انواع مختلفی از مواد اولیه نسوز و روش‌های طبقه‌بندی متنوعی وجود دارد. به طور کلی شش دسته وجود دارد.
اول، با توجه به اجزای شیمیایی طبقه بندی مواد اولیه نسوز
می‌توان آن را به مواد اولیه اکسیدی و مواد اولیه غیر اکسیدی تقسیم کرد. با توسعه علم و فناوری مدرن، برخی از ترکیبات آلی به مواد اولیه پیش‌ساز یا مواد کمکی مواد اولیه مقاوم در برابر آتش با کارایی بالا تبدیل شده‌اند.
دو، با توجه به اجزای شیمیایی طبقه بندی مواد اولیه نسوز
با توجه به ویژگی‌های شیمیایی، مواد اولیه مقاوم در برابر آتش را می‌توان به مواد اولیه مقاوم در برابر اسید مانند سیلیس، زیرکن و غیره؛ مواد اولیه مقاوم در برابر آتش خنثی مانند کوراندوم، بوکسیت (اسیدی)، مولایت (اسیدی)، پیریت (قلیایی)، گرافیت و غیره؛ مواد اولیه مقاوم در برابر آتش قلیایی مانند منیزی، ماسه دولومیت، ماسه کلسیم منیزی و غیره تقسیم کرد.
سه، طبق طبقه‌بندی عملکرد فرآیند تولید
با توجه به نقش آن در فرآیند تولید نسوز، مواد اولیه نسوز را می‌توان به مواد اولیه اصلی و مواد اولیه کمکی تقسیم کرد.
ماده اولیه اصلی، بدنه اصلی مواد نسوز است. مواد اولیه کمکی را می‌توان به چسباننده‌ها و افزودنی‌ها تقسیم کرد. وظیفه چسباننده این است که بدنه نسوز را در فرآیند تولید و استفاده، استحکام کافی بدهد. معمولاً از مایع ضایعات خمیر سولفیت، آسفالت، رزین فنولیک، سیمان آلومینات، سیلیکات سدیم، اسید فسفریک و فسفات، سولفات استفاده می‌شود و برخی از مواد اولیه اصلی خود نقش عوامل اتصال‌دهنده را دارند، مانند خاک رس پیوندی. نقش افزودنی‌ها بهبود فرآیند تولید یا ساخت مواد نسوز یا تقویت برخی از خواص مواد نسوز مانند تثبیت‌کننده، عامل کاهنده آب، مهارکننده، نرم‌کننده، عامل پخش‌کننده کف، عامل انبساط، آنتی‌اکسیدان و غیره است.
چهارم، با توجه به ماهیت اسید و باز، طبقه‌بندی می‌شوند
با توجه به اسید و قلیایی، مواد اولیه نسوز را می‌توان عمدتاً به پنج دسته زیر تقسیم کرد.
(1) مواد اولیه اسیدی
مواد اولیه سیلیسی عمدتاً مانند کوارتز، اسکوامکوارتز، کوارتزیت، کلسدونی، چرت، اوپال، کوارتزیت، ماسه سیلیسی سفید، دیاتومیت، این مواد اولیه سیلیسی حاوی سیلیس (SiO2) حداقل در بیش از 90٪ هستند، مواد اولیه خالص تا بیش از 99٪ سیلیس دارند. مواد اولیه سیلیسی در دینامیک شیمیایی دمای بالا، هنگامی که اکسیدهای فلزی وجود دارند یا در تماس با واکنش شیمیایی هستند، اسیدی هستند و به سیلیکات‌های ذوب شونده تبدیل می‌شوند. بنابراین، اگر ماده اولیه سیلیسی حاوی مقدار کمی اکسید فلزی باشد، به طور جدی بر مقاومت حرارتی آن تأثیر می‌گذارد.
(2) مواد اولیه نیمه اسیدی
این ماده عمدتاً خاک رس نسوز است. در طبقه‌بندی قبلی، خاک رس به عنوان ماده اسیدی ذکر شده بود، که در واقع مناسب نیست. اسیدیته مواد اولیه نسوز بر اساس سیلیس آزاد (SiO2) به عنوان ماده اصلی است، زیرا طبق ترکیب شیمیایی خاک رس نسوز و مواد اولیه سیلیسی، سیلیس آزاد موجود در خاک رس نسوز بسیار کمتر از مواد اولیه سیلیسی است.
از آنجا که در خاک رس نسوز معمولی 30٪ تا 45٪ آلومینا وجود دارد و آلومینا به ندرت به صورت آزاد است و با سیلیس ترکیب شده و کائولینیت (Al2O3·2SiO2·2H2O) را تشکیل می‌دهد، حتی اگر مقدار سیلیس اضافی کمی وجود داشته باشد، نقش آن بسیار کم است. بنابراین، خاصیت اسیدی خاک رس نسوز بسیار ضعیف‌تر از مواد اولیه سیلیسی است. برخی معتقدند که خاک رس نسوز در دمای بالا به سیلیکات آزاد، آلومینای آزاد تجزیه می‌شود، اما بدون تغییر، سیلیکات آزاد و آلومینای آزاد در صورت ادامه حرارت دادن، به کوارتز (3Al2O3·2SiO2) تبدیل می‌شوند. کوارتز مقاومت اسیدی خوبی در برابر سرباره قلیایی دارد و به دلیل افزایش ترکیب آلومینا در خاک رس نسوز، ماده اسیدی به تدریج ضعیف می‌شود، هنگامی که آلومینا به 50٪ می‌رسد، خواص قلیایی یا خنثی دارد، به خصوص از آجر رسی ساخته شده تحت فشار بالا، چگالی بالا، تراکم ریز، تخلخل کم، مقاومت در برابر سرباره قلیایی در شرایط دمای بالا قوی‌تر از سیلیس است. کوارتز همچنین از نظر فرسایش پذیری بسیار کند است، بنابراین ما مناسب می‌دانیم که خاک نسوز را به عنوان نیمه اسیدی طبقه‌بندی کنیم. خاک نسوز اساسی‌ترین و پرکاربردترین ماده اولیه در صنعت نسوز است.
(3) مواد اولیه خنثی
مواد اولیه خنثی عمدتاً کرومیت، گرافیت، کاربید سیلیکون (مصنوعی) هستند که تحت هیچ شرایط دمایی با سرباره اسیدی یا قلیایی واکنش نمی‌دهند. در حال حاضر دو نوع از این مواد در طبیعت وجود دارد، کرومیت و گرافیت. علاوه بر گرافیت طبیعی، گرافیت مصنوعی نیز وجود دارد که این مواد اولیه خنثی، مقاومت قابل توجهی در برابر سرباره دارند و مناسب‌ترین آنها برای مواد نسوز قلیایی و عایق نسوز اسیدی هستند.
(4) مواد اولیه نسوز قلیایی
عمدتاً منیزیت (منیزیت)، دولومیت، آهک، الیوین، سرپانتین، مواد اولیه با آلومینای بالا و اکسیژن (گاهی خنثی)، این مواد اولیه مقاومت بالایی در برابر سرباره قلیایی دارند که بیشتر در کوره‌های قلیایی سنگ‌تراشی استفاده می‌شوند، اما به خصوص سرباره اسیدی به راحتی واکنش شیمیایی نشان می‌دهد و به نمک تبدیل می‌شود.
(5) مواد نسوز ویژه
عمدتاً زیرکونیا، اکسید تیتانیوم، اکسید بریلیم، اکسید سریم، اکسید توریم، اکسید ایتریم و غیره. این مواد اولیه درجات مختلفی از مقاومت در برابر انواع سرباره دارند، اما از آنجا که منبع مواد اولیه زیاد نیست، نمی‌توان از آنها در تعداد زیادی از صنایع نسوز استفاده کرد و فقط در شرایط خاص می‌توان از آنها استفاده کرد، بنابراین به آنها مواد اولیه مقاوم در برابر آتش ویژه گفته می‌شود.
پنج، با توجه به تولید طبقه بندی مواد اولیه
با توجه به تولید مواد اولیه، می‌توان آنها را به دو دسته مواد اولیه طبیعی و مواد اولیه مصنوعی تقسیم کرد.
(1) مواد اولیه نسوز طبیعی
مواد خام معدنی طبیعی هنوز هم بخش اصلی مواد خام را تشکیل می‌دهند. مواد معدنی موجود در طبیعت از عناصر تشکیل‌دهنده خود تشکیل شده‌اند. در حال حاضر ثابت شده است که کل مقدار سه عنصر اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم حدود ۹۰٪ از کل مقدار عناصر موجود در پوسته زمین را تشکیل می‌دهند و مواد معدنی اکسید، سیلیکات و آلومینوسیلیکات مزایای آشکاری دارند که ذخایر بسیار عظیمی از مواد خام طبیعی هستند.
چین منابع غنی مواد اولیه نسوز با تنوع گسترده‌ای دارد. منیزیت، بوکسیت، گرافیت و سایر منابع را می‌توان سه رکن مواد اولیه نسوز چین نامید؛ منیزیت و بوکسیت، ذخایر بزرگ و عیار بالا؛ خاک رس نسوز با کیفیت عالی، سیلیس، دولومیت، دولومیت منیزی، الیوین منیزی، سرپانتین، زیرکن و سایر منابع به طور گسترده توزیع شده‌اند.
انواع اصلی مواد اولیه طبیعی عبارتند از: سیلیس، کوارتز، دیاتومیت، موم، خاک رس، بوکسیت، مواد اولیه معدنی سیانیت، منیزیت، دولومیت، سنگ آهک، منیزیت الیوین، سرپانتین، تالک، کلریت، زیرکون، پلاژیوزیرکون، پرلیت، آهن کروم و گرافیت طبیعی.
شش، با توجه به ترکیب شیمیایی، مواد اولیه نسوز طبیعی را می‌توان به موارد زیر تقسیم کرد:
سیلیسی: مانند سیلیس بلورین، سیلیس سیمانی شده با ماسه کوارتز و غیره؛
② نیمه سیلیسی (فیلاکیت و غیره)
③ خاک رس: مانند خاک رس سخت، خاک رس نرم و غیره؛ خاک رس و کلینکر خاک رس را با هم ترکیب کنید
(4) آلومینیوم بالا: همچنین به عنوان یشم شناخته می شود، مانند بوکسیت بالا، مواد معدنی سیلیمانیت؛
⑤ منیزیم: منیزیت؛
۲. دولومیت؛
⑦ کرومیت [(Fe,Mg)O·(Cr,Al)2O3]؛
زیرکن (ZrO2·SiO2).
مواد خام طبیعی معمولاً حاوی ناخالصی‌های بیشتری هستند، ترکیب آنها ناپایدار است، عملکرد آنها به شدت نوسان دارد، فقط تعداد کمی از مواد خام را می‌توان مستقیماً استفاده کرد، اکثر آنها باید خالص‌سازی، درجه‌بندی یا حتی کلسینه شوند تا الزامات تولید مواد نسوز را برآورده کنند.
(2) مواد اولیه مصنوعی مقاوم در برابر آتش
انواع مواد معدنی طبیعی مورد استفاده برای مواد اولیه محدود هستند و اغلب قادر به برآورده کردن الزامات مواد نسوز با کیفیت بالا و فناوری پیشرفته برای نیازهای ویژه صنعت مدرن نیستند. مواد اولیه نسوز مصنوعی می‌توانند به طور کامل به ترکیب و ساختار معدنی شیمیایی از پیش طراحی شده افراد برسند، بافت آن خالص، ساختار متراکم، ترکیب شیمیایی آن به راحتی قابل کنترل است، بنابراین کیفیت آن پایدار است، می‌تواند انواع مواد نسوز پیشرفته را تولید کند، ماده اولیه اصلی مواد نسوز مدرن با مهارت بالا و فناوری پیشرفته است. توسعه مواد نسوز مصنوعی در بیست سال گذشته بسیار سریع بوده است.
مواد اولیه نسوز مصنوعی عمدتاً اسپینل آلومینیوم منیزیم، مولایت مصنوعی، منیزیای آب دریا، کوردیریت منیزیم مصنوعی، کوراندوم سینتر شده، تیتانات آلومینیوم، کاربید سیلیکون و غیره هستند.
زمان ارسال: ۱۹ مه ۲۰۲۳
