Sifat dan aplikasi magnesium oksida yang dibakar tinggi

2025-10-09 19:03:50

Magnesium oksida yang dibakar tinggi: sifat dan aplikasi

Pengenalan

Magnesium oksida (MGO), yang biasanya dikenali sebagai magnesia, adalah mineral pepejal hygroscopic putih yang berlaku secara semulajadi sebagai periiclase dan merupakan sumber magnesium. Di antara pelbagai bentuknya, magnesium oksida yang dibakar tinggi (DBM) memegang kepentingan industri tertentu kerana sifat uniknya dan pelbagai aplikasi. Magnesium oksida terbakar yang dibakar dihasilkan dengan mengosongkan magnesium karbonat atau magnesium hidroksida pada suhu tinggi (biasanya 1500-2000 ° C), mengakibatkan bahan yang padat, tidak aktif dengan refractoriness yang tinggi.

Peperiksaan yang komprehensif ini meneroka sifat -sifat, proses pembuatan, dan pelbagai aplikasi magnesium oksida yang dibakar tinggi di pelbagai industri. Perbincangan ini akan meliputi ciri -ciri kimia dan fizikalnya, kaedah pengeluaran, dan peranan kritikalnya dalam bahan refraktori, aplikasi alam sekitar, pembinaan, pertanian, dan kegunaan khusus lain.

Sifat -sifat magnesium oksida yang dibakar tinggi mati

Sifat kimia

Magnesium oksida yang dibakar tinggi mati secara kimia stabil dengan formula molekul MGO dan berat molekul 40.304 g/mol. Ciri -ciri kimia utama termasuk:

1. Kesucian kimia yang tinggi: biasanya mengandungi 90-98% MGO, dengan kekotoran termasuk kalsium oksida, silika, oksida besi, dan alumina.

2. Kealkalian: mempamerkan sifat asas dengan pH kira -kira 10.3 dalam larutan akueus.

3. Reaktiviti: Walaupun secara amnya lengai pada suhu bilik, ia bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam magnesium dan air.

4. Hygroscopicity: Menunjukkan penyerapan air terhad berbanding dengan magnesia cahaya atau kaustik yang dikira akibat struktur kristal padatnya.

5. Kestabilan Thermal: Mengurangkan hanya pada suhu yang sangat tinggi (melebihi 2800 ° C).

Sifat fizikal

Ciri -ciri fizikal MGO terbakar yang tinggi telah menyumbang dengan ketara kepada utiliti perindustriannya:

1. Penampilan: Biasanya muncul sebagai putih hingga serbuk putih kelabu atau granul.

2. Ketumpatan: Ketumpatan pukal berkisar dari 2.9-3.4 g/cm³, dengan ketumpatan sebenar kira-kira 3.58 g/cm³.

3. Titik lebur: sangat tinggi pada kira -kira 2852 ° C (5166 ° F).

4 Kekerasan: Kekerasan 5.5-6.

5. Struktur Kristal: Mengadopsi struktur kristal halit (garam batu) dengan parameter kekisi 4.212 Å.

6. Kekonduksian terma: Kekonduksian terma yang agak rendah (kira-kira 30-60 W/m · K pada suhu bilik).

7. Ciri -ciri Elektrik: Penebat elektrik yang sangat baik dengan resistiviti yang tinggi (> 10¹⁴ Ω · cm).

Sifat terma

Tingkah laku terma mgo yang dibakar tinggi sangat penting:

1. Refractoriness: Salah satu yang tertinggi di kalangan oksida biasa, dengan titik lebur melampaui hanya oleh beberapa bahan.

2. Pengembangan Thermal: Koefisien pengembangan haba adalah kira-kira 13.5 × 10 °/° C (0-1000 ° C).

3. Kapasiti haba: Kapasiti haba spesifik kira -kira 0.87 j/g · k pada 25 ° C.

4. Rintangan Kejutan Thermal: Rintangan Sederhana disebabkan oleh ciri -ciri pengembangan terma.

Proses pembuatan

Pengeluaran magnesium oksida yang dibakar tinggi melibatkan beberapa langkah kritikal:

Penyediaan bahan mentah

1. Pemprosesan Magnesit: Magnesit semulajadi (Mgco₃) dilombong, dihancurkan, dan diberi manfaat untuk menghilangkan kekotoran.

2. Air laut atau pemprosesan air garam: Sebagai alternatif, magnesium hidroksida dicetuskan dari air laut atau air garam menggunakan kapur atau dolime.

Proses Kalkinasi

1. Kalkinasi utama: Pemanasan awal pada 700-1000 ° C untuk menghasilkan magnesia kalkulasi kaustik (CCM).

2. Pembakaran mati: rawatan suhu tinggi berikutnya (1500-2000 ° C) dalam kiln putar atau aci untuk mencapai sintering lengkap.

3. Penyejukan: Penyejukan terkawal untuk mencegah tekanan haba dan mengekalkan struktur kristal.

Selepas rawatan

1. Crushing and Sizing: Bahan sintered dihancurkan dan diklasifikasikan ke dalam pelbagai pengagihan saiz zarah.

2. Kawalan Kualiti: Ujian ketat untuk komposisi kimia, ketumpatan, dan kereaktifan.

Proses pembakaran yang mati menghasilkan pertumbuhan kristal yang signifikan dan ketekunan, menghasilkan produk dengan keliangan yang rendah, ketumpatan tinggi, dan kereaktifan kimia minimum berbanding dengan bentuk magnesia yang lebih ringan.

Aplikasi Magnesium oksida terbakar tinggi mati

Industri refraktori

Permohonan utama MGO terbakar yang tinggi adalah dalam bahan refraktori, di mana sifat terma yang luar biasa tidak ternilai:

1. Refraktori Asas:

- Digunakan dalam relau pembuatan keluli (terutamanya dalam oksigen asas dan relau arka elektrik)

- Lapisan ladle dan garis sanga

- lapisan kiln simen

- Relau pemprosesan logam yang tidak ferus

2. Magnesia-Carbon Bricks:

- Campurkan MGO yang dibakar mati dengan grafit untuk rintangan kejutan terma unggul

- Kritikal untuk aplikasi pembuatan keluli di mana rintangan kakisan sanga diperlukan

3. Magnesia-Spinel Bricks:

- Digunakan dalam kiln putar simen untuk rintangan kejutan terma yang lebih baik

- Menggabungkan MGO dengan spinel aluminat magnesium

4. Magnesia-Chrome refraktori:

- refraktori tradisional untuk aplikasi suhu tinggi

- Menjadi dihentikan di banyak wilayah kerana kebimbangan alam sekitar kromium

Aplikasi alam sekitar

MGO terbakar mati tinggi mendapati penggunaan yang semakin meningkat dalam perlindungan alam sekitar:

1. Desulfurisasi gas serombong (FGD):

- Digunakan dalam sistem penggosok kering untuk penyingkiran dari pelepasan loji kuasa

- bertindak balas dengan so₂ untuk membentuk magnesium sulfit/sulfat

2. Penstabilan logam berat:

- Berkesan dalam melancarkan logam berat di tanah yang tercemar

- Bentuk kompleks hidroksil-karbonat yang stabil dengan logam seperti plumbum dan kadmium

3. Rawatan Air Sisa:

- Pelarasan pH dan pemendakan logam berat

- Penyingkiran fosfat di air kumbahan perbandaran dan perindustrian

4. Pemulihan saliran asid:

- Meneutralkan perairan lombong berasid

- Mempercepatkan logam terlarut sebagai hidroksida

Industri pembinaan

Sektor pembinaan menggunakan MGO terbakar yang tinggi dalam beberapa cara:

1. Simen magnesium oxychloride:

- Menggabungkan MGO dengan penyelesaian magnesium klorida

- Menghasilkan panel dan lantai tahan api

- Digunakan untuk lantai perindustrian yang memerlukan rintangan kimia

2. Simen magnesium fosfat:

- simen penetapan cepat untuk aplikasi pembaikan

- Digunakan dalam pembaikan jalan dan jambatan

3. Perlindungan Kebakaran:

- Komponen di papan dan panel api

- Digunakan dalam salutan dan penyekat yang tahan api

4. Konkrit khusus:

- Aditif untuk konkrit tahan suhu tinggi

- Digunakan dalam lapisan cerobong dan asas relau

Permohonan pertanian

Dalam bidang pertanian, MGO yang dibakar tinggi tinggi menyajikan pelbagai tujuan:

1. Pindaan Tanah:

- Membetulkan kekurangan magnesium di tanah

- Terutama bermanfaat untuk tanah berasid

- Pelepasan yang lebih perlahan berbanding dengan baja magnesium lain

2. Pemakanan Haiwan:

- Tambahan magnesium dalam makanan haiwan

- Membantu mencegah rumput di ruminan

3. Pelarasan pH:

- Digunakan dalam sistem pelarasan pH pelepasan terkawal

- terutamanya dalam sistem hidroponik

Aplikasi perindustrian lain

1. Penebat elektrik:

- Digunakan dalam penebat elemen pemanasan

- Komponen dalam beberapa seramik elektrik

2. Industri seramik:

- Aditif dalam beberapa formulasi seramik

- Digunakan dalam seramik elektronik untuk sifat dielektriknya

3. Pembuatan Kimia:

- Prekursor untuk sebatian magnesium lain

- Digunakan dalam sokongan pemangkin

4. Penyimpanan Tenaga Thermal:

- disiasat untuk sistem penyimpanan tenaga haba suhu tinggi

- Penggunaan berpotensi dalam loji kuasa solar pekat

Kelebihan berbanding bentuk lain magnesium oksida

MGO terbakar yang tinggi mati menawarkan kelebihan yang berbeza berbanding dengan cahaya atau magnesia berkaliber cahaya:

1. Ketumpatan yang lebih tinggi dan keliangan yang lebih rendah: menghasilkan prestasi yang lebih baik dalam aplikasi refraktori.

2. Mengurangkan kereaktifan: Lebih stabil dalam persekitaran suhu tinggi dan menghakis.

3. Kawasan Permukaan Rendah: Meminimumkan tindak balas yang tidak diingini dalam banyak aplikasi.

4. Kestabilan terma yang lebih baik: mengekalkan integriti struktur pada suhu yang melampau.

5. Hayat perkhidmatan yang lebih lama: dalam aplikasi refraktori disebabkan oleh kemerosotan yang lebih perlahan.

Pertimbangan dan Spesifikasi Kualiti

Prestasi MGO yang dibakar tinggi High bergantung kepada beberapa parameter kualiti:

1. Komposisi Kimia:

- Kandungan MGO (biasanya 90-98%)

- Tahap Pencemaran (Cao, Sio₂, Fe₂o₃, Al₂o₃)

- Kerugian pada Pencucuhan (LOI)

2. Ciri -ciri fizikal:

- Ketumpatan pukal

- Pengagihan saiz zarah

- Kawasan permukaan tertentu

- Saiz kristal

3. Ciri -ciri prestasi:

- refractoriness di bawah beban (RUL)

- Rintangan kejutan terma

- Rintangan kakisan sanga

Spesifikasi industri sering mengikuti piawaian seperti ASTM atau ISO, dengan gred yang berbeza untuk aplikasi tertentu.

Perkembangan terkini dan trend masa depan

Industri magnesium oksida yang dibakar tinggi terus berkembang dengan beberapa trend yang ketara:

1. Peraturan Alam Sekitar:

- Meningkatkan permintaan untuk refraktori bebas kromium

- Pertumbuhan aplikasi rawatan gas serombong

2. Penambahbaikan proses:

- Reka bentuk tanur yang cekap tenaga

- Sumber bahan mentah alternatif

3. Aplikasi Baru:

- Seramik Lanjutan

- Sistem Penyimpanan Tenaga

- Bahan Magnesia Nanostructured

4. Inisiatif Kemampanan:

- Kitar semula bahan refraktik yang dibelanjakan

- Kaedah pengeluaran karbon rendah

Kesimpulan

Magnesium oksida yang dibakar tinggi mewakili bahan perindustrian kritikal dengan sifat unik yang menjadikannya sangat diperlukan di pelbagai sektor. Refractoriness yang luar biasa, kestabilan kimia, dan sifat terma telah membentuknya sebagai komponen asas dalam aplikasi suhu tinggi, terutamanya dalam industri keluli dan simen. Di luar kegunaan refraktori tradisional, aplikasi alam sekitar dalam kawalan pencemaran dan pemulihan semakin penting kerana peraturan alam sekitar menjadi lebih ketat.

Industri pembinaan mendapat manfaat daripada sifat tahan api, sementara pertanian menggunakan keupayaan pindaan tanahnya. Penyelidikan yang berterusan terus mendedahkan aplikasi berpotensi baru, terutamanya dalam bahan -bahan canggih dan teknologi tenaga. Apabila industri berkembang ke arah amalan yang lebih mampan, magnesium oksida yang dibakar tinggi mungkin akan mengekalkan kepentingannya sambil menyesuaikan diri untuk memenuhi keperluan teknologi dan alam sekitar yang berubah -ubah.

Memahami sifat dan aplikasi bahan serba boleh ini membolehkan industri mengoptimumkan penggunaannya dan membangunkan penyelesaian inovatif kepada cabaran teknikal di pelbagai sektor. Masa depan magnesium oksida yang dibakar tinggi mati kelihatan menjanjikan, dengan pertumbuhan berterusan yang dijangka dalam aplikasi tradisional dan baru muncul.