סיווג חומרי גלם חסינים

עם פיתוח טכנולוגיית טמפרטורה גבוהה. הדרישות לחומרים עקשן הולכות וגדלות כל הזמן, ונדרש לפתח חומרים עקשנים חדשים כדי לעמוד בדרישות השימוש. בנוסף לחקר חומרי גלם טבעיים, פותחו בהצלחה גם חומרי גלם סינתטיים עקשן, כגון קרבידים, ניטרידים ובורידים. בנוסף, פותחו גם חומרי גלם של סיבים אנאורגניים וכדורים חלולים (ראה חומרים חסיני אש מבודדים); ישנם סוגים רבים של קלסרים אורגניים ואי-אורגניים בחומרי הגלם המסייעים. הסיווג של חומרי גלם עקשן אינו עקבי לחלוטין בעולם. על פי תכונות כימיות, הוא מחולק לחומרי גלם חומציים עקשן, חומרי גלם עקשן בסיסיים וחומרי גלם עקשן ניטרליים. עם זאת, חומרי גלם עקשן מחולקים בדרך כלל לחומרי גלם עקשנים מסדרת Al2O3-SiO2, חומרי גלם עקשן בסיסיים, חומרי גלם עקשנים לבידוד תרמי, קלסר עקשן וחומרי גלם עקשנים אחרים.
Al2O3-חומרי גלם עקשן SiO2 כוללים סיליקה, חימר חצי סיליקטי (כולל פירופיליט), חימר עקשן (כולל קאוליניט) והקלינקר שלו, בוקסיט (כולל מינרלים מקבוצת הסילימניט, בוקסיט, מולליט) והקלינקר והקורונדום שלו, אלומינה וכו'.
חומר גלם חומצי למחצה (בעיקר חימר עקשן)
בסיווג העבר, חימר היה רשום בחומרי גלם חומציים, שלא התאים. הבסיס החומצי של חומרי גלם עקשן מבוסס על סיליקה חופשית (SiO2), מכיוון שלפי ההרכב הכימי של חימר עקשן וחומרי גלם סיליקטיים, הסיליקה החופשית בחימר עקשן נמוכה בהרבה מזו של חומרי גלם סיליקטיים. מכיוון שיש 30 אחוז ~ 45 אחוז אלומינה בחימר עקשן כללי, ואלומינה נמצאת לעתים רחוקות במצב חופשי, היא מחויבת לשלב עם סיליקה ליצירת קאוליניט (Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O). גם אם יש מעט עודף סיליקה, ההשפעה שלו קטנה מאוד. לכן, התכונה החומצית של חימר עקשן חלשה בהרבה מזו של חומר גלם סיליקטי. [2]
יש אנשים המאמינים שהחימר העמיד מתפרק לחומצה סיליצית חופשית ואלומינה חופשית בטמפרטורה גבוהה, אבל זה לא נשאר אותו הדבר. כאשר הוא ממשיך להתחמם, חומצה סיליקית חופשית ואלומינה חופשית יתחברו ליצירת Yinglaite (3Al2O3 · 2SiO2). לאבן Yinglai יש עמידות טובה לחומצה לסיג אלקליין. יחד עם זאת, עקב העלייה בתכולת האלומינה בחימר עקשן, החומרים החומציים שלו נחלשים בהדרגה. כאשר האלומינה מגיעה ל-50 אחוז, היא תראה תכונות אלקליות או ניטרליות. במיוחד, ללבני החימר שנעשות בלחץ גבוה במיוחד יש צפיפות גבוהה, קומפקטיות עדינה, נקבוביות נמוכה ועמידות חזקה יותר לסיג אלקלי בטמפרטורה גבוהה מאשר סיליקה. מבחינת קורוזיביות שלה, אבן Yinglai היא גם איטית מאוד, ולכן אנו חושבים שנכון לרשום חימר עקשן כחומר גלם חצי חומצי. חימר עקשן הוא חומר הגלם הבסיסי והנפוץ ביותר בתעשיית החשיש. [2]
חומרי גלם ניטרליים
חומרי גלם ניטרליים הם בעיקר כרומיט, גרפיט וסיליקון קרביד (המיוצר באופן ידני), אשר לא יגיבו עם סיגים חומציים או אלקליים בכל טמפרטורה. כיום ישנם שני חומרי גלם כאלה בטבע, כלומר כרומיט וגרפיט. בנוסף לגרפיט טבעי, יש גם גרפיט מלאכותי. לחומרי גלם ניטרליים אלו עמידות משמעותית בפני סיגים, והם מתאימים ביותר לשימוש כשכבת הביניים של עקשן אלקליין וחומצה עקשן. [2]
חומרי גלם עקשן בסיסיים
הם בעיקר מגנזיט (מגנזיט), דולומיט, סיד, אוליבין, סרפנטין, חומרי גלם עתירי אלומינה (לעיתים ניטרליים). לחומרי גלם אלו עמידות חזקה בפני סיגים אלקליים והם משמשים בעיקר לבניית תנורים אלקליים, אך קל במיוחד להגיב עם סיגים חומציים ליצירת מלחים.
חומרים עקשן מיוחדים: בעיקר זירקוניה, תחמוצת טיטניום, תחמוצת בריליום, תחמוצת סריום, תחמוצת תוריום, תחמוצת איטריום ועוד. לחומרי גלם אלו דרגות עמידות שונות בפני סיגים שונים. עם זאת, בשל המקור המצומצם של חומרי גלם, לא ניתן להשתמש בהם באופן נרחב בתעשיית חסיני האש, וניתן להשתמש בהם רק בנסיבות מיוחדות. לכן, הם מכונים בדרך כלל חומרי גלם מיוחדים עקשן. [2]
חומר גלם סיליקטי
לדוגמה, קוורץ, טרידימיט, קריסטובליט, כלקדוני, צור, אופל, קוורציט, סיליקה לבנה, דיאטומיט, חומרי הגלם הסיליקטיים הללו מכילים לפחות 90 אחוז תחמוצת סיליקון (SiO2), וחומרי הגלם הטהורים מכילים יותר מ-99 אחוז תחמוצת סיליקון. חומרי גלם סיליקטיים הם חומציים בדינמיקה כימית בטמפרטורה גבוהה. כאשר קיימות תחמוצות מתכת או מגע איתן, הן מגיבות כימית ומתחברות ליצירת סיליקטים מתמזגים. לכן, אם כמות קטנה של תחמוצת מתכת כלולה בחומר הגלם הסיליקטי, עמידות החום שלו תיפגע באופן רציני. [2]
Al2O3-חומרי גלם עקשן SiO2 כוללים סיליקה, חימר חצי סיליקטי (כולל פירופיליט), חימר עקשן (כולל קאוליניט) והקלינקר שלו, בוקסיט (כולל מינרלים מקבוצת הסילימניט, בוקסיט, מולליט) והקלינקר והקורונדום שלו, אלומינה וכו'.
חומרי גלם עקשן בסיסיים: חומרים מפוחדים או התמזגו כמו אבן גיר, דולומיט, מגנזיט, ברוסיט, פורסטריט, מגנזיה-אלומינה ספינל, חול ספינל מגנזיה-כרום וכו'.
חומרים עקשן אחרים: זירקון (כולל זירקוניה), כרומיט, קרביד, גרפיט, ניטריד ובוריד.
חומרי גלם מבודדים ועמידים: פרלייט, ורמיקוליט, דיאטומיט, צמר מינרלי, חרוזים צפים, סיבים עקשנים וכדורים חלולים.