V žáruvzdorném průmyslu je dolomit po magnezitu druhou největší alkalickou žáruvzdornou surovinou a používá se hlavně k přípravě dolomitových žáruvzdorných materiálů. Slínek získaný přímou kalcinací přírodní dolomitové rudy se také nazývá dolomitový písek. V současnosti se dolomitový písek nebo syntetický hořečnato-vápenatý písek používá především k přípravě dolomitových cihel, dolomitových cihel s příměsí zirkonia, hořečnatovápenatých cihel, nepálených hořečnato-vápenatých (uhlíkových) cihel a magnéziových amorfních žáruvzdorných materiálů, které lze použít v nerezových pece na rafinaci oceli.
Dolomit je nejen kámen atraktivního vzhledu, tvořený doslova krystaly, ale má také široké použití ve stavebnictví, chemickém průmyslu a dokonce i v zemědělství. Tento velmi tvrdý, trvanlivý kámen, může být jako jeden z mála dokonce i částečně průhledný. Když se mluví o „dolomitu“, informace platí bezezbytku i pro „krystalický dolomit“, což je jen název používaný pro konkrétní druh dolomitu, který je tvořený převážně krystaly.
Charakteristika a složení dolomitu
Jak dolomit vzniká a z čeho se skládá?
Nejčastěji dolomit vzniká tzv. dolomitizací usazených vápenců - to je proces, při němž se vápencové horniny postupně mění na dolomit. Jde o moment, kdy se do vápencových hornin dostane dostatek hořčíku a dalších chemických prvků, které reagují s vápencem a přemění ho na dolomit. Tím vznikne nová hornina, která obsahuje z větší části nově vzniklý minerál, dolomit.
To ale není jediný způsob, protože dolomit může vzniknout i postupným usazováním v tzv. hypersalinním vodním prostředí - to je odborné pojmenování místa s velmi slanou vodou, resp. voda nebo její okolí, které je mnohem slanější než obvykle. Samotná hornina dolomit je tvořená z více než 90 % minerálem dolomitem, a proto ji označujeme jako tzv. monominerální horninu. Krystalický dolomit může obsahovat také kalcit, křemen nebo jiné nerosty. Obvykle ale neobsahuje víc než 10 % kalcitu.
Jakou barvu má dolomit?
Dolomit může mít různé barvy, včetně bezbarvé, bílé, růžové, žlutavé, načervenalé, hnědavé, šedé až černé. Krystalický dolomit mívá nejčastěji světlou bílou barvu, s růžovo-šedým žíháním. Zkrátka krystalický dolomit může mít celou škálu různých barev, a dokonce může být částečně, nebo i zcela průhledný. Jeho unikátní barevnost a krystalická struktura je to, proč je pro nás tak zajímavým a atraktivním.
Čtěte také: Složení žáruvzdorných cihel
Kde a jak se dolomit těží?
Dolomit se těží v různých částech světa, včetně Evropy. Zde je jedním z největších producentů dolomitu Itálie, obrovské ložisko se nachází konkrétně v oblasti Dolomity. U nás, v České republice, se dolomit těží například v lomu Čertovy schody, v blízkosti Koněpruských jeskyní, kde se těží také vápenec. Těžba dolomitu probíhá tzv. otevřeným způsobem, kdy se hornina odebírá z povrchu země. To zahrnuje několik kroků, včetně odstraňování vegetace a půdy, vrtání a trhání horniny a nakonec přepravy dolomitu na místo, kde se zpracovává.
Dolomit jako hornina dostal jméno podle francouzského mineraloga a geologa Déodat Gratet de Dolomieu. Ten popsal tuto nově nalezenou vápenatou usazenou horninu koncem 18. století, při zkoumání italských Alp v severní Itálii. Ano, nakonec i celá část Alp dostala název Dolomity, také podle jména tohoto vědce.
Dolomitové žáruvzdorné materiály
Dolomitové cihly mají dobrou funkci zavěšení kůže pece a dobrou odolnost proti korozi, ale v cihlách jsou některé f-CaO, které se snadno hydratují, obtížně se přepravují a skladují a méně se používají při výrobě.
Dolomitové cihly se vyrábějí z dolomitového písku kalcinovaného z přírodního dolomitu. Existují dva typy žáruvzdorných materiálů magneziové-vápenaté cihly: jedním jsou magneziové-vápenaté cihly vyráběné se syntetickým hořečnato-vápenatým pískem jako hlavní surovinou; druhým jsou hořečnato-vápenaté cihly vyráběné s dolomitovým pískem (nebo hořečnatým dolomitovým pískem) a hořečnatým pískem jako hlavními surovinami.
Nepálená magnézio-vápenatá cihla je žáruvzdorný materiál, který jako hlavní surovinu používá slinutý dolomitový písek, hořčík nebo grafit s různou velikostí částic a lze jej použít přímo bez pálení.
Čtěte také: Žáruvzdorné cihly: Lehčené provedení
Amorfní žáruvzdorné materiály řady hořčík-vápník: Dolomit se také používá k přípravě různých amorfních žáruvzdorných materiálů na bázi hořčíku a vápníku, jako jsou materiály pro pěchování dna elektrických pecí, materiály pro potahování mezipánve, materiály pro nastřelování pánví, materiály pro nastřelování konvertorů a materiály pro nastřelování RH pecí.
Magnezitová dolomitová cihla
Magnezitová dolomitová cihla je magnesiový kompozitní žáruvzdorný materiál s MgO a CaO jako hlavními chemickými složkami. Jeho hlavním minerálním složením je periklasa a kalcit. Magnezitová dolomitová cihla má dobrou stabilitu proti tepelným šokům, dobrou odolnost proti odlupování a odolnost. Propustnost roztavené strusky má také jedinečný účinek čištění roztavené oceli.
- Odolnost proti strusce
Magnezitové dolomitové cihly mají velkou ztrátu rozpouštění v počáteční strusce a menší erozi v pozdější strusce. Zároveň struska napadená do cihel reaguje s CaO cihel za vzniku vysoce žáruvzdorného křemičitanu vápenatého, což zvyšuje viskozitu strusky a zvyšuje úhel smáčení, čímž omezuje pronikání strusky do hluboké části cihla a brání tvorbě silné metamorfované vrstvy. Kromě toho se během používání žáruvzdorných materiálů na bázi vápníku a vápníku v důsledku rekrystalizace fáze oxidu vápenatého vytváří na horkém povrchu cihly velmi hustá neměnná vrstva dolomitu, což může zcela zabránit infiltraci strusky. - Vysoká teplotní pevnost
Rafinace mimo pec obvykle vyžaduje nucené míchání a ocelová struska je velmi vážná pro erozi žáruvzdorných materiálů, takže se vyžaduje, aby žáruvzdorné materiály měly dobrou odolnost proti opotřebení při vysokých teplotách. Odolnost proti opotřebení žáruvzdorných materiálů lze porovnat podle jejich vysoké teplotní pevnosti. Obecně se věří, že vysokoteplotní pevnost hořčíko-vápenatých cihel není tak dobrá jako pevnost hořčíko-chromových žáruvzdorných materiálů. - Odolnost proti tepelným šokům
Rafinační pec mimo pec je obvykle provozována přerušovaně, teplota se drasticky mění a žáruvzdorné materiály jsou často poškozovány v důsledku tepelného šoku. Protože žáruvzdorné materiály na bázi vápníku a hořčíku obsahují hodně volného CaO, mají při vyšších teplotách větší plasticitu a mohou tlumit tepelné napětí způsobené teplotními výkyvy. Kromě toho nebudou během používání vytvářet silnou metamorfní vrstvu.
Použití MgO-CaO-C cihel
V posledních letech prudce vzrostlo použití dolomitu jako suroviny pro výrobu zařízení pro vakuové zpracování mimo pec, zejména vysoce kvalitního žáruvzdorného materiálu pro vyzdívky zařízení na zpracování roztavené oceli VOD a VAD, a může zvýšit životnost obložení více než 1 až 2 krát. Hlavním důvodem eroze magnéziové vápenaté vyzdívky používané v procesu VOD je praskání žáruvzdorného materiálu, které je způsobeno nízkou odolností proti tepelnému šoku a interakcí se struskou.
Když je grafit hlavním zdrojem uhlíku v cihlách MgO-CaO-C, čistota, velikost částic a množství grafitu mají vliv na odolnost produktu proti oxidaci a korozi. Mezi procesem výroby cihel MgO-CaO-C a cihel MgO-C není žádný zvláštní rozdíl, ale klíčem k jeho úspěchu či neúspěchu je vyřešit problém hydratace CaO. Když je vybrána bezvodá fenolová pryskyřice a kondenzovaná voda je vyjádřena hydroxylovým číslem, měla by být regulována v rozmezí 300~400 mgK0H/g, může také zabránit tvorbě pórů a prasklin ve formované cihle, a také zabránit výskytu hydratace cihly.
Praktické využití dolomitu a dolomitových žáruvzdorných cihel
Dolomit jako takový má široké spektrum použití. Pro nás je samozřejmě na prvním místě využití dolomitu, resp. krystalického dolomitu, jako okrasný přírodní kámen. Bílá i růžová drť z této horniny se dá kombinovat nejen se solitéry z krystalického dolomitu, ale také s vápencem nebo jinými druhy kamene. Velká část budov a silnic kolem nás obsahuje také dolomit. Tento kámen je totiž velmi tvrdý, odolný, a proto je ideálním materiálem pro výstavbu. Používá se proto ve stavebnictví jako štěrk, který se smíchá s betonem, nebo jako podkladový materiál, jenž dává budovám a silnicím jejich pevné základy.
Čtěte také: Jak vybrat žáruvzdornou izolaci pro stavbu krbu
Dolomit hraje také klíčovou roli v průmyslu, který vyrábí železo a ocel. V metalurgii se dolomit používá jako takzvaný „flux“, což je látka, která pomáhá odstraňovat nečistoty během výrobního procesu. Takže díky dolomitu je vlastně ocel a železo, které najdete v autech, budovách i různých spotřebičích, čistší a silnější. V chemickém průmyslu se používá k výrobě různých chemikálií, včetně hořčíku a hořečnatých solí. Tyto chemikálie se potom používají v mnoha dalších průmyslových odvětvích a produktech, od léků až po kosmetiku. Dolomit zná dobře také každý zemědělec. Používá se jako půdní doplněk, který zlepšuje pH půdy a dodává jí důležité živiny, jako je vápník a hořčík. Dolomit se také používá k ošetření odpadních vod a ke snížení emisí skleníkových plynů.
Dolomitové žáruvzdorné cihly se používají v cementářských rotačních pecích a dalších průmyslových aplikacích. Lehké izolační šamotové cihly díky nízké tepelné vodivosti a malé tepelné kapacitě mohou být materiály pro konstrukci pece úsporné a mohou zlepšit efektivitu výroby v peci. Mohou také snížit hmotnost tělesa pece, zjednodušit konstrukci pece, zlepšit kvalitu výrobků, snížit teplotu prostředí a zlepšit pracovní podmínky. Lehké izolační šamotové cihly se často používají jako izolační vrstvy a vyzdívky pecí.
Typy žáruvzdorných cihel a jejich vlastnosti
Zde je přehled různých typů žáruvzdorných cihel a jejich klíčových vlastností:
| Typ cihly | Klíčové vlastnosti | Typické použití |
|---|---|---|
| Cihla s vysokým obsahem oxidu hlinitého | Více než 75 % Al2O3, vysoká žáruvzdornost, dobrá odolnost proti kyselé a alkalické korozi. | Vypalovací zóna cementářské pece. |
| Dolomitové cihly | Dobrá funkce zavěšení kůže pece, dobrá odolnost proti korozi. Snadno hydratovatelné f-CaO, obtížná přeprava a skladování. | Výroba s omezením kvůli hydrataci. |
| Chromované cihly | Vhodné pro zavěšení pecí na kůži. Špatná odolnost proti tepelným šokům, vysoce toxické. | Vypalovací zóny (použití se snižuje, hledají se náhrady). |
| Spinel cihla | Dobrá seismická odolnost a redukční odolnost. Mírně horší žáruvzdornost. | Příliš mnoho pásů (např. v cementářských pecích). |
| Anti-stripping brick | Obsahuje malé množství ZrO, produkuje Markovovu fázovou transformaci, silná odolnost vůči alkáliím, odolnost proti loupání a dobrá odolnost proti strusce. | Aplikace vyžadující odolnost proti loupání a strusce. |
| Fosfátová cihla | Nízká žáruvzdornost, vysoká pevnost, dobrý tepelný šok. | Roštové chladiče, digestoře. |
| Cihly z karbidu křemíku | Odolnost proti vysoké teplotě, nízký koeficient tepelné roztažnosti, dobrá odolnost proti rychlému oděru za studena a tepla. | Chladicí zóna a ústa pece. |
Získané informace nám ukázaly, že dolomit není jen „ten pěkný kámen v předzahrádce“, ale že ho můžete najít téměř všude kolem nás, že pomáhá ve stavebnictví, průmyslu i zemědělství. Krystalický dolomit vypadá skvěle nejen v zahradách, u travnatých ploch, ale také u jezírek, solitérů, skalních zahrad nebo gabionů.
tags: #zaruvzdorne #cihly #z #dolomitu