El estado de las materias primas minerales refractarias naturales en China
Según datos relevantes: las reservas de recursos de alto contenido de bauxita de mi país son 2.55.8 mil millones de toneladas, las reservas de magnesita son de 3.5-6 mil millones de toneladas y las reservas de grafito son de 1.2 mil millones de toneladas (unas 2.2 mil millones de toneladas). La cantidad total de recursos de materias primas refractarias en mi país parece ser rica, pero es un país pobre en recursos basado en un promedio de 1.400 millones de personas. Después de más de 70 años de minería, especialmente los 40 años de reforma y apertura, para hacer frente al rápido desarrollo de la industria de materiales refractarios de mi país GG, todavía hay un gran número de exportaciones. Las minas de materia prima refractaria utilizan la minería depredadora y desordenada. El profesor Li Zhijian de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Liaoning predijo hace 10 años: En otros 20 años, la mayoría de los recursos minerales de alta calidad de Liaoning&se agotarán.
Los recursos de materia prima refractaria también son recursos de materia prima para otras industrias. mi país consume alrededor de 100 millones de toneladas de bauxita de alta alúmina de alta calidad cada año, de las cuales 80 millones de toneladas se utilizan en la industria del aluminio metálico, 15 millones de toneladas en materiales refractarios y alrededor de 5 millones de toneladas en la cerámica y otras industrias. Debido al rápido desarrollo de la industria del metal de aluminio, los recursos de alta bauxita de mi país son cada vez más escasos, especialmente la contradicción entre la oferta y la demanda de mineral de alta ley es prominente. En la actualidad, aproximadamente la mitad de las materias primas utilizadas en la industria del metal de aluminio son importadas. Tomar el camino del beneficio, la síntesis y la homogeneización es una forma de desarrollar racionalmente los recursos con alto contenido de bauxita. Aunque el 80% de la magnesita se utiliza como materia prima refractaria, debido a la seria minería no autorizada y la feroz competencia, se ha dejado una gran cantidad de minerales de alta ley con reservas limitadas. Además, también es la materia prima de magnesio metálico, aleación de magnesio, materia prima química, material de cementación de materiales de construcción, etc. Aproximadamente el 10% del grafito se utiliza como materiales refractarios, y el resto se utiliza principalmente en las industrias del acero y la fundición. así como lápices, selladores, lubricantes y materiales conductores. Además de utilizarse como materia prima refractaria, la sílice también se utiliza en vidrio y cerámica. El caolín y la arcilla refractaria se utilizan en materiales refractarios, cerámica, fabricación de papel, esmalte, etc.
En resumen, además de la magnesita, en la industria refractaria no se utilizan en gran proporción otras materias primas minerales refractarias, por lo que no puede utilizarse como consumo de materia prima refractaria para evaluar sus perspectivas. Además, los recursos como el circón, la cromita y los minerales del grupo de la silimanita son insuficientes y deben importarse.
Beneficio y homogeneización de materias primas minerales refractarias naturales
Las minas de materias primas refractarias de China&han estado en una explotación desordenada y extensa durante mucho tiempo, y quedan pocos minerales de alta ley. Debe encontrarse disponible una gran cantidad de mineral fino y mineral de baja ley. El desarrollo de la tecnología industrial de alta temperatura requiere materiales refractarios de alto rendimiento. Solo las materias primas de alta calidad pueden producir materiales refractarios de alto rendimiento. Por lo tanto, para hacer un uso completo de los recursos de materias primas refractarias existentes, mantener el desarrollo sostenible, beneficiar a las generaciones futuras y tratar las materias primas minerales refractarias naturales, deben seguir el camino del procesamiento y purificación de minerales. De hecho, las materias primas minerales naturales contienen varios ingredientes nocivos. Generalmente, la proporción de mineral de alta calidad es relativamente pequeña. Por ejemplo, el mineral de alta calidad de bauxita de Yangquan solo representa el 8-12% de las reservas totales. Los grados de magnesita LMT-47 y LMT-48 no solo son raros, sino que también son fáciles de mezclar con minerales de ganga. Solo una pequeña parte de ellos se puede seleccionar a mano, y la mayoría de ellos se extraen por separación térmica y flotación. Para el grafito y otras materias primas minerales refractarias naturales, con la excepción de unos pocos minerales ricos, casi se requiere el beneficio.
Utilizar residuos de la producción industrial y agrícola.
Con la reducción de los recursos humanos y la mejora de la conciencia de protección del medio ambiente, el reciclaje de materiales de desecho ha atraído cada vez más atención, y la gente se ha dado cuenta de que" basura es un recurso fuera de lugar" ;. El uso de recursos renovables en China se acepta gradualmente. En cuanto a refractarios, descartamos todos los residuos producidos y los materiales refractarios restantes después de su uso. Ahora, algunas empresas siderúrgicas tienen empresas de reciclaje especializadas para reprocesar y reutilizar los refractarios de residuos reciclados. , Producir el mismo tipo de materiales refractarios, o sintetizar nuevos materiales refractarios con otros materiales.
De hecho, los residuos que pueden utilizarse como materias primas refractarias no se limitan a los materiales refractarios desechados, y también existen muchas otras industrias. Debido a que existen muchos tipos de materiales refractarios, estos contienen una variedad de componentes químicos y sus métodos de fabricación son diversos. Hay espacio para todo tipo de residuos. Por ejemplo, el líquido de desecho de pulpa de papel producido en la industria del papel, los materiales refractarios se utilizan como una gran cantidad de aglutinante; el polvo de silicio utilizado en una gran cantidad de materiales refractarios amorfos es originalmente el producto de la oxidación del aire y la condensación del gas SiO producido durante la producción de aleación de ferrosilicio y silicio industrial; colada continua La materia prima de la cubierta de sílice fundida utilizada para verter acero son los cortes de vidrio de cuarzo translúcido desechados, fragmentos y diversos productos de desecho de la fábrica de vidrio de cuarzo; la escoria de aluminio-cromo descargada de la producción de ferroaleaciones se utiliza para producir ladrillos de aluminio-cromo. La vida útil del horno de fundición Matt es 6 veces mayor que la del ladrillo de magnesia-cromo, que es una excelente materia prima refractaria. También hay escoria de hierro cromo, escoria de hierro vanadio, escoria de hierro titanio, escoria de aluminio, etc. como ejemplos de materias primas refractarias; La ganga de carbón es el término general para los residuos vertidos durante la construcción de minas de carbón, la extracción de carbón y el lavado. Su composición mineral es básicamente caolinita, y su composición química es principalmente Al₂O₃ y SiO₂. La composición química mineral de la ganga de carbón en diferentes regiones es diferente y se puede dividir en alto contenido de alúmina, arcilla y arenisca. Se puede utilizar para diferentes tipos de materiales refractarios, como la ganga de carbón en Shuozhou, Datong y Mongolia Interior, que contienen w (Al₂O₃) 43-45%, w (SiO₂) 52-53%, y el contenido total de impurezas es menor que 2%. Es mullita sintética, materia prima para la producción de fibra de silicato de aluminio y ladrillos de arcilla de alta calidad; las cenizas volantes son los residuos que se descargan de la caldera de generación de energía, que se pueden utilizar para producir materiales refractarios de aislamiento térmico livianos, y también se pueden utilizar para hacer lodo de armas y ceramsita, extracción de alúmina, etc .; Además, existen residuos de cerámica, lodo rojo producido por la producción de alúmina, lodo producido por la producción de aluminio, diversos polvos de eliminación de polvo, algunos relaves de beneficio, aserrín, papel de desecho, residuos de cáñamo y agricultura Paja producida, cáscara de arroz, etc. El uso de los residuos no solo reducen los costos, reducen el espacio en el piso, sino que también ahorran energía y reducen las emisiones y reducen la contaminación ambiental. Desde la perspectiva de la cantidad de estos desechos: quedan alrededor de 5,52 millones de toneladas de materiales refractarios después de su uso, más de 5 mil millones de toneladas de ganga de carbón apiladas, alrededor de 500 millones de toneladas de cenizas volantes descargadas anualmente y más de 3 mil millones de toneladas anuales. inventario y producción anual de aluminio 100.000 toneladas de escoria de cromo, 200.000 toneladas de escoria de ferrocromo, 50.000 toneladas de escoria de vanadio-hierro, 1,10-118 millones de toneladas de escoria de ceniza de aluminio, etc. Si estos desechos, las materias primas refractarias del Al₂O₃— Los sistemas de SiO are se desarrollan y utilizan cuidadosamente, estos desechos son suficientes para satisfacer las necesidades de los materiales refractarios en nuestro país, pero las materias primas refractarias básicas pueden ser insuficientes y se pueden considerar más materias primas de dolomita.
Materias primas refractarias sintéticas
Las denominadas materias primas refractarias sintéticas son dos o más materias primas minerales naturales o materias primas o desechos químicos, mediante dosificación, pulverización, trituración, mezcla, conformado, calcinación o fusión eléctrica, etc., para preparar una determinada composición mineral química y propiedades físicas de las materias primas refractarias. Hay muchos tipos de materias primas refractarias sintéticas y los métodos de síntesis son diversos. Una breve introduccion:
(1) Se puede sintetizar con la diferencia de grado entre las propias materias primas minerales naturales, como la mullita, o se puede sintetizar con diferentes materias primas minerales naturales, como la síntesis de circón mullita con alto contenido de alúmina y concentrado de circón; alto contenido de alúmina Espinela sintética de alúmina y magnesia a partir de alúmina y magnesita; sintetizar arena de calcio y magnesia a partir de magnesita y dolomita; sintetizar arena de calcio de magnesio-hierro a partir de magnesita y concentrado de hierro con alto contenido de calcio; sintetizar magnesio a partir de magnesita y circón Arena de circón; pirofilita y talco para sintetizar cordierita; utilizar magnesita y clínker secundario con alto contenido de bauxita como ingredientes, coque como agente reductor, sintetizar el material compuesto de Sialon-espinela por reducción carbotermal y nitruración; Piedra de cristal azul y ingredientes de grafito, síntesis in situ de materiales compuestos de AlN-SiC, etc.
(2) Síntesis de materias primas minerales naturales y materias primas industriales purificadas, como arena de cuarzo e ingredientes de humo de sílice, calcinadas en un horno de nitrógeno para sintetizar oxinitruro de silicio; pirofilita y nitrógeno para sintetizar Sialon (Sialon); use magnesia y oxidación MgAION (MgAION) sintetizado a partir de polvo de aluminio y polvo de aluminio metálico; utilizando cuarzo natural más coque o agente reductor de negro de humo, reducción carbotérmica y síntesis de nitruración de Si3N4 (nitruro de silicio) en un horno de nitrógeno de alta pureza; bauxita de muy alta alúmina Las escamas de hierro se calcinan en una atmósfera reductora para sintetizar espinela de hierro y aluminio; use circonio de desilicación, polvo de magnesita quemado ligero e ingredientes de dolomita para sintetizar arena de circonio de calcio y magnesia; utilizar dolomita y alúmina industrial para sintetizar el material compuesto de Spar con punta de hexaaluminato de calcio; el circón reacciona con la alúmina in situ para preparar ZrO Z --- material compuesto de mullita; La dolomita y la alúmina industrial se utilizan como ingredientes para sintetizar el material compuesto de hexaaluminato de calcio y espinela. Espere.
(3) Sintetizar materias primas refractarias entre materias primas industriales purificadas, como el uso de alúmina industrial y dióxido de titanio para sintetizar titanato de aluminio; polvo de aluminio y nitrógeno para sintetizar AIN (nitruro de aluminio); polvo de alúmina industrial y nitruro de aluminio ultrafino de alta pureza Alon (Aron); utilizar carbonato de calcio ligero y alúmina industrial, según la relación estequiométrica de CA6 CaO y Al₂O₃, para sintetizar hexaaluminato de calcio; use dióxido de titanio y polvo de aluminio metálico bajo la acción del amoníaco que fluye, genere in situ materiales compuestos de Al₂O₃-TiN, etc.
(4) Se utilizan especialmente desechos y materias primas minerales naturales o materias primas químicas para sintetizar materias primas refractarias, como el uso de lodos y pirofilita, caolín en la superficie de perfiles de aluminio para sintetizar mullita, y talco y pirofilita para sintetizar cordierita; Relaves con alto contenido de bauxita Ingredientes de mineral de alta y baja ley para sintetizar mullita; relaves de hierro e ingredientes en polvo de magnesia quemados a la luz para sintetizar forsterita; síntesis de cenizas volantes y negro de humo (O + β) - materiales de fase del complejo de sialon-mullita; cenizas volantes y alúmina industrial o ingredientes de bauxita con alto contenido de alúmina para sintetizar mullita; cenizas volantes, cenizas de aluminio, ingredientes de negro de humo, utilice un proceso de nitruración por reducción de compuestos de termita carbotérmica para preparar polvo de Sialon; Panzhihua High La escoria contiene 22-25% w (TiO₂), que se mezcla con negro de humo para preparar materias primas refractarias avanzadas de Ti (C, N) mediante el método de reducción carbotérmica y nitruración; la escoria de ferro-titanio se muele a 35μm y se agrega con 0,9% de polvo de silicio. Después de mezclar, briquetar y sinterizar para preparar materias primas refractarias multifásicas de titanioaluminato de calcio; escoria de aluminio cromo y magnesia materias primas refractarias de aluminio cromo espinela sintética de magnesia; ceniza de aluminio y bauxita con alto contenido de alúmina, ingredientes de magnesia, limaduras de hierro como precipitante, el coque es el agente reductor y el método de electrofusión se utiliza para sintetizar espinela de aluminio y magnesio; utilizando ceniza de aluminio y rutilo como materias primas, y el aluminio metálico en la ceniza de aluminio como agente reductor, la materia prima refractaria compuesta de TiN-Al₂O₃ se sintetiza mediante el método de reducción de termita y nitruración; Use ganga de carbón de arenisca que contenga SiO2 y C (materia carbonosa) para sintetizar carburo de silicio, también use ganga de carbón y carbón para sintetizar B-SiC; escoria de desechos de pulido cerámico y ganga de carbón para sintetizar materias primas refractarias multifásicas B-Sialon; utilizar carbón ganga y desechos Materiales refractarios sintéticos de cordierita-mullita, como ladrillos de magnesia-carbono, monopatines de desecho, etc.
Hay muchas materias primas refractarias sintéticas, así que no las describí más debido a problemas de espacio. El concentrado o los relaves después del beneficio se pueden sintetizar directamente sin moler el mineral fino, lo que simplifica el proceso de producción.
Observaciones finales
Aunque los recursos de materias primas refractarias de China son abundantes, después de más de 70 años, especialmente la minería rápida y desordenada de más de 40 años de reforma y apertura, no hay muchos recursos naturales de materias primas refractarias no renovables, especialmente minerales de alta calidad. . El mineral de baja ley, el llamado&"mineral no calificado GG", el mineral triturado y el mineral fino se amontonan como montañas. China es un gran país que produce materiales refractarios. La producción de materiales refractarios representa del 65% al 69% de la producción total mundial de GG. Cada año se necesita una gran cantidad de diversas materias primas refractarias. Para que la industria refractaria siga desarrollándose, es necesario integrar los recursos actuales de materias primas. Utilizar métodos científicos para realizar exploraciones geológicas, minería mecanizada, beneficio y purificación, homogeneización, etc. Al mismo tiempo, considerar el uso de residuos industriales y agrícolas, desarrollar y expandir sobre la base de los residuos existentes y realizar investigaciones en profundidad. sobre la composición química y mineral de los desechos en diversos campos, su posible valor de uso, métodos de tratamiento, etc., y el uso de desechos El uso directo y síntesis de materias primas refractarias con otras sustancias, los resultados de la investigación sobre la utilización de desechos y la utilización de la producción industrial a gran escala. El uso de residuos no solo reduce los costos, sino que también protege el medio ambiente, que es de gran importancia.
