Основная цель спекания бокситовой, нефелиновой, шламовой, каолиновой и других шихт состоит в возможно более полном превращении окиси алюминия шихты в алюминат натрия (или алюминат кальция — при бесщелочной шихте), а кремнезема — в малорастворимый двухкальциевый силикат. Для этого нужно знать, как влияют условия спекания на образование возможных химических соединений между составными частями шихты. Исследованиями установлено, что состав конечных продуктов превращений определяется главным образом составом шихты и температурным режимом процесса спекания. Если эти условия оптимальны, можно практически полностью превратить всю А1203 в алюминат натрия, а 8Ю2 в ортосиликат кальция.[ ...]
При обжиге различных глиноземсодержащих шихт происходят сложные физико-химические превращения. Вначале происходит обезвоживание и сушка материала (100—200° С), далее при 400—600° С идет дегидратация гидроокиси алюминия и каолинита, разложение сидерита. При 920—1000° С разлагается известняк, распадается метакаолинит на муллит ЗА1203-25Ю2 и свободные окислы А1203 и ЗЮ2 и начинаются взаимодействия между содой и окисью алюминия, окисью кремния, окисью железа и др. Исследование продуктов реакции при спекании шихт показывает, что взаимодействие между отдельными составляющими наблюдается задолго до расплавления шихты, т. е. между твердыми ее частицами.[ ...]
Разница между температурами начала спекания и начала заметного плавления смеси называется температурной площадкой спекообразования. Температура начала- спекания зависит от природы спекаемых веществ и соответствует тому состоянию, при котором энергия активации сообщена количеству частиц, достаточному для того, чтобы их взаимный обмен распространился по поверхности соприкосновения зерен.[ ...]
Так как температура плавления вещества определяется степенью прочности связи элементарных частиц в кристалле (энергией кристаллической решетки), существует зависимость между температурами спекания и плавления любого вещества: чем выше температура плавления вещества, тем больший нагрев нужен для спекания его порошка. Температура спекания повышается также с усложнением кристаллической решетки вещества.[ ...]
Сначала в твердофазной реакции могут принимать участие только атомы, расположенные на поверхности соприкасающихся веществ; для продолжения реакции нужна взаимная диффузия атомов (ионов) через образовавшийся слой продукта реакции. Полиморфные превращения сопровождаются более или менее существенным перемещением частиц в кристалле, поэтому твердые вещества при температурах полиморфных превращений лучше спекаются и скорее взаимодействуют с кристаллами других веществ. - Если же точки полиморфного превращения веществ лежат выше температуры начала спекания, то такие вещества не влияют на спекание и на взаимодействие их с другими веществами.[ ...]
Изложенное об условиях реакций в твердом состоянии и о зависимости между абсолютными температурами начала спекания и плавления относится к кристаллическим, а не к аморфным веществам, которые обладают повышенной реакционной способностью по сравнению с кристаллическими того же состава. Поэтому температура начала спекания аморфных веществ, например стекол, заметно ниже, чем кристаллических.[ ...]
С0 — концентрация диффундирующего вещества на границе с промежуточным слоем.[ ...]
Б — коэффициент диффузии; х — процент превращения; к — константа скорости реакции.[ ...]
Изучение физико-химических превращений при спекании различных шихт затруднено наличием большого числа реагирующих окислов, свободных или связанных. Их бывает не менее пяти, а обычно больше.[ ...]
Вернуться к оглавлению