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用三石合成莫来石的基本原理
发布时间：2018/3/23 10:42:40 点击率： 来源:艾米 作者：beat365在线官网合成莫来石的理论基础是Al2O3-SiO2系相图，如图1所示。
Al2O3-SiO2系相图
图1 Al2O3-SiO2系相图
相图中二端元组分SiO2 (方石英)的熔点为1713℃，Al2O3 (刚玉)的熔点为2050℃，只有一个异组成熔融化合物3Al2O3-SiO2(莫来石)，组成为Al2O3 71.63%，SiO2 28.37% (或 Al2O3 71.8%、SiO2 28.2%)。莫来石在 1810℃熔融分解(不一致熔融)，熔点为1850℃(1870℃—致熔融)。若把氧化铝和二氧化硅按比例混合，在一定温度下即可形成该体系中稳定的化合物莫来石晶体。 莫来石晶体可以通过将组分从液相冷却析出得到，也可以逐渐升温通过固相反应得到。据此，莫来石生产方法有两种：电熔法和烧结法。
用X射线衍射分析对各种天然和人造莫来石进行研究后，将其分为三种类型：
α-莫来石，相当于纯3Al2O3·2SiO2，简称3:2型。而当莫来石从熔体中析出时，Al2O3在莫来石中有相当的固熔，此时Al2O3可达77.3%， SiO2 22.7%，相当于2Al2O3·SiO2，简称2:1型。晶格略显膨胀。此种莫来石称β-莫来石。γ-莫来石，固熔有Fe2O3和少量TiO2。
在多数烧结高纯莫来石中，α和β型莫来石同时存在，而以α型为主，β型次之，同时有少量刚玉。
从Al2O3-SiO2系相图还可以看出，当Al2O3/SiO2 =2.55时，组分处于纯莫来石区，物相组成即莫来石3Al2O3·2SiO2;当Al2O3/SiO2>2.55时，组分处于莫来石+刚玉区。物相组成除莫来石外，尚有刚玉晶相。
人工合成莫来石采用的原料有多种，各有特点。国内采用的主要原料有：工业氧化铝加苏州土，白刚玉+焦宝石，工业氧化铝加纯硅石，工业氧化铝加高质量三级矾土等。国外采用的主要原料：工业氧化铝加黏土(纯高岭土和叶蜡石)， 工业氧化铝加铝矾土等。而由硅线石、蓝晶石及红柱石(三石)加工业氧化铝或高质量铝矾土合成莫来石，国内还很少。
用三石合成莫来石的基本原理，见如下反应式：
三石合成莫来石的基本原理反应式
三石矿物在高温下转变为莫来石及SiO2，莫来石理论生成量87.64%。此莫来石称一次莫来石。
由式中的SiO2与高铝物料相作用，反应得到的莫来石，称二次莫来石。此处高铝物料为：α-Al2O3，矾土基电熔刚玉，工业氧化铝，特级高铝矾土等。
三石精矿中杂质矿物内的SiO2与高铝物料反应生成莫来石，这种反应生成莫来石很少。
合成莫来石的主要参数有：高铝物料的种类和含量，Al2O3/SiO2，原料细度，温度与保温时间等。
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