“三石”耐火原料在我国工业领域中的应用

    矿产资源具有不可再生性，“三石”（蓝晶石、红柱石、硅线石）矿资源是一类节能型耐火原料，可不经煅烧直接使用。在国家大力开展节能减排工作的形势下，“三石”作为节能型原料，开发利用显得尤为重要。下面就近年来开发应用“三石”的情况，从3个方面做一回顾和小结。
    开发应用
    我国“三石”的开发应用与欧美一些国家相比起步较晚，但经过近30年的努力开发大有起色，其应用已从冶金拓展到有色金属、建材等工业领域，并取得了明显的经济和社会效益。
    1.冶金工业领域。冶金工业大量使用的黏土砖中，应用“三石”做改性黏土砖系列，以提高荷软、热震、强度等性能。在生产改性高铝砖系列时，添加“三石 ”可明显改善材料的品质，或开发出新品种。如高炉、热风炉用低蠕变高热震系列砖，使用了硅线石、红柱石；电炉顶用高荷软高铝砖，用到了以硅线石为主的“三石”原料；钢包用微膨胀高铝砖、抗热震高铝砖等都添加了“三石”原料。在轻质隔热砖（含莫来石轻质砖、轻质刚玉砖）中引用了蓝晶石、硅线石。冶金工业领域使用的不定形耐火材料，含浇注料、捣打料、可塑料、喷补料等，尤以用蓝晶石做膨胀剂为多，如加热炉用JR65浇注料、可塑料，都是加入了适量的蓝晶石。而均热炉炉墙、炉盖、炉嘴等部位，使用了加入“三石”的高强黏土耐火浇注料。近几年来，不定形耐火材料除使用蓝晶石外，也引用了红柱石、红柱石和硅线石复合原料。
    2.有色金属工业领域。①炼铜炉用耐火材料，以粗粒红柱石为骨料的捣打料。②鼓风炉温差大，耐火材料的要求是抗热震、抗一氧化碳，用红柱石砖代替高铝砖，因抗热震、抗侵蚀好，延长了设备大修周期。③炼铝炉预焙阳极槽，加入“三石”生产的改性高铝砖，使用效果很好。
    3.建材工业领域。①水泥回转窑预热带、过渡带用磷酸盐结合高铝砖和磷酸盐高铝耐磨砖，用到了蓝晶石、硅线石，冷却带低水泥浇注料，用到了蓝晶石做膨胀剂。另外，应用蓝晶石可做蓝晶石水泥。②玻璃窑炉及料道，用硅线石制作的硅线石砖、硅线石搅拌浆等。③陶瓷窑的工作环境主要是温差大，耐火材料要求有良好的抗热震性，其次适宜的强度与荷软。“三石”可以保证其性能的稳定。陶瓷制品外观要求高白度，对“三石”原料更要求低铁，且材质稳定。如窑具耐材采用堇青石-莫来石-红柱石/硅线石或莫来石-硅线石窑具砖、硅线石陶瓷匣钵；棚板采用硅线石制作的碳化硅质耐材。技术陶瓷，主要引用适量硅线石来保证耐材品质。另外，添加了蓝晶石的轻质隔热砖，在陶瓷烧成窑的内衬和吊顶上被广泛应用。
    4.其他工业领域。①铸造及电焊。精密铸造型砂、电焊条助熔剂等都用到“三石”.②涂料。防铸件粘砂新型面料、防护金属氧化涂料等。
    5.合成原料。在上世纪80年代，用蓝晶石合成莫来石及锆莫来石等原料；上世纪90年代，用蓝晶石做添加物，合成了M70原料，现已产业化生产。目前，正在完善用蓝晶石生产M45、M60的工作；研究用红柱石部分或全部取代高铝钒土的工作也在展开。
    6.用“三石”新开发的产品。如开发的硅铝合金等。
    发展前景
    以上所述“三石”在我国工业领域中的应用，尽管还不全面、系统，但足以说明“三石”的重要价值，它促进了我国铝硅系耐火材料的发展；对提高含碳材料微孔化率也有贡献。其重要价值是“三石”固有的性质、特点所决定的。因此，可以预言今后“三石”的发展前景会更好。此外“ 三石”在今后的发展中还有很多优势：
    1.“三石”的资源优势。我国“三石”品种全，蓝晶石、红柱石、硅线石都有，而且资源丰富，堪称资源大国。按矿物储量划分，大、中、小型矿储量分别为大于200万吨、200万～50万吨、小于50万吨，我国“三石”大型矿不少，尤以红柱石矿居多，甚至还有特大型矿分布。
    2.“三石”矿石品位高。一般矿品位15%～20%,个别矿品位达到45%～50%。一些地区的红柱石有粗大的斜方柱晶体。
    3.“三石”选矿水平不断提高。已有的系列精矿能满足用户需求，红柱石粒度有5～3毫米、3～1毫米的，粗颗粒的红柱石可做骨料用，硅线石精矿有小于0.25毫米的，蓝晶石有80～100目以下的。
    4.对“三石”的认识在提高。对“三石”的重要价值，同行逐渐取得共识，有明确的理念：要改善和提高铝硅系耐材的品质或开发新的耐材，“三石”是必不可缺的、十分重要的原料。
    5.市场。我国“三石”市场及发展空间很大，从上世纪80年代至今，近30年实践积累了丰富的经验，用户对“三石”有了认同感，市场需要更多的“三石”产品。
    6.“三石”是节能型原料。“三石”可不经煅烧直接使用，是节能型耐火原料，符合国家产业发展政策。
    今后工作
    过去的近30年，我们看到“三石”如同朝阳，蓬勃发展。为了今后更好地发展，尚有不少工作要做：①要进一步提高选矿水平，稳定产品质量。②要加大宣传，普及“三石”的开发应用力度，节约能耗、节省紧缺的矾土资源。③要加大“三石”研发力度，开展微细级、纳米级、复合型 “三石”产品的开发应用。④要进一步研究“三石”的性能、特点，扩大应用领域。