我國的耐火材料在2011年產量近三千萬噸,占全球70%,中國是全球最大的耐火材料產地及出口國。
硼酸鹽在爐襯耐火材料的生產中發揮的作用也越來越明顯,在生產環節起著舉足輕重的作用,近年來已引起了越來越多的企業的重視。
硼酸鹽有硼酸,硼砂和三氧化二硼等產品,在爐襯耐火材料的實際生產過程中,三氧化二硼代替硼酸的趨勢已越來越重要。
首先我們來看一下國內最大的三氧化二硼的生產廠家——西安市優立電子化工有限責任公司提供的其公司自主研發的硼砂,硼酸和三氧化二硼的技術指標。
五水硼砂的技術標準:
指 標 項 目 |
含 量(%) |
B2O3 |
≥48.5 |
Na2O |
≥21.5 |
SO4 |
≤0.015 |
Cl |
≤0.01 |
Fe |
≤0.001 |
水不溶物 |
≤0.015 |
無水硼砂的技術標準:
指 標 項 目 |
含 量(%) |
B2O3 |
≥68.5 |
Na2O |
≥30.5 |
SO4 |
≤0.01 |
Cl |
≤0.01 |
Fe |
≤0.003 |
硼酸的技術標準:
指 標 項 目 |
電子級 |
優等級 |
硼酸(H3BO3) |
99.6~100.8 |
99.4~100.8 |
硫酸鹽(SO4) |
≤0.05 |
≤0.1 |
鐵(Fe) |
≤0.001 |
≤0.002 |
氯化物(Cl) |
≤0.01 |
≤0.03 |
鈉(Na) |
≤0.005 |
≤0.008 |
三氧化二硼的技術標準
指 標 項 目 |
電子級 |
優等級 |
工業級 |
B2O3 |
≥99.0 |
≥98.5 |
≥98.0 |
SiO2 |
≤0.1 |
≤0.15 |
≤0.2 |
AI2O3 |
≤0.01 |
≤0.02 |
≤0.05 |
CaO |
≤0.01 |
≤0.02 |
≤0.05 |
Fe2O3 |
≤0.003 |
≤0.005 |
≤0.01 |
Na |
≤0.02 |
≤0.05 |
≤0.1 |
SO3 |
≤0.025 |
|
|
水分 |
≤0.5% |
≤0.6% |
≤0.7% |
粒度 |
60目標準篩通過率≥95.0% |
60目標準篩通過率≥90.0% |
80目標準篩通過率≥85.0% |
由以上數據我們可以看出,無水硼砂比五水硼砂的水分少的多,而三氧化二硼比硼酸的水分及雜質含量同樣少得多。三氧化二硼代替硼酸的優勢主要體現在以下四點:
1. 水份的影響
硼酸實際上是氧化硼的水合物,其分子式是H3BO3,可表示為B2O3·3 H2O,從中可以看出硼酸中含有大量的結晶水,其結晶水含量為43.69%。硼酸加熱時因結晶水的汽化而生成大量的水汽,從而形成大量的沸騰狀白色泡沫,直到硼酸中的水份幾乎全部汽化揮發完為止。而三氧化二硼水份含量一般只有百分之零點幾,所以不會出現上述現象。經過實踐也證明使用三氧化二硼比使用硼酸有一下優點:
⑴容易使筑爐混合料更緊密。
⑵在烘爐時避免了較多的水汽對絕緣保溫層、爐襯耐火度的不利影響。
⑶減少了水汽對壁部形成氧化鐵的幾率。
⑷減少了因爐襯含水量高而出現的假報警現象。
⑸減少了因鼓泡對爐襯產生的沖刷力。
⑹減少了因硼酸要脫水汽化而產生的能源消耗。
總體來說,采用三氧化二硼比采用硼酸會提高爐襯的壽命。
2. 酸性的影響
硼酸溶液的PH值一般為2~3,而三氧化二硼溶液PH值一般為5,顯而易見,硼酸的酸性要比三氧化二硼的酸性要強的多,會對爐襯產生較大的化學腐蝕,從而降低爐襯的使用壽命。
3. 使用三氧化二硼會比使用硼酸節約四分之一的烘爐時間。
4. 提高了粘結性
三氧化二硼熔點為582℃,產生的液相能較好包覆在粗粒石英砂表面,使石英砂料粘結的更好。
無論是節約成本,安全保障,抑或是生產出更優秀的產品,三氧化二硼代替硼酸的選擇已成為越來越多的生產廠家潛移默化的必經之路。