжигают при температуре ~
700…750 °С. При повышении температуры обжига вяжущие свойства резко
ухудшаются.
При диссоциации брусита Mg(OH)
2
гидратная вода удаляется при
температуре 385 – 410 °С. На практике обжиг Mg(OH)
2
рекомендуется проводить
при температуре примерно 800 – 1100 °С для обеспечения достаточной степени
кристаллизации оксида магния [136].
Таким образом, при использовании в качестве сырья высокомагнезиальных
пород, практически полностью состоящих из указанных минералов, основным
параметром, влияющим на качество получаемого вяжущего, является температура
и продолжительность обжига. В зависимости от карбонатной или гидроксильной
25
природы соединения, назначается оптимальный режим обжига, обеспечивающий
получение кристаллитов оксида магния размером от 38 до 45 нм.
Do'stlaringiz bilan baham: |