鎂砂通識

鎂砂可分為天然鎂砂和海水鎂砂或稱合成鎂砂兩大類。輕燒鎂球天然鎂砂主要 來自天然菱鎂礦，但因原礦質(zhì)量制約，難以獲得高純優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，至今海水鎂砂 已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國家所用鎂砂的主要來源。菱鎂礦中MgO的理論含量是 47.3%，其余的雜質(zhì)有CaO、SiO2、鐵分等，菱鎂礦在空氣中加熱到700℃~ 800℃分解，稱為“輕燒氧化鎂”，進(jìn)一步加熱到1530℃以上則變成非活性方鎂石成為硬燒氧化鎂，稱為“死燒鎂砂”。工業(yè)生產(chǎn)用的合成海水鎂砂是由海水和消化白云石制成的。將沉淀下來的Mg(OH)2煅燒，得到MgO，用于不燒成磚 的合成鎂砂中鈣硅比為0.3~0.5，高純海水鎂砂的鈣硅比在1.7以上，其高溫強(qiáng)度最高。 [2] 

鎂砂性質(zhì)

主要化學(xué)成分為MgO，礦物成分為方鎂石等軸晶系，密度3.56～3.65g/cm，莫氏硬度為5.5，熔點(diǎn)2800℃，在1800～2400℃顯著揮發(fā)。純方鎂石無色，隨著Fe2O3、CaO含量的增加色澤由淺變深，呈黃色、褐色、黑褐色。方鎂石晶粒尺寸隨煅燒溫度的提高和保溫時(shí)間的延長而相應(yīng)地增大，其抗水化性和抗渣侵蝕性也相應(yīng)增強(qiáng)。

鎂砂中的雜質(zhì)來源于菱鎂礦中的白云石、滑石、透閃石、石英等，使鎂砂含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等雜質(zhì)成分(海水鎂砂中還有B2O3)。這些雜質(zhì)使鎂砂的高溫強(qiáng)度降低，其影響程度若以Fe2O3為1計(jì)并與Cr2O3、Al2O3、B2O3相比，依次為1∶3∶11∶70。鎂砂中的礦物相除方鎂石之外，按CaO/SiO2比值的不同可以形成多種硅酸鹽礦物，它們對鎂砂制品的性能有不同的影響 (表1)。

按照鎂砂的化學(xué)組分可預(yù)測鎂砂制品的質(zhì)量和相組成，在計(jì)算其相組成時(shí)，只有當(dāng)鎂砂原料的均勻性和物料煅燒溫度足以使相組成達(dá)到平衡時(shí)，這時(shí)計(jì)算得到的相組成才會與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，而且物料的純度愈高則愈相符合。

菱鎂礦煅燒至700℃分解排出CO2，至1000℃左右煅燒成輕燒鎂石(苛性氧化鎂)，俗稱苦土粉，其質(zhì)地疏松、化學(xué)活性大。繼續(xù)升高溫度至1700～1800℃以上，方鎂石晶粒逐漸長大，體積收縮，密度增大，化學(xué)活性大為降低，即煅燒成為燒結(jié)鎂砂。

主要化學(xué)成分為MgO，礦物成分為方鎂石等軸晶系，密度3.56～3.65g/cm，莫氏硬度為5.5，熔點(diǎn)2800℃，在1800～2400℃顯著揮發(fā)。純方鎂石無色，隨著Fe2O3、CaO含量的增加色澤由淺變深，呈黃色、褐色、黑褐色。方鎂石晶粒尺寸隨煅燒溫度的提高和保溫時(shí)間的延長而相應(yīng)地增大，其抗水化性和抗渣侵蝕性也相應(yīng)增強(qiáng)。

鎂砂中的雜質(zhì)來源于菱鎂礦中的白云石、滑石、透閃石、石英等，使鎂砂含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等雜質(zhì)成分(海水鎂砂中還有B2O3)。這些雜質(zhì)使鎂砂的高溫強(qiáng)度降低，其影響程度若以Fe2O3為1計(jì)并與Cr2O3、Al2O3、B2O3相比，依次為1∶3∶11∶70。鎂砂中的礦物相除方鎂石之外，按CaO/SiO2比值的不同可以形成多種硅酸鹽礦物，它們對鎂砂制品的性能有不同的影響 (表1)。

按照鎂砂的化學(xué)組分可預(yù)測鎂砂制品的質(zhì)量和相組成，在計(jì)算其相組成時(shí)，只有當(dāng)鎂砂原料的均勻性和物料煅燒溫度足以使相組成達(dá)到平衡時(shí)，這時(shí)計(jì)算得到的相組成才會與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，而且物料的純度愈高則愈相符合。

菱鎂礦煅燒至700℃分解排出CO2，至1000℃左右煅燒成輕燒鎂石(苛性氧化鎂)，俗稱苦土粉，其質(zhì)地疏松、化學(xué)活性大。繼續(xù)升高溫度至1700～1800℃以上，方鎂石晶粒逐漸長大，體積收縮，密度增大，化學(xué)活性大為降低，即煅燒成為燒結(jié)鎂砂。

表1 鎂砂中基質(zhì)組成不同對制品性能的影響

礦 物熔點(diǎn)或

　　分解溫

　　度/℃莫氏硬度對鎂質(zhì)制品性能影響其他

燒結(jié)荷重軟化溫度耐壓強(qiáng)度

鎂橄欖石18906.5～7不利提高高

鈣鎂橄欖石1498分解5～5.5促進(jìn)降低

鎂硅鈣石1550差降低小

硅酸二鈣2130很差提高小， 尤其當(dāng)晶型轉(zhuǎn)變時(shí)抗渣性好

硅酸三鈣1900分解很差提高