Силикаты. Часть 5
Интересно, что при температурах 1100—1170° С скорость образования форстерита по первой из этих реакций оказывается [314] значительно большей, чем по реакции 2MgO + SiO2 ->■ Mg2Si04, в то время как при температурах выше 1200° С скорость образования форстерита из окислов и из метасиликата и окиси магния практически одинакова [313].
Бережным [312] установлено, что скорость реакции получения форстерита при этих температурах мало зависит от вида исходного минерально-силикатного компонента. Более поздние исследования Бережного [407, 419] показали, что эта скорость мало зависит также и от того, в каком виде был применен кремнезем.
Так, при температуре 1350° С выход форстерита (по сравнению с теоретическим) составляет: в брикетах из окиси магния и кварца 58,6%, а из окисимагния и кварцевого стекла 64,3%. Поэтому для практических целей (например, в производстве огнеупоров) трудно использовать различия в скоростях образования форстерита из различных исходных веществ.
Как это было показано Бережным [312], при температуре 1450°С реакция образования форстерита практически завершается в течение 2 ч. Однако рост его кристаллов происходит медленно, в связи с чем материалы, содержащие Mg2Si04, спекаются с трудом. Это обстоятельство является, как известно, источником серьезных затруднений в технологии форстеритовых огнеупоров.
Исследования процесса спекания чистого форстерита и форсте-ритсодержащих пород установили, что спекание протекает наиболее интенсивно в присутствии добавок Li2O, Na2O, Р2O5, V2O5, WO3 и В2O3, как этого и следовало ожидать на основе теории жидкостного спекания [164, 853].
Луценко [422] исследовал образование силикатов магния в таб-летированных смесях тонкодисперсной окиси магния и горного хрусталя в форме зерен размером менее 0,06 мм при соотношении MgO:SiO2, равном 2, 10 и 0,1 (первое из них отвечает форстерито-вому огнеупору, второе — магнезитовому огнеупору на форсте-ритовой связке и третье близко подходит к составу динаса на магнезиальной связке).
Температура обжига составляла 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400 и 1500° С, продолжительность процесса при температуре 900° С была равна 1 ч, при 1000—1400° С менялась от 30 мин до 8 ч и при 1500° С — от 5 мин до 4 ч. В результате фазового химического анализа и петрографического исследования продуктов обжига подтверждена установленная ранее последовательность реакций в системе MgO — SiO2. Образование форстерита замечено, как сказано выше, уже при температуре 900° С, метасиликата магния в первой смеси— при температуре 1300° Сив третьей смеси — при 1200° С.
Состав продуктов обжига форстеритовых смесей существенно зависит от степени равномерности смешивания ее компонентов: избыток кремнезема в отдельных участках смеси приводит к образованию клиноэнстатита по вторичной реакции. Ири температурах 1300—1500° С интенсивному протеканию реакций сопутствует развитие процессов перерождения кварца и рекристаллизации минералов. Результаты работы [422], представленные частично рис. 161— 163, позволяют судить о кинетике процессов силикатообразования в указанной системе в широком диапазоне температур, хотя с трактовкой Луценко некоторых его наблюдений полностью согласиться трудно.
Другие части: