窑炉内粉尘较多是一直需要解决的问题。一些生产企业尝试使用缎烧白云石替代白云石用以解决窑炉粉尘飞扬的问题。但是缎烧白云石的来源一直比较紧张，经常出现断料现象，且其缎烧工艺控制不稳定、成分波动大，而滑石可以替代缎烧白云石引入氧化镁并解决上述问题。
滑石是一种层状硅酸盐矿物，化学组成为Mg3[Si4O10]（OH）2，通常一部分MgO为FeO所替换。标准莫氏硬度为1，密度范围在2.5-2.8g/cm3。外观大多为白色或淡灰色，有明显的滑腻感。一般情况下，天然滑石往往与少量菱镁石[MgCO3]等矿物伴生，从而使实际原料中的硅含量稍低、镁含量稍高，它的伴生特性在一定程度上还可以提高原料的性价比及其在配合料中的易熔性。与缎烧白云石相比，滑石的来源更广泛、成分更稳定、性价比更高。同时，天然滑石还可以进一步降低原料成本，提高玻璃液的熔制质量，从而达到降低生产成本和提高玻璃性能的目的。
1、试验过程
（1）原料、设备及测试分析方法
滑石和锻烧白云石均为天然矿粉，试验设备包括射线荧光仪、射线衍射仪、高温显微镜、偏光显微镜、高温观察炉、高温电炉。
样品的粒度、SO3质量分数和COD值采用玻璃纤维行业提供的标准方法测定。
（2）配合料制备及熔制性能对比
①两种样品按照同一个玻璃成分来计算料单，根据料单称料，混合均匀后备用，简称为含滑石配合料和含缎烧白云石配合料。
②采用高温显微镜与偏光显微镜研究配合料的熔制效果。过程如下：首先将预处理的样品放置于高温显微镜的样品平台，然后按程序升温（20-800℃，30℃/min；800-1600℃，10℃/min）至设定空间温度1400℃，不保温，随炉冷却。最后在偏光显微镜下观察样品熔制效果。
③采用高温观察炉（HTO）研究配合料的熔化与澄清过程。过程如下：首先将HTO预加热到500℃保温，接着将装有样品的石英管放置于样品平台，然后升温（500-1000℃，15℃/min；1000-1500℃，5℃/min）至设定温度1500℃，保温3h，期间通过设备自带的摄像装置观察并记录配合料及其玻璃液的变化过程。
④采用高温电炉研究原料的高温飞扬情况。过程如下：常温下将两个直径15cm的石英坩埚对称放置于高温电炉的样品平台，然后升温（20-500℃，10℃/min；500℃以后，15℃min）至设定温度1500℃，保温30min。随后打开电炉将样品平台降至最低位置，接着迅速将同样重量的滑石和缎烧白云石同时分别加人到两个坩埚中，观察各自的粉尘飞扬情况。
2、试验结果与讨论
（1）滑石的热分析
图1 滑石的热分析DSC曲线示意图
从滑石热分析DSC曲线来看，天然滑石在652℃和994℃附近具有明显的吸热谷，分别代表着少量吸附水和结构水的排除。伴生有少量菱镁石的滑石矿物，其大致热反应情况如下：
第一阶段400-800℃，出现γ-顽火辉石和MgO的固溶体：滑石（3MgO·4SiO2·H2O）→γ-顽火辉石+游离SiO2；菱镁石[MgCO3]→MgO+CO2。
第二阶段800-1200℃，出现β-顽火辉石，最终形成偏硅酸镁固溶体：γ-顽火辉石→β-顽火辉石（偏硅酸镁）；MgO+ SiO2→MgO·SiO2（偏硅酸镁）。
理论上，应用滑石的最大好处就是利用滑石分解转化的β-顽火辉石熔融后的偏硅酸镁（MgO·SiO2），其中的SiO2部分可以直接快速地进人玻璃的网络结构，弥补因各种原因引起的玻璃网络结构缺陷。同时，由于存在偏硅酸镁中Mg-O键与Si-O键的良好亲和性，MgO部分作为填充剂也可以较快速地进人玻璃的空穴结构，进一步增强玻璃结构的紧密性，有利于提高玻璃的综合性能。
此外，当滑石中存在少量菱镁矿的情况下，菱镁矿分解产生的MgO能与滑石分解出的游离SiO2结合，快速生成偏硅酸镁，从而进一步加速滑石在玻璃中的硅酸盐进程。
表1 滑石与锻烧白云石的成分控制对比
表2滑石与缎烧白云石的粒度与COD值控制对比
由表1和表2可知，滑石的铁、硫含量和COD值较低，同时由于无需进行缎烧，工艺影响因素较少，原料的实际控制难度比缎烧白云石低得多。
（2）两种原料的高温飞扬情况
考虑到两种含镁原料可能存在高温下粉尘飞扬的风险，利用高温电炉进行了粉尘飞扬验证试验。滑石粉加人到1500℃的高温坩埚时并无粉体向上喷出，高温电炉内基本没有粉尘飞扬情况，且样品表面迅速形成了一层初熔物质，基本现象与缎烧白云石类似。
（3）配合料熔制情况分析
在高温显微镜同样的加温程序及空间温度下，含滑石配合料的熔制效果要略优于含缎烧白云石配合料。这可能是以下原因造成的：一方面，滑石分解转化的β-顽火辉石熔融后的偏硅酸镁（MgO·SiO2）能更快速地进人玻璃网络；另一方面，该滑石中存在少量菱镁石，菱镁石很容易分解，它产生的MgO能与滑石分解出的游离SiO2结合，快速生成偏硅酸镁，从而进一步加速滑石在玻璃中的硅酸盐进程。
在HTO同样的加温程序及空间温度下，在前期的熔化速度方面，含滑石的配合料要略快于含缎烧白云石的配合料。在1350℃空间温度下，含滑石配合料初熔体的流动性较好，气泡数量较多、较大且分布较均匀，这与菱镁石的快速分解及滑石易于和配合料中的含硅含铝原料快速反应有关。在中后期的澄清与均化效果方面，含滑石的配合料与含缎烧白云石的配合料极其相似。在1450℃和1500℃的空间温度下，两种配合料的气泡数量、气泡大小及气泡的变化情况均十分相似，这有利于提高原料转换过程的稳定性及效率。
3、结论
（1）用天然滑石替代缎烧白云石作为玻璃纤维原料是可行的。
（2）天然滑石替代缎烧白云石后不会产生高温粉尘飞扬情况。
（3）使用天然滑石有利于加速配合料的硅酸盐进程，同时对增强玻璃结构的紧密性也有所帮助。
（4）从配合料熔制效果来看，含滑石的配合料整体上要略优于含缎烧白云石的配合料。
（5）从配合料熔制过程来看，含滑石的配合料与含缎烧白云石的配合料极其相似，这有利于提高原料转换过程的稳定性与效率。
（摘自天然滑石在玻璃纤维生产中的应用研究，作者：章林）
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