耐火材料原材料之藍晶石

藍晶石(kyanite)，是一種島狀的矽酸鹽礦物，它與矽線石和紅柱石屬於同質多象的礦物。藍晶石的化學組成為Al2O3SiO2，理論構成(wt%)Al2O3為62.93%，SiO2為37.07%。屬於三斜晶系，在顯微鏡下顏色為藍色、藍白色或青色，因為其具有兩組解理，硬度呈現明顯的各向異性，所以又稱為二硬石。

由於其較高的鋁含量、很高的耐火性、體積穩定性、對酸堿，甚*氫氟酸具有很強的抗侵蝕能力，抗磨，耐化學腐蝕，荷重軟化溫度高，抗渣、抗熱震性能優良，在上世紀20年代k始便作為一種重要的耐火材料原料而為人關註，目前其在耐火材料的生產中被廣泛用於散狀料的膨脹劑。

藍晶石在被加熱到一定溫度後，會轉變為莫來石相，其反應的方程式如下：

藍晶石在高溫煅燒的條件下，在1200℃開始分解，由原來的晶相轉變為莫來石相，並析出遊離的SiO2，在1360~1400℃發生快速反應，溫度達到1500℃以後則出現石英玻璃和纖維狀的莫來石，在這個過程中，材料會發生16%~18%的體積膨脹，藍晶石作為膨脹劑使用正是基於這種特性。

藍晶石資源在世界各地的分布較廣，但是總體而言貧礦多，富礦較少。目前工業開采中的礦床主要分布在美國、加拿大、澳大利亞、印度等國，其中儲量較大的國家有美國、加拿大、南非等國家。我國的藍晶石礦物資源比較豐富，根據目前的統計結果，藍晶石的保守儲量為0.37億噸，主要分布與河南、河北、內蒙古、江蘇等地，具有儲量大、品位高、埋藏淺的特點。

在工業生產中，藍晶石礦物主要作為生產耐火材料、氧化鋁、矽鋁合金和金屬纖維等的原料。其主要用途及優點如表所示：

藍晶石作為耐火材料使用主要依賴於以下的工藝特性：

(1)受熱膨脹性能：藍晶石礦物在高溫煅燒的過程中會轉化為莫來石和遊離的SiO2的混合物，在這個過程中，材料的體積會發生顯著的體積膨脹(16%~18%)，並且會形成針狀的莫來石網絡。

(2)穩定性：與黏土質的耐火材料相比，藍晶石礦物為原料生產的耐火材料穩定要高出1.5倍，壽命長150~200爐，損耗低43%。

(3)耐火度高：以藍晶石礦物為原料的耐火材料的耐火度通常大於1790℃，*高大於1850℃，與黏土質耐火材料1670~1770℃的耐火度相比有著較明顯的優勢。

(4)體積變化不可逆性：藍晶石礦物經高溫煅燒形成莫來石材料的過程是一個不可逆的轉變，在溫度低於1810℃的時候它的物相是很穩定的。莫來石耐火材料具有高溫下膨脹率低、抗熱震性能優良、體積穩定等優點。