氯化物结合剂：功能与应用

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：氯化物结合剂包括有聚合氯化铝、氯化镁（卤水）和氯化铁等，但主要是聚合氯化铝和氯化镁，它们均属气硬性结合剂。用聚合氯化铝作耐火材料的结合剂不会降低耐火度。聚合氯化铝可作烧成定形耐火制品、耐火可塑性、捣打料和浇注料的结合剂。一般其碱化度在46%～72%之间，密度在1.71～1.23g/cm3之间，结合强度较好。氯化镁水泥的主要缺点是中温烧后强度很差，因此用氯化镁做结合剂的碱性耐火材料必须加助烧结剂才能提高中温烧后强度。

氯化物结合剂包括有聚合氯化铝、氯化镁（卤水）和氯化铁等，但主要是聚合氯化铝和氯化镁，它们均属气硬性结合剂。

1.聚合氯化铝结合剂

聚合氯化铝是用含铝原料或金属铝经过盐酸的溶出、水解、聚合等物理化学处理制成的一种氢氧化铝溶胶。聚合氯化铝可以看成是AlCl₃水解成为Al（OH）₃的中间产物，水解液呈酸性。聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride）又称羟基氯化铝（Aluminum Hydroxychloride）或碱式氯化铝（Basic Aluminum Chloride），其化学通式为[Al₂（OH）_nCl_6-n]m。当n接近6或等于6，则为铝溶胶（Aluminam sol）。用聚合氯化铝作耐火材料的结合剂不会降低耐火度。在加热过程中，聚合氯化铝脱水和分解生成的Al₂O₃是一种高分散度的活性氧化铝，有助于烧结，因此适合作耐火材料的结合剂。

聚合氯化铝可作烧成定形耐火制品、耐火可塑性、捣打料和浇注料的结合剂。但作耐火材料结合剂时，对碱化度和密度有一定要求，太高或太低其胶结强度均不好。一般其碱化度在46%～72%之间，密度在1.71～1.23g/cm³之间，结合强度较好。

作耐火浇注料的结合剂时，可用合成镁铝尖晶石、电熔MgO和铝酸钙水泥作促凝剂。但用聚合氯化铝作耐火材料结合剂时，因其溶液呈酸性（pH值小于5），会与耐火材料中含有的铁和含铁化合物反应，逸出氢气而使成型制品（坯体）发生鼓胀。因此在制备工艺上需要有困料处理以避免成型的制品或衬体发生鼓胀而开裂。

2.氯化镁结合剂

氯化镁是由咸水（海水、盐湖水）制盐时所残留的母液中提取的，或由氧化镁或菱苦土与盐酸作用而制成的。固态氯化镁含有6个结晶水，化学式为MgCl₂·6H₂O，属单斜晶系，呈白色，易潮解，有苦咸味，密度为1.569g/cm³，熔点为714℃，沸点为1412℃，易潮解。

氯化镁水溶液与氧化镁混合后可制成镁水泥，又称氯化镁水泥，或Sorel水泥。具有凝结快、强度高、调制方便，具有合适的作业时间等优点。此类胶凝材料不但在建筑行业、包装行业得到广泛应用，而且在耐火材料行业也很早得到应用。

氯化镁水泥的凝结硬化速度，与所采用的氯化镁溶液的浓度和氧化镁（镁砂）的活性与细度有关。一般说，所用的镁砂粉越细，比表面越大，反应越快，凝结硬化速度也越快。镁砂粉的活性不同也影响其凝结硬化速度，如用MgCl₂·6H₂O质量分数为25%的氯化镁溶液分别与轻烧镁砂粉（活性镁砂粉）和电熔镁砂粉按液固比为0.687mL/g调配成浆体，测量浆体的表观黏度η随时间t变化的（见图6-7）结果表明：用轻烧镁粉配制的泥浆，其表面黏度的增大速度要比电熔镁砂配制的快得多，说明活性（轻烧）镁砂粉配制的凝胶化速度快。因此在制备氯化镁水泥时，可选用不同活性的镁砂粉或不同细度的镁砂粉末控制其作业时间或凝结硬化速度。

图6-7 氯化镁水泥的黏度η随时间t变化曲线

氯化镁水泥主要用作碱性耐火材料的结合剂，如用作电炉炉底用的镁质打料和修补料，感应炉用镁质捣打料和修补料，以及镁质浇注料等的结合剂，作含MgO的碱性耐火材料结合剂不用加促凝剂，镁砂细粉本身就是促凝剂。其固态MgCl₂·6H₂O的加入量一般为2%～4%（质量分数），常温结合强度是随氯化镁加入量的提高而增大，但高温（1600℃）烧后结合强度并非有此规律，而是以2%（质量分数）的加入量为宜。氯化镁水泥的主要缺点是中温（800～1300℃）烧后强度很差，因此用氯化镁做结合剂的碱性耐火材料必须加助烧结剂才能提高中温烧后强度。

氯化物结合剂：功能与应用

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