耐火材料原材料之蓝晶石

蓝晶石(kyanite)，是一种岛状的硅酸盐矿物，它与矽线石和红柱石属于同质多象的矿物。蓝晶石的化学组成为Al2O3SiO2，理论构成(wt%)Al2O3为62.93%，SiO2为37.07%。属于三斜晶系，在显微镜下颜色为蓝色、蓝白色或青色，因为其具有两组解理，硬度呈现明显的各向异性，所以又称为二硬石。

由于其较高的铝含量、很高的耐火性、体积稳定性、对酸碱，甚*氢氟酸具有很强的抗侵蚀能力，抗磨，耐化学腐蚀，荷重软化温度高，抗渣、抗热震性能优良，在上世纪20年代k始便作为一种重要的耐火材料原料而为人关注，目前其在耐火材料的生产中被广泛用于散状料的膨胀剂。

蓝晶石在被加热到一定温度后，会转变为莫来石相，其反应的方程式如下：

蓝晶石在高温煅烧的条件下，在1200℃开始分解，由原来的晶相转变为莫来石相，并析出游离的SiO2，在1360~1400℃发生快速反应，温度达到1500℃以后则出现石英玻璃和纤维状的莫来石，在这个过程中，材料会发生16%~18%的体积膨胀，蓝晶石作为膨胀剂使用正是基于这种特性。

蓝晶石资源在世界各地的分布较广，但是总体而言贫矿多，富矿较少。目前工业开采中的矿床主要分布在美国、加拿大、澳大利亚、印度等国，其中储量较大的国家有美国、加拿大、南非等国家。我国的蓝晶石矿物资源比较丰富，根据目前的统计结果，蓝晶石的保守储量为0.37亿吨，主要分布与河南、河北、内蒙古、江苏等地，具有储量大、品位高、埋藏浅的特点。

在工业生产中，蓝晶石矿物主要作为生产耐火材料、氧化铝、硅铝合金和金属纤维等的原料。其主要用途及优点如表所示：

蓝晶石作为耐火材料使用主要依赖于以下的工艺特性：

(1)受热膨胀性能：蓝晶石矿物在高温煅烧的过程中会转化为莫来石和游离的SiO2的混合物，在这个过程中，材料的体积会发生显著的体积膨胀(16%~18%)，并且会形成针状的莫来石网络。

(2)稳定性：与黏土质的耐火材料相比，蓝晶石矿物为原料生产的耐火材料稳定要高出1.5倍，寿命长150~200炉，损耗低43%。

(3)耐火度高：以蓝晶石矿物为原料的耐火材料的耐火度通常大于1790℃，*高大于1850℃，与黏土质耐火材料1670~1770℃的耐火度相比有着较明显的优势。

(4)体积变化不可逆性：蓝晶石矿物经高温煅烧形成莫来石材料的过程是一个不可逆的转变，在温度低于1810℃的时候它的物相是很稳定的。莫来石耐火材料具有高温下膨胀率低、抗热震性能优良、体积稳定等优点。