鹵晶用于生產(chǎn)磨具試驗(yàn)研究

張玉山

(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海格爾木 816000)

1 某公司經(jīng)熱空氣干燥成兩個(gè)結(jié)晶水的鹵晶溶解試驗(yàn)

1.1 小桶溶解

方法。50 L的塑料桶中，加水，而后加入規(guī)定量的鹵晶，攪拌溶解完全。測定溫度、比重，放置一定時(shí)間觀察溶液情況，溶解條件見表1。

放置4 h～5 h后觀察，溶液溫度降到40 ℃～50 ℃，未見在水解絮狀產(chǎn)物，有少量泥砂不溶物。將相同濃度溶液合并用于制造磨具，進(jìn)行了研磨試驗(yàn)。

1.2 生產(chǎn)溶解試驗(yàn)

在200 L溶解桶中加入定量水，加入規(guī)定量的鹵晶，攪拌溶解，然后按規(guī)定加酸。試驗(yàn)條件見表2。

表1 鹵晶溶解條件Tab.1 Dissolution conditions of halogen crystal

表2 鹵晶溶解條件Tab.2 Disssolution conditions of halogen crystal

觀測結(jié)果：(1)放置6 h，溫度42 ℃。L-2-1，少量粘土類雜質(zhì)，無水解產(chǎn)物，沉降情況良好；L-2-2，同L-2-1；L-2-3，同L-2-1。

(2)放置16.5 h，溫度35 ℃。L-2-1，有少量水解產(chǎn)物，表面有粘土類浮起，沉降情況良好，不影響使用；L-2-2，有極少量水解產(chǎn)物，表面有浮泥，沉降情況良好，不影響過濾、使用；L-2-3，無水解產(chǎn)物產(chǎn)生，只有少量泥土類雜質(zhì)，沉降情況良好，溶液澄清。

(3)放置40 h，溫度30 ℃。L-2-1，水解產(chǎn)物明顯增加，影響過濾使用；L-2-2，有少量水解產(chǎn)物，不影響過濾使用；L-2-3，無水解產(chǎn)物出現(xiàn)，溶液澄清，情況良好。

從觀測的結(jié)果可以看出：改變鹵晶生產(chǎn)條件，使鹵晶中堿式氯化鎂含量大幅度降低，因此使鹵晶溶解溫度顯著降低。堿式氯化鎂的水解速度減緩。鹵晶溶解之后，在5 h～6 h之內(nèi)，無明顯水解產(chǎn)物(MgOHCl)出現(xiàn)，在此時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行分離雜質(zhì)，對磨具生產(chǎn)將無不良影響。

溶解鹵晶時(shí)加入少量鹽酸，可以有效地抑制水解反應(yīng)的發(fā)生，可以保持氯化鎂溶液長時(shí)間穩(wěn)定。加酸量為2 kg/t～4 kg/t鹵晶，使制造每一塊磨具，成本增加0.000 5元。

加少量鹽酸，不會(huì)改變氯化鎂溶液的酸度，用pH試紙測定可知，溶液仍呈中性，對制造磨具無不良影響，也不會(huì)使設(shè)備加重腐蝕。

由于鹵晶中氯化鎂含量高，其他鹽類是雜質(zhì)含量少，因此配制氯化鎂溶液時(shí)，要降低控制濃度，建議生產(chǎn)磨具時(shí)，配制濃度控制在27 °Be′,50 ℃為宜，氯化鎂濃度為25%～26%。濃度過高，磨具強(qiáng)度有所下降，己通過生產(chǎn)實(shí)踐證明效果良好。

2 磨具制備及研磨效果試驗(yàn)

(1)用不同的鎂原料(鹵晶、六水氯化鎂)，配制兩種不同濃度的氯化鎂溶液，按磨具65#規(guī)格配方，加入各種輔料及氯化鎂，攪拌均勻后，注模盒中固化， 脫模后的磨具，一部分放入烘箱中加溫養(yǎng)護(hù)，一部分放在空氣中養(yǎng)護(hù)，3 d后在生產(chǎn)線上研磨拋支測試，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 磨具制備及研磨效果試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Preparation of abrasive tools and test results of abrasive effect

研磨條件：600×600地面磚，平均壓力2.6 kg/cm2，平均電流值20 A。

從表3可以看出：

①三種原料制備的磨具，耐磨性能無明顯差別，效果是滿意的，證明用鹵晶替代六水氯化鎂生產(chǎn)磨具是可行的。②從氯化鎂濃度的兩組試驗(yàn)結(jié)果可以看出，33 °Be′時(shí)平均研磨時(shí)間為113 min，27 °Be′時(shí)平均研磨時(shí)間為122 min，以低濃度的強(qiáng)度高。研磨時(shí)間增長8%，而氯化鎂消耗量卻減少14.72%。③在3 d的時(shí)間內(nèi)磨塊烘與未烘，對磨塊的耐磨性能有較大影響，烘的磨塊耐磨時(shí)間增長18%。④鹵晶與六水氯化鎂原料制備的磨塊，研磨時(shí)間比較，鹵晶為優(yōu)，平均結(jié)果見表4。

表4 鹵晶與六水氯化鎂研究時(shí)間比較結(jié)果Tab.4 Comparison of grinding time between halogen crystal and magnesium chloride hexahydrate

(2)放置時(shí)間對研磨時(shí)間的影響，見表5。

表5 放置時(shí)間對研磨時(shí)間的影響結(jié)果Tab.5 Effect of placement time on grinding time

從表5可以看出，經(jīng)烘箱烘了3 d的樣品，經(jīng)放置磨塊研磨時(shí)間增長緩慢，而未經(jīng)烘過的磨塊研磨時(shí)間增長顯著，分別增長3.42%與22.11%。放置8 d，二者研磨時(shí)間趨于一致。

根據(jù)資料可知 ，鎂水泥制品養(yǎng)護(hù)3 d～7 d時(shí)間，強(qiáng)度只能達(dá)到1 a強(qiáng)度的40%～50%，養(yǎng)護(hù)28 d以上可達(dá)到75%～80%。經(jīng)180 d其強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，因此,放置條件和放置時(shí)間是增加強(qiáng)度的重要因素。

形成鎂水泥時(shí)的溫度及放置環(huán)境的溫度對制品強(qiáng)度的提高有影響，溫度高對強(qiáng)度提高有利，但也不宜過高，溫度過高使制品脫水，會(huì)形成多量氣孔，增加孔隙度。氯氧鎂水泥的強(qiáng)度在諸多影響因素中，孔隙率的大小影響關(guān)系密切，Beoudain的研究結(jié)果表明，氯氧鎂水泥的力學(xué)性能的對數(shù)與它的孔隙率成線性能關(guān)系。

3 結(jié)束語

(1)從理論和實(shí)踐中，查清了鹵晶在溶解于水過程中，產(chǎn)生大量熱量，使溶解升溫至80 ℃～90 ℃，溶液經(jīng)短時(shí)間放置會(huì)水解產(chǎn)生多量膠體而無法使用的原因，生產(chǎn)出一批試用樣品。

(2)從鹵晶溶解試驗(yàn)結(jié)果可知，溶解過程中溫度大幅度降低，可以滿足需要。使氯化鎂溶液有40 ℃的溫度，對形成氯氧鎂水泥制品是有利的，特別是在冬季更為有利。

(3)鹵晶溶解后的鎂溶液的穩(wěn)定性顯著提高，溶液放置4 h～5 h，無明顯的水解產(chǎn)物發(fā)生，在4 h～5 h之內(nèi)進(jìn)行雜質(zhì)過濾、分離不會(huì)發(fā)生不良影響。分離雜質(zhì)后的鎂溶液經(jīng)放置時(shí)間增長(16 h)，溫度下降，會(huì)有少量水解產(chǎn)物產(chǎn)生，該水解產(chǎn)物是活性很強(qiáng)的氧化鎂水泥水合物，該化合物對形成氯氧鎂水泥制品無不良影響，因產(chǎn)物的數(shù)量很少，只有0.3%，不足以造成后果,事實(shí)上該化合物與加入的氧化鎂是同一種物質(zhì)。

(4)鹵晶溶解后要放置16 h以上，進(jìn)行過濾，分離，水解產(chǎn)物是膠體沉淀會(huì)有不良影響。因此建議，加入少量鹽酸(硫酸)可以有效的防止 水解反應(yīng)的發(fā)生。試驗(yàn)結(jié)果表明：1 t鹵晶溶解時(shí)，在水中加入2 kg～4 kg鹽酸即可。加入鹽酸的數(shù)量很少，對鎂溶液沒有明顯影響，仍呈中性，對產(chǎn)品影響極微。

(5)鹵晶溶液制造磨具已通過生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)考察，效果良好,代替六水氯化鎂原料制造各種規(guī)格的模塊是可行的。

(6)鹵晶與六水氯化鎂原料相比，生產(chǎn)實(shí)踐證明，按現(xiàn)行各公司用鹵片，六水氯化鎂原料生產(chǎn)磨塊相比。氯化鎂的消耗量降低25%～30%，氯化鎂的消耗降低15%左右。

(7)鹵晶為原料制造的磨塊質(zhì)量良好、外觀光滑、內(nèi)部致密，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，研磨時(shí)間有所增長，拋光質(zhì)量相一致。

(8)磨塊烘與不烘的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，烘3 d的效果使研磨時(shí)間增長18%，放置時(shí)間增長，烘與不烘的磨塊，研磨時(shí)間逐漸接近。

4 存在問題及建議

1)改進(jìn)工藝，進(jìn)一步降低堿式氯化鎂含量。降低溶液溫度，提高鎂溶液 的穩(wěn)定性。2)建議根據(jù)市場需要組織規(guī)模生產(chǎn)，至對進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模及提高質(zhì)量問題進(jìn)行可研。3)根據(jù)鹵晶的性質(zhì)和特點(diǎn)，開拓新領(lǐng)域、新產(chǎn)品的應(yīng)用研究。