耐火材料结合剂磷酸盐
以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的无机材料。它是由磷酸与氧化物或氢氧化物或碱反应生成的耐火材料结合剂。磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。磷酸与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应生成的结合剂多数为气硬性结合剂，即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及其氢氧化物或酸性氧化物反应生成的结合剂多数为热硬性结合剂，即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度，所以被广泛用作不定形和不烧耐火材料的结合剂。
分类磷酸盐的分类一般是以其化合物中所含的金属氧化物(M2O)与五氧化二磷(P2O5)的摩尔比(R=M2O//P2O5)来区分，其分类见表1。
表1磷酸盐结合剂的分类
但作为耐火材料结合剂的磷酸盐则分为两类：
(1)正磷酸盐结合剂，即含一个磷原子化合物的结合剂，如磷酸二氢铝(Al(H2PO4)3)、磷酸一氢铝(Al2HPO4)3)；
(2)缩聚磷酸盐结合剂，即含2个磷原子以上的磷酸盐化合物，如三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠((NaPO3)6)等。正磷酸盐结合剂又可按其化合物名称命名，主要有以下几种：磷酸铝结合剂，磷酸锆结合剂，磷酸镁结合剂，磷酸铬结合剂和复合磷酸盐结合剂等。适合作耐火材料结合剂的缩聚磷酸盐主要有：焦磷酸钠(Na4P2O7)，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠、超聚磷酸钠(Na2P4O11)等。
磷酸铝结合剂用氢氧化铝与磷酸反应而制得，其反应式如下：
反应生成的铝的磷酸盐也可用如下方式表示：
由此可计算出所生成的不同磷酸盐中Al2O3与P2O5摩尔比，一般用此摩尔比的百分数来表示磷酸铝结合剂的中和度(Nm)：
纯正磷酸的Nm=0，Al(H2PO4)3的Nm≈33%，Al2(HPO4)3的Nm≈67%，AlPO2的Nm≈100%。中和度对正磷酸铝结合剂的胶凝性能影响很大。一般Nm在33%～67%之间的磷酸铝结合剂具有较好的胶结性能，也即具有胶结性能的磷酸铝化合物主要为磷酸二氢铝(又称一代磷酸铝或双氢磷酸铝)和(磷酸一氢铝)(又称二代磷酸铝)。这类磷酸盐结合剂有液体状的和固态粉末状的。
液体状的是用活性Al(OH)3与H3PO4直接反应制得。中和度Nm<45%的磷酸铝结合剂是透明的粘稠溶液，Nm>45%的是乳白色粘稠悬浮液，一般以Nm=35%～45%，水分含量不大于60%的磷酸铝结合剂的胶结性能为最好。此种结合剂为Al(H2PO4)3与Al2(HPO4)3或AlH3(PO4)3?3H2O 的混合物。固态粉末状磷酸铝结合剂是用液状磷酸二氢铝为主要的溶液在常温下真空蒸发，之后在空气中于95℃左右蒸发制得，工业上是用喷雾干燥器喷雾干燥制得。固体磷酸二氢铝结晶形态为斜方六面体结晶，有极强的吸水性，遇水易溶解。
液状磷酸铝结合剂的粘度与温度、浓度和组成有关。粘度随磷酸二氢铝含量的提高而增大，如图1所示。在同样的浓度下，粘度则随着温度升高而下降，如图2所示。而组成与Al2O3/P2O5摩尔比有关，其粘度随Al2O3/P2O5摩尔比的提高而增大，如图3所示。
图3 Al2O3/P2O5摩尔比对磷酸铝结合剂粘度的影响
磷酸铝结合剂加热过程中发生的相变化与其Al2O3/P2O5摩尔比有关，以原始组成Al2O3/P2O5=0.43为例，其加热过程相变化示于图4。Nm=0.43的磷酸铝结合剂其组成物有Al2(HPO4)2、Al(H2PO4)3和ALH3(PO4)2?3H2O，3种化合物加热过程相转变是不同的。但加热到约1300℃以上时均转变为AlPO4(鳞石英型的)。加热到大于1760℃时，AlPO4也会逐渐分解
成Al2O3，并逸出P2O5。
磷酸锆结合剂用氢氧化锆与正磷酸反应可制得磷酸锆结合剂，其反应如下：
反应生成的锆的磷酸盐也可写成如下形式：
同磷酸铝结合剂一样，磷酸锆结合剂中具有胶结性能的化合物为磷酸二氢锆和磷酸一氢
锆，也即中和度Nm在0.5～1之间具有胶结性能。此类结合剂不适于长期保存。表2为各种锆的磷酸盐的化学组成。
表2锆的磷酸盐结合剂的化学组成
磷酸镁结合剂用正磷酸与镁质材料反应制得，可采用的镁质材料有氧化镁、氢氧化镁、轻烧镁砂等、正磷酸与氧化镁反应生成的镁的磷酸盐中只有Mg(H2PO4)2可溶于水中，其组成为11%MgO和89%H3PO4，因此磷酸镁胶结剂就是磷酸二氢镁的溶液。
磷酸二氢镁的配制方法：按MgO/P2O5=1，将必要数量的镁质材料分批地倒入浓度为60%的正磷酸溶液中，每倒入一批物料都需仔细不断搅拌直至MgO完全溶解。此溶解反应时会释放出大量的热，因此必须将反应器置于流水中冷却。冷却后的溶液经过过滤即可制得液状磷酸镁结合剂，也可将磷酸二氢镁溶液经过喷雾干燥后制得粉状磷酸二氢镁使用。
磷酸二氢镁加热过程中会发生如下脱水和转化反应：
磷酸镁结合剂可作刚玉质、尖晶石质和锆英石质等耐火材料的结合剂。
磷酸铬结合剂用正磷酸与含铬材料反应制得。所用的含铬材料有铬酸酐(CrO3)、氧化铬、氢氧化铬、挥发性酸的铬盐或铬铁矿。用CrO3制备时可将CrO3直接加入浓度为60%的磷酸中搅拌即可制得。此种结合剂受热后CrO3还原成Cr2O3，从而生成铬的磷酸盐。用其他含铬材料制备时，可用密度为1.7g/㎝3的正磷酸混合，加热即可制得胶结性良好的绿色液体。磷酸铬结合剂的化学组成如表3所示。
表3铬的磷酸盐结合剂化学组成
复合磷酸盐结合剂有铝铬磷酸盐、镁铬磷酸盐和钠铬磷酸盐等结合剂。铝铬磷酸盐结合剂是用铝的磷酸盐与50%～60%铬的磷酸盐混合搅拌制得，以其组成为Al2O3?Cr2O3?2P2O5的结合剂具有较好的胶结性能，这种结合剂可长期保存而不影响其结合性能。镁铬磷酸盐结合剂是用MgO和Cr2O3的混合物与正磷酸反应而制得。镁铬磷酸盐结合剂的化学组成列于表4。钠铬磷酸盐结合剂是用重铬酸钠Na2cr2O7?2H2O与正磷酸混合反应制得。其配制比例为30%～60%的重铬酸钠，10%～70%的浓度为60%的正磷酸和适量的水，可视使用条件不同加以调整。
表4镁铬磷酸盐结合剂的化学组成
三聚磷酸钠结合剂用正磷酸和纯碱为原料经过中和和聚合而制得的。三聚磷酸钠分子式为Na5P3O10，又称焦偏磷酸钠或三磷酸五钠。其生产过程分为3个阶段。
第1阶段为磷酸与纯碱的中和反应，制取磷酸钠盐的混合液，其反应式如下：
反应生成物为磷酸一氢钠和磷酸二氢钠。
第2阶段为控制磷酸钠中和溶液中的中和度，所谓中和度系指磷酸一氢钠在磷酸一氢钠和磷酸二氢钠含量之和中所占的摩尔百分数，即：
根据理论计算，当由Na2HPO4和NaH2PO4缩聚为三聚磷酸钠时，其中和度应控制在66.67%，这时的产品中三聚磷酸钠和五氧化磷的理论值分别为100%和57.88%。
第3阶段为将制得的磷酸钠混合液进行干燥脱水，缩聚成三聚磷酸钠，其反应式如下：
为了制取较纯的三聚磷酸钠产品，工业上通常采用薄膜干燥或喷雾干燥法生产。
三聚磷酸钠为白色粉末，表观密度为0.50～0.75g/Cm3，熔点为622度，易溶于水，水溶液的pH值为9.4～9.7。三聚磷酸钠在水中的溶解度有瞬时溶解度和最终(稳定平衡)溶解度之不同，在室温下瞬时溶解度约为35g/100gH2O，最终溶解度约为15g/100gH2O.其溶解度与温度的关系列于表5。用三聚磷酸钠作为碱性耐火材料的结合剂，加水溶解后会水解成磷酸二氢钠和磷酸一氢钠，此两种化合物会与碱性耐火材料中的MgO反应生成钠镁磷酸盐而产生结合作用。
表5三聚磷酸钠在水中的溶解度与温度的关系
六偏磷酸钠结合剂由纯碱和正磷酸制得磷酸二氢钠，再经加热脱水和缩聚而制得。制备过程的反应式如下：
制得的六偏磷酸钠熔体为玻璃状。此盐最早为格雷哈姆(Graham)发现，故又称为“格雷哈姆盐”。六偏磷酸钠是玻璃体状磷酸钠盐系列中的一种。其组成结构主要取决于Na2O/P2O5的比值。玻璃状磷酸钠盐的Na2O/P2O5比值为1.0～1.7，而六偏磷酸钠中的Na2O/P2O5比值为1。其结构为长链状，如下所示：
玻璃状工业六偏磷酸钠在水中溶解缓慢，故用作耐火材料结合剂时须经过粉碎成粉末状方可加速其溶解，它可以任何比例与水混合。六偏磷酸钠水溶液的浓度与粘度和温度的关系见图5。
图5不同浓度的六偏磷酸钠水溶液其粘度与温度的关系 同三聚磷酸钠一样，六偏磷酸钠在水溶液中也会水解，而且随温度升高水解加速。水解的产物为磷酸二氢钠。在水溶液中如果有下列金属离子存在时，会大大促进六偏磷酸钠水解反应，其促进顺序如下：
六偏磷酸钠用作碱性耐火材料的结合剂时，水解后生成的正磷酸盐也会与碱性耐火材料中的MgO和CaO反应生成含镁或钙的复合磷酸盐而产生较强的结合强度。
应用在耐火材料工业中，正磷酸盐主要用作中性和酸性耐火材料的结合剂，缩聚磷酸盐主要用作碱性耐火材料的结合剂。
正磷酸盐结合剂的主要化合物为磷酸二氢盐和磷酸一氢盐，它们会与碱性耐火材料中的碱性氧化物，如MgO和CaO发生剧烈的中和反应而产生瞬间凝固，难以施工。同时由于凝固速度太快难以形成致密的结构，因此碱性耐火材料一般不用正磷酸盐作结合剂，而是使用缩聚磷酸盐作结合剂。
正磷酸盐用作中性或酸性耐火材料结合剂时，视使用场合不同还须加少量的外加剂方可使用，如用于作耐火浇注料的结合剂时，必须加促凝剂，如铝酸钙水泥、电熔或烧结镁砂粉、NH4F等，以便在施工完毕后能发生凝结与硬化作用。又如用作可塑耐火材料，修补料和捣打料的结合剂时，则须加保存剂，如草酸、柠檬酸、酒石酸等，以使其在储存和运输过程中酸性磷酸盐不与耐火材料中的氧化物(如Al2O3)反应生成不溶性的正磷酸盐，使混合料过早变干而失去作业性。
碱性耐火材料所用的缩聚磷酸盐主要是三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。缩聚磷酸盐水溶液呈碱性，pH>8。缩聚磷酸盐须经水解方可与碱性耐火材料发生反应生成新物相而起结合作用，如以三聚磷酸钠为例其水解反应如下：
水解反应生成的酸性磷酸一氢钠和磷酸二氢钠又会与碱性耐火材料中的MgO或CaO反应生成复合正磷酸盐而起结合作用。
缩聚磷酸盐与碱性耐火材料的反应速度缓慢，因此用它们作为碱性耐火材料的结合剂时具有足够的施工时间。缩聚磷酸钙盐既可作不烧砖(如镁砖、镁铝砖、镁铬砖等)的结合剂，又可作浇注料、喷补料的结合剂。
表6正磷酸盐和缩聚磷酸盐的应用范围
此外，缩聚磷酸盐也可作各种材质耐火浇注料的分散剂(减水剂)，如作铝酸钙水泥结合的普通型、低水泥型、超低水泥型、耐火浇注料，以及自流型耐火浇注料、耐火泥浆等的分散剂。表6为磷酸盐结合剂在耐火材料工业中的使用对象。
基质：基质是耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。 主晶相：主晶相是指构成耐火制品结构的主体且熔点较高的晶相 耐火度：耐火度是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。 显微结构：在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的关系，称为显微结构。 陶瓷结合：又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 直接结合：指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅镁酸盐相产生结合。 混练：使两种以上不均匀的物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称混炼。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程；液相起到促进烧结和降低烧结温度的作用。 低水泥浇注料：由水泥带入的CaO含量一般在1.0-2.5%之间的反絮凝浇注料。 热硬性结合剂：热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低，而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 水硬性结合剂：水硬性结合剂是必须同水进行反应并在潮湿介质中养护才可逐渐凝结硬化的结合剂 气硬性结合剂：气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化而具有相当高强度的结合剂 减水剂：保持浇注料流动值基本不变的条件下，可显著降低拌和用水量的物质称为减水剂弹性后效：坯体压制时，外部压力被内部弹性力所均衡，当外力取消时，内部弹性力被释放出来，引起坯体膨胀的作用称为弹性后效 荷重软化点：以压缩0.6%时的变形温度作为被测材料的荷重软化温度，即荷重软化点 镁碳砖：镁碳砖是以烧结镁砂或电熔镁砂为主要原料，并加入适量的石墨和含碳质有机结合剂而制成的镁质制品。 电熔镁砂：由天然菱镁矿、水镁石、轻烧镁砂或烧结镁砂在电弧炉中高温熔融而成的镁质原料 矿化剂：加入耐火材料中，在烧成过程中能促进其他物质转变或结晶的少量物质。 防氧化剂：含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化，被称为防氧化剂 可塑性: 物料受外力作用后发生变形而不破裂，在所施加使其变形的外力撤除后，变形的形态仍保留而不恢复原状，这种性质称为可塑性。 熔铸莫来石制品:由高铝矾土或工业氧化铝、粘土或硅石进行配料,在电弧炉内熔融，再浇铸成型及退火制成的耐火制品称为熔铸莫来石制品。 再结晶碳化硅制品:再结晶碳化硅制品是一种无结合物的碳化硅制品，它是在不加入结合剂的条件下，靠碳化硅晶粒的再结晶作用制成的。 水玻璃的模数:氧化硅与氧化钠的分子比称为水玻璃的模数。 捣打料:以粉粒状耐火物料与结合剂组成的松散状耐火材料称为捣打料。 耐火泥:耐火泥也叫铝酸盐水泥，是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约为50%的熟料,再磨制成的水硬性胶凝材料。
结合剂 把由耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质，又称“胶结剂”。用作耐火材料的结合剂，不但要求具有较好的冷态和热态结合强度，而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。 分类耐火材料，尤其是不定形耐火材料所用的结合剂，随被结合材料的性能及用途不同而不同，品种繁多，一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。 按结合剂的化学性质分有无机结合剂和有机结合剂。 (1)无机结合剂。按其化合物性质可分为6类。第1类为硅酸盐类。包括硅酸钙水泥、水玻璃(包括硅酸钠、硅酸钾水玻璃)和结合粘土。第2类为铝酸盐类。包括普通铝酸钙水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)、纯铝酸钙水泥、铝酸钡水泥、含尖晶石铝酸钙水泥等。第3类为磷酸盐类。包括磷酸、磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸铵、铝铬磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。第4类为硫酸盐类。包括硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁等。第5类为氯化物类。包括氯化镁(卤水)、氯化铁、聚合氯化铝(又称碱式氯化铝)等。第6类为溶胶类。包括硅溶胶、铝溶胶、硅铝溶胶等。 (2)有机结合剂。按制取方法分为两类。第l类为天然有机物，即从天然有机物中分离出的，包括淀粉、糊精、阿拉伯树胶、海藻酸钠、纸浆废液、焦油和沥青等。第2类为合成有机物，即通过化学反应或缩聚反应而合成的，包括甲阶酚醛树脂、线性酚醛树脂(又称酚醛清漆)、环氧树脂、t聚胺脂树脂、脲醛树脂、聚醋酸己烯脂、聚苯己烯、硅酸己酯、聚己烯醇类树脂、呋喃树脂等等。 按结合剂硬化条件分有水硬性、气硬性和热硬性结合剂。
(1)水硬性结合剂。加入散状耐火材料集料中、加水混合均匀并成型后，在潮湿条件下养护才能发生正常的凝结与硬化的结合剂，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥。 (2)气硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在自然干燥条件(常温)下养护即可发生凝结与硬化的结合剂，这类结合剂使用时一般要加硬化剂，如水玻璃加氟硅酸钠，磷酸或磷酸二氢铝加铝酸钙水泥或氧化镁，氧化硅微粉加铝酸钙水泥或氧化镁等。 (3)热硬性结合剂。与散状耐火材料集料混合成型后，在加热烘烤时才能发生硬化的结合剂，如磷酸、磷酸二氢铝、甲阶酚醛树脂等。 结合机理耐火材料用的结合剂，随结合剂的化学性质不同，其结合机理也不同。 (1)水化结合。借助于常温下结合剂与水发生水化反应生成水化产物而产生结合作用。如铝酸钙水泥加水后，发生水解和水化反应生成六方片状或针状CaO?A12O3? 10H2O(CAHl0)、2Ca0?AL2O3?8H2O(C2AH8)和立方粒状3Ca0?AL2O3?6H2O(C3AH6)晶体和氧化铝凝胶体(AL2O3gel)，形成凝聚一结晶网而产生结合，反应如下： 又如p—AL2O3加水混合时，会发生水化反应而生成单斜板状、纤维状或粒状三羟铝石(Bayerite)和斜方板状勃姆石(Boehmite)而产生结合作用。反应如下：
复合磷酸盐在食品中的应用 摘要:磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品添加剂,它广泛应用食品生产的各个领域,对食品品质的改良起着重要的作用,如对肉制品的保水性、凝胶强度、成品率的作用;在粮油制品中对面条的改良作用,可以制作新型膨松剂,对速冻水饺的影响;在海产品加工中的应用等。本文介绍了复合磷酸盐在食品中的应用及其作用原理。 关键词:磷酸盐,肉制品,粮油制品,海产品,应用 0 前言 磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品添加剂,它广泛应用于食品生产的各个领域,对食品品质的改良起着重要的作用。目前我国已批准使用的磷酸盐共8 种,包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠等[1] ,在食品中添加入这些物质可以有助于食品品种的多样化,改善其色、香、味、形,保持食品的新鲜度和质量,并满足加工工艺过程的需求,在食品中是很重要的品质改良剂。 1 磷酸盐在肉制品中的应用 1. 1 在肉制品中磷酸盐作用的原理 肉制品的加工过程中,添加磷酸盐可以: (1) 提高肉的pH 值。(2) 螯合肉中的金属离子。(3) 增加肉的离子强度。(4) 解离肌动球蛋白[1 ] [2 ] 。因此,加入磷酸盐后,可以提高制品的保水性及成品率。然而磷酸盐提高肉的保水性,改善肉食品质构的能力则取决于所应用的磷酸盐的类型、应用磷酸盐体系的条件和磷酸盐的添加量[3 ] 。 1. 2 磷酸盐在提高肌肉蛋白保水性及凝胶强度 方面的应用 磷酸盐对肉蛋白(从肉中提取的蛋白质) 的保水性有显著影响。但是不同类型的磷酸盐对不同部位的肉的影响大小是不同的,影响胸部肌肉蛋白凝胶保水性因素的主次顺序为焦磷酸钠> 三聚磷酸钠> 六偏磷酸钠,影响腿肉蛋白凝胶保水性因素的主次顺序为六偏磷酸钠> 焦磷酸钠> 三聚磷酸钠。两种肌肉类型影响不同主要是由于肌肉类型不同及磷酸盐作用机理不同所致。三聚磷酸钠及焦磷酸钠可以通过改变蛋白质电荷的密度来提高肉体系的离子强度并使其偏离等电点,使电荷之间相互排斥,在蛋白质之间产生更大的空间,六偏磷酸钠能螯合金属离子,减少金属离子与水的结合。试验表明,焦磷酸盐对胸肉的保水性影响显著,其原因是焦磷酸盐提高了pH ,通过水合作用使凝胶保水性提高,同时解离肌动球蛋白为肌球蛋白和肌动蛋白,蛋白质分子结合水分而提高保水性。三聚磷酸盐对腿肉蛋白凝胶保水性影响不明显,此时影响凝胶保水性的是凝胶的结构,凝胶的保水性好说明形成凝胶的网络比较细致,大量的微小孔洞均匀分布在凝胶网络中,借助毛细管力的作用,保持了一些水分[4 ] 。但是在对肌肉蛋白热诱导凝胶强度方面,磷酸盐却对其凝胶强度有降低作用,说明高的持水性并不一定意味着高的凝胶强度,三聚磷酸钠对肌肉蛋白凝胶的降低作用国外也有文献报道,他们认为焦磷酸钠会使肌球蛋白变得不稳定,降低凝胶强度,和肌原纤维凝胶相互作用,三聚磷酸钠也会使肌球蛋白变得不稳定,在0. 3 和0. 4M NaCl 时会提高肌原纤维蛋白的凝胶作用,但在0. 6MNaCl 时会降低 凝胶能力。六偏磷酸钠对肌球蛋白变性没有作用,但它提高凝胶强度。磷酸盐对肌肉蛋白的作用多归结于它们带来的离子强度和pH 的变化[5 - 7 ] 。 1. 3 磷酸盐在提高肉制品保水性及成品率方面的 应用 肉制品的保水性是西式肉制品生产的关键之一,它既影响产品品质又和企业的经济效益息息相关。因此,在保证产品质量的前提下如何提高肉制品的保水性一直是肉类研究中的一个重要
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。 粘土质耐火材料的原料 软质粘土 生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。 硬质粘土 通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。 结合剂 水和纸浆废液 粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。 铝矾土的加热变化 a. 分解阶段（400~1200℃） b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃） 二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀 c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。 ? 高铝质耐材的应用 ? 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉 渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。 ? 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良， 因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。 ? 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通 高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。 刚玉耐材的原料 氧化铝 所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获 得且较为便宜的氧化物。氧化铝在自然界中的储量丰富。天然结晶的 Al 2O 3被称为刚玉，如红宝石、蓝宝石即为含Cr 2O 3或TiO 2杂质的刚玉。大 232232400~600()H O Al O H O Al O αα-?????→-℃刚玉假象＋23222322400~600222H O Al O SiO H O Al O SiO ?????? →?℃＋23223229503(2)324SiO Al O SiO Al O SiO ????→?℃＋232232 12003232Al O SiO Al O SiO ≥+????→?℃
耐火材料结合剂磷酸盐 以酸性正磷酸盐或缩聚磷酸盐为主要化合物并具有胶凝性能的无机材料。它是由磷酸与氧化物或氢氧化物或碱反应生成的耐火材料结合剂。磷酸盐结合剂的结合形式属化学反应结合或聚合结合。磷酸与碱金属或碱土金属氧化物及其氢氧化物反应生成的结合剂多数为气硬性结合剂，即不须加热在常温下即可发生凝结与硬化作用。磷酸与两性氧化物及其氢氧化物或酸性氧化物反应生成的结合剂多数为热硬性结合剂，即须经加热到一定温度发生反应后方可产生凝结与硬化作用。磷酸盐用作耐火材料的结合剂在产生陶瓷结合之前的中、低温范围内具有较强的结合强度，所以被广泛用作不定形和不烧耐火材料的结合剂。 分类磷酸盐的分类一般是以其化合物中所含的金属氧化物(M2O)与五氧化二磷(P2O5)的摩尔比(R=M2O//P2O5)来区分，其分类见表1。 表1磷酸盐结合剂的分类 但作为耐火材料结合剂的磷酸盐则分为两类： (1)正磷酸盐结合剂，即含一个磷原子化合物的结合剂，如磷酸二氢铝(Al(H2PO4)3)、磷酸一氢铝(Al2HPO4)3)； (2)缩聚磷酸盐结合剂，即含2个磷原子以上的磷酸盐化合物，如三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠((NaPO3)6)等。正磷酸盐结合剂又可按其化合物名称命名，主要有以下几种：磷酸铝结合剂，磷酸锆结合剂，磷酸镁结合剂，磷酸铬结合剂和复合磷酸盐结合剂等。适合作耐火材料结合剂的缩聚磷酸盐主要有：焦磷酸钠(Na4P2O7)，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠、超聚磷酸钠(Na2P4O11)等。 磷酸铝结合剂用氢氧化铝与磷酸反应而制得，其反应式如下： 反应生成的铝的磷酸盐也可用如下方式表示： 由此可计算出所生成的不同磷酸盐中Al2O3与P2O5摩尔比，一般用此摩尔比的百分数来表示磷酸铝结合剂的中和度(Nm)：
第一节耐火材料的基本知识 1、耐火材料的定义？ 耐火材料就是指耐火度不低于 1500℃的无机非金属材料。 2、耐火材料必须具备的基本性能？ （1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性 3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？ （1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。 （2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。 （3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。 4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？ （1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃； （2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃； （3）特级耐火材料，耐火度＞ 2000℃； 5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？
（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。 6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？ （1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。 7、按外形耐火材料可分类为几类？ （1）耐火砖——具有一定的形状。（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。 8、学习耐火基本知识的目的？ （1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。 （2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。 （3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。 第二节耐火材料的基本性能 9、什么叫气孔率？
磷酸盐系无机涂料的分类和应用简介 发布日期：2008-04-30 磷酸盐系涂料是无机涂料中的重要品种之一。是以水溶性铝、镁、锌和钙的磷酸二氢盐为粘结剂，配入所需填料，骨料及颜料调配而成。根据所含金属不同其性能亦不同，一般认为： 强度：Al＞Mg＞Ca，Zn，Cu＞Ba； 耐水性：Ca，Zn＞Mg＞Al＞Fe，Cu，Mn； 粘结性：Al＞Mg＞Ca＞Cu＞Fe＞Zn。 M/P的原子比（M指金属），对涂料的贮存稳定性、与底材的附着性、耐水性、耐候性等都有直接影响。一般维持0.25～1较好；低于0.25，则涂膜固化不完全；高于1，则得不到均匀的固化物，降低溶液的稳定性。因此，研制磷酸盐无机涂料时，对原子比的选择是很重要的。除此以外，固化剂的选择和配比也直接影响到涂料的性能。用天然矿物铝氧尖晶石型复合氧化物和各种金属氧化物烧成的合成复合氧化物和氟硅化物，作为磷酸盐的固化剂，所得的涂膜对石棉、水泥板、灰浆墙面等建筑物和铁、铝等金属，表面附着性优良，耐候性和耐水性优良。可用作磷酸盐系涂料的固化剂有如表2—8所示。 近年来，由于较好地突破了磷酸盐涂料的耐水、耐温等技术关键，因此，酸式金属磷酸盐无机涂料发展很快。其基料一般选用金属磷酸二氢盐，金属不同，涂膜性能不同。现今磷酸盐涂料已开发出一些好产品，如有一种耐热、防锈、导电的磷酸盐铝粉涂料。它是以H3PO4、Al（OH）3、MgO粉末为原料，生成磷酸二氢铝和磷酸二氢镁水溶液，再与活性颜料、CrO3、铝粉、蒸馏水等混合，并进行研磨制成。这种涂料已用于保护高压静电除尘器阳极板等设备上，取得了很理想的效果。又如以磷酸、铬酸及其盐作为“特殊基料”的一类涂料，由于对颜
耐火材料的力学性质 耐火材料的力学性质是指材料在不同温度下的强度、弹性、和塑性性质。耐火材料在常温或高温的使用条件下，都要受到各种应力的作用而变形或损坏，各应力有压应力、拉应力、弯曲应力、剪应力、摩擦力、和撞击力等。 此外，耐火材料的力学性质，可间接反映其它的性质情况。 检验耐火材料的力学性质，研究其损毁机理和提高力学性能的途径，是耐火材料生产和使用中的一项重要工作内容。 4.1 常温力学性质 4.1.1 常温耐压强度σ压 定义；是指常温下耐火材料在单位面积上所能承受的最大压力，也即材料在压应力作用下被破坏的压力。 常温耐压强度σ压=P/A ，（pa） 式中；P—试验受压破坏时的极限压力，（N）； A—试样的受压面积，（m2）。 一般情况下，国家标准对耐火材料制品性能指标的要求，视品种而定。其中，对常温耐压强度σ压的数值要求为50Mpa左右(相当于500kg/cm2)；而耐火材料的体积密度一般为2.5g/cm3左右。据此计算，因受上方砌筑体的重力作用，导致耐火材料砌筑体底部受重压破坏的砌筑高度，应高达2000m以上。 可见，对耐火材料常温耐压强度的要求，并不是针对其使用中的受压损坏。而是通过该性质指标的大小，在一定程度上反映材料中的粒度级配、成型致密度、制品烧结程度、矿物组成和显微结构，以及其它性能指标的优劣。 体现材料性能质量优劣的性能指标的大小，不仅反映出来源于各种生产工艺因素与过程控制，而且反映过程产物气、固两相的组成和相结构状态以及相关性质指标间的一致性。一般而言，这是一条普遍规律。 4.1.2 抗拉、抗折、和扭转强度 与耐压强度类似，抗拉、抗折、和扭转强度是材料在拉应力、弯曲应力、剪应力的作用下，材料被破坏时单位面积所承受的最大外力。与耐压强度不同，抗拉、抗折、和扭转强度，既反映了材料的制备工艺情况和相关性质指标间的一致性，也体现了材料在使用条件下的必须具备的强度性能。抗折强度σ折按下式计算。
理工大学2007耐材A标答 一、填空题（20分，每题2分） 1、耐火材料的物理性能主要包括烧结性能、力学性能、热学性能、和高温使用性能。 2、材料的化学组成越复杂，添加成分形成的固溶体越多，其热导率越小；晶体结构愈简单， 热导率越大。 3、硅砖生产中矿化剂的选择原则为系统能形成二液区，并且系统形成液相的温度低或不大 于1470℃。 4、相同气孔率的条件下，气孔大而集中的耐火材料热导率比气孔小而均匀的耐火材料大。 5、“三石”指蓝晶石、红柱石、硅线石，其中体积膨胀居中的是硅线石。 6、赛隆（Sialon）是指Si3N4与Al2O3在高温下形成的一类固溶体。 7、连铸系统的“三大件”，通常指整体塞棒、长水口和浸入式水口，其化学组成主要为Al2O3、 SiC、C、SiO2等。 8、高温瓷涂层的施涂方法主要有烧结法或火焰喷涂、等离子喷涂、低温烘烤补强法和气 相沉积法等。 9、不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、热硬性结合剂、气硬性结合 剂和火硬性结合剂。 10、镁铝尖晶石的合成属固相反应烧结，影响其合成质量的因素主要为原料纯度或细度、外加剂、 烧成温度。 二、选择题（10分，每题5分） 1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征1个0.83分 ①方镁石；②CaO；③K2O,Na2O；④刚玉；⑤Al2O3；⑥鳞石英。 2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序：③＞①＞②，在⑤条件下更是如此。 1个1.25分①理论白云石；②高钙白云石；③富镁白云石；④氧化；⑤还原。 三、判断简答题（28分，每题7分）
1、耐火度愈高砖愈好。 答：错。(2.5分) 耐火度是指耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。而耐火材料在使用过程中不可能无荷重，因此，耐火度只能作为一个相对指标。(4.5分) 2、水泥因含有一定数量CaO，所以，为提高高温性能，浇注料应该采用超低水泥或无水泥结合。答：错。(2.5分) 浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2O3-SiO2系耐火材料，Al2O3、SiO2、CaO等高温下易形成低熔物影响高温性能，而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合，问题不大。(4.5分) 3、二次莫来石化因伴随体积膨胀，所以，在生产中应尽可能地避免。 答：错。(2.5分) 二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的Al2O3反应生成莫来石，并伴随体积膨胀，因此，在生产高铝砖过程中应尽可能地避免。但是，在生产高荷软耐火材料或低蠕变砖时，其原理正是利用这种反应产生的一定体积膨胀效应。(4.5分) 4、石墨能在钢铁熔体中溶解，对其有一定污染，因此，碳复合耐火材料前途黯淡。 答：错。(2.5分) 石墨尽管高温下对钢水有一定污染，但石墨熔点高、热膨胀系数小、热导率高、不易被渣润湿，因此，碳复合耐火材料具有优异的热震稳定性、抗渣渗透性。所以，在冶炼条件苛刻的关键部位仍然需要碳复合耐火材料。(4.5分) 四、论述题（42分，每题14分） 1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因，并说明提高这些性能的主要措施。答：热剥落：热震稳定性；结构剥落：渣渗透；机械剥落：机械冲击。2.5分 主要措施： 热剥落：1）热膨胀系数小；2）导热率高；3）弹性模量小；4）微裂纹；5）少量液相； 6）晶须；7）合适强度。（至少3种） 4.5分
耐火材料结合剂的6大结合机理及选用原则 耐火材料结合剂的结合机理 结合剂的种类不同，其结合散状耐火原料的机理也有所区别。常见耐火材料结合剂的结合机理主要有以下几种： 1 水化结合 即在常温下通过结合剂与水发生水化反应生成的水化产物而产生结合作用。水泥类结合剂一般都是水化结合机理，如铝酸钙水泥遇水后发生水解和水化反应生成六方片状或针状CAH10(CaO·Al2O3·10H2O)、C2AH8(CaO·Al2O3·H2O)和立方粒状C3AH6(3CaO·Al2O3·6H2O)晶体和氧化铝凝胶体，形成凝聚一结晶网而产生结合。 2 化学结合 通过结合剂与硬化剂(促凝剂)之间的反应，或者结合剂与耐火原料在常温或高于常温而低于烧结温度的范围内发生反应生成具有结合作用的化合物而产生结合。气硬性结合剂和部分热硬性结合剂属于这种结合机理，例如水玻璃结合剂与氟硅酸钠硬化剂发生反应生成的水溶胶SiO2·nH2O经脱水形成硅氧烷(Si-O-Si)网络结构而产生结合强度;
磷酸二氢铝结合剂加MgO硬化剂时，在常温下即可发生脱水和交联反应而产生结合强度。 3 缩聚结合 借助于催化剂或交联剂，结合剂发生缩聚反应形成网络状结构而产生结合强度。例如甲阶酚醛树脂加酸作催化剂或受热时都可产生缩聚反应。 4 陶瓷结合 通过耐火原料或耐火原料与加入的烧结助剂在高温下形成的液相而产生结合。陶瓷结合实际上是一种由液相烧结而产生的结合。在耐火材料坯体中，耐火度较低的原料或耐火原料与助烧剂发生反应首先产生粘性液相使散状原料粘结在一起，随温度的提高，依靠液一固相反应生成具有更高熔融温度的新物相而产生坚固的结合。 5 粘着结合 借助于吸附作用、扩散作用和静电作用等物理作用而将散状耐火原料结合在一起。吸附作用有物理吸附和化学吸附，是依靠分子间的相互作用力一一范德华力而产生结合;扩散作用是在分子热运动的作用下，结合剂与被结合物的分子发生相互扩散，在界面上形成扩散层从而产生结合:静电作用，即若结合剂与被结合物的界面存在着双电层，
几种食品级磷酸盐的用途及添加量 一、三聚磷酸钠 用途：在食品工业中主要用于罐头、奶制品、果汁饮料及豆乳等的品质改良剂；火腿、午餐肉等肉制品的保水剂和嫩化剂；在水产品加工中不但能起到保水和嫩化，而且起膨胀和漂白的作用；在蚕豆罐头中可使皮豆软化；也可作为软水剂、螯合剂、PH调节剂和增稠剂以及啤酒行业中。三聚磷酸钠在食品加工中一般添加3-5‰，在水产加工中最大量为3%。 二、焦磷酸钠（无水） 用途：在食品加工中作为品质改良剂、乳化分散剂、缓冲剂、螯合剂等，具有缩合磷酸盐的通性，螯合、分散作用明显，可抗絮凝；能防止脂肪氧化，酪蛋白增粘等作用。PH值高时，具有抑制食品腐败、发酵的作用。主要用于肉类及水产品加工，可提高持水性，保持肉质鲜嫩，稳定天然色素。也可用于淀粉制造等，多与其他缩合磷酸盐复合使用。焦磷酸钠在食品加工中一般添加0.5-3‰，在水产品加工中最大添加量为3%。 三、焦磷酸二氢二钠（酸式焦磷酸钠） 用途：在食品加工中作为快速发酵剂、品质改良剂、膨松剂、缓冲剂、螯合剂、复水剂和粘接剂。用于面包、糕点等合成膨松剂的酸性成分，CO2的产生时间较长，适用于水分含量较少的熔烤食品（如煎饼），与其他磷酸盐复配可用于干酪、午餐肉、火腿、肉制品和水产品加工的保水剂，方便面的复水剂等。在食品加工中一般添加0.5-3‰，在水产品加工中最大添加量为1%。 四、六偏磷酸钠 用途：在食品工业中作为品质改良剂、PH调节剂、金属离子螯合剂、粘合剂和膨胀剂。在豆类、罐头、豆沙馅料中能稳定天然色素，保持色泽；在罐头中可使脂肪乳化，保持质地均匀；用于肉类罐头和肉制品可提高保水性，防止脂肪变质。加入啤酒中，能澄清酒液，防止混浊。是优良的水质无沉淀的软水剂。在水产品加工中起着保水、膨胀和漂白的作用。六偏磷酸钠在食品加工中一般添加3-5‰，在水产品加工中最大添加量为3%。 五、三偏磷酸钠 用途：在食品工业中作为淀粉改良剂、果汁饮料防混浊剂、肉食品加工保水剂、粘结剂、螯合剂、水质软化剂、分散剂、冰淇淋、奶酪等乳制品稳定剂，在水产品加工中起粘结和保水作用。还可以防止食品变色和维生素C分解。在食品加工中一般添加3-5‰，在水产品加工中最大添加量为3%。 六、磷酸
耐火材料：是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 主晶相：是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。 基质：是指耐火材料中大品体或骨料间隙中存在的物质。 直接结合:指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅酸盐相产生结合。 成型：借助外力和模型将坯料加工成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品的过程。 主晶相陶瓷结合:又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合。 酸性耐火材料：含有相当数量的游离二氧化硅（Si02)。酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料，几乎由94?97％的游离硅氧（Si02)构成。粘土质耐火材料与硅质相比，游离硅氧（Si02)的量较少，是弱酸性的。 碱性耐火材料：含有相当数量的MgO 和CaO 等，镁质和白云石质耐火材料是强碱性的， 格镁系和镁橄榄右质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱诚性耐火材料。 热震稳定性：耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能。 抗渣性：耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀怍用而不破坏的能力。 粘土质耐火材料：是用天然产的各种粘土作原料，将一部分粘土预先煅烧成熟料，并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30%-46%的硅酸盐铝质耐火材料。 耐火泥：是由粉状物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。 矿化剂：泛指内生成矿作用中对成矿物质的运移和集中起重要媒介作用的物质。 防氧化剂：含碳耐火材料采用金属添加剂的作用在于抑制碳的氧化， 被称为防氧化剂 减水剂：是指在能在保持耐火浇注料的流动值基本不变的条件下，显著降低拌和用水量的物质。 镁碳砖：是由高熔点碱性氧化镁（2800℃）和难以被炉渣浸润的高熔点碳素材料为原料，添加各种非氧化物添加剂，用碳质结合剂结合而成的不烧碳复合材料。 电熔镁砂是以优质镁砂为原料经过熔化而制成。 低水泥浇注料：由耐火细粉和结合剂组成的基质中，用超细粉（指粒度小于10μm ）来取代部分或大部分铝酸钙水泥，在加入少量分散剂使超细粉均匀地分散于骨料颗粒之间，填充在亚微米级的空隙中，从而形成均匀致密的组织结构。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程；液相起到促进烧结和降低烧结 温度的作用。 ，式子中的系数m 是SiO2/Na2O 的摩尔比。 显微结构：在光学和电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类 及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的 关系，称为显微结构。 气硬性结合剂：气硬性结合剂是在大气中和常温下即可逐渐凝结硬化 而具有相当高强度的结合剂 热硬性结合剂：热硬性结合剂是指在常温下硬化很慢和强度很低，而在高于常温但低于烧结温度下可较快的硬化的结合剂 问答题： 1.耐火材料的组织结构有那两个类型？ 答：宏观组织结构和微观组织结构。 2.耐火材料的高温蠕变可划分为哪三个特征阶段？ 答：一次蠕变初期蠕变或减速蠕变；第2次蠕变或粘性蠕变，又可称为均速锘变或稳态蟠变；第3次蠕变又称加速緩变。 3. 莫来石、菱镁矿、白云石、镁铝尖晶石和镁橄榄石的分子式。 答:，，， ，。 4、杂质成分与主成分共熔产生液相对耐火材料性能有何影响。 222??水玻璃的模数：是在水玻璃（Na O mSiO nH O ）2323:3Al 2O Si O 莫来石22MgO SiO ?镁橄榄石：33 白云石：CaCO MgCO 3Mg CO 菱镁矿：23MgO Al O 镁铝尖晶石:
食品添加剂磷酸盐的应用及市场展望 1、概述 磷酸盐在食品中除了作营养强化剂外，主要是作品质改良剂。通过保水、保湿、粘结、增塑、稠化、增容、改善流变性能和螫和金属离子等作用，以改进食品的组织结构和口感。 磷酸盐是目前世界各国应用最广泛的食品品质改良剂，越来越多地应用于加工型食品的各个领域，对食品品质的提高和改善起着重要的作用。 2、磷酸盐在食品中的主要作用 2．1、螯合作用 磷酸盐可螯和钙、镁、铁、铜等离子。几种典型磷酸盐螯和金属离子的能力见表1 2．2 pH值调节、缓冲作用 各种磷酸盐pH 值各不相同，从pH=4到pH=12，各种磷酸盐按一定的比例配合可以得到不同pH 值的缓冲剂，以满足各类食品的酸度调节和稳定。其中正磷酸盐的缓冲作用最强。 2.3 乳化、分散作用 防止蛋白质、脂肪分离，增加粘接性，改善混合物的组织结构，使食品组织柔软多汁。 2.4 蛋白质持水作用 防止蛋白质变性，磷酸盐在食品组织表面发生增溶作用，加热时形成一层凝结的蛋白质，从而改善水分的保持性。 2.5 阴离子效应 磷酸盐中的阴离子为磷酸根离子，能与副络蛋白复合物上的钙相结合，还能参于构成蛋白质分子间的离子桥，因而既可防止凝胶形成，又具有极强的分散、胶溶和乳化作用。
3 磷酸盐在食品加工中的应用 3.1 在肉制品中的应用 前文(见本刊2003年3月号增刊Pl7“磷酸盐在肉制品中的应用”一文)述及，磷酸盐通过① 提高肉的离子强度，② 改变pH 值③ 螯和肉中的金属离子④ 解离肉中的肌动球蛋白来提高肉的持水性，保证肉的鲜嫩度及原始风味，抑制肉制品的氧化变质而延长货架期。3．2 在面制品中的应用 磷酸盐在加工面条和方便面时可增加淀粉的吸水能力，增强面筋蛋白的吸水溶胀能力，从而增加面团的持水性，提高面条的弹性、口感滑爽并有筋道、复水快且耐煮泡。磷酸盐的缓冲性可稳定面团的pH 值，防止色、变质、并改善面条的风味和口感。磷酸盐螯和金属离子的特性使面制品蛋白质形成网状结构，增强面条筋度、提高粘弹性在烘焙食品加工中，磷酸盐最重要的用途是与碱性物质中和反应释放气体而作膨松剂。此外磷酸盐还用作面粉调节剂、面团改良剂、缓冲剂和酵母营养剂。 3.3 在水产品加工中的应用 磷酸盐的抗氧化作用，可防止虾头变黑、脱落、防止鱼丸、虾球、蟹肉的腐败变质，保持水产品的原有风味和营养。磷酸盐的持水特性有效地提高水产品的保水能力，减少加工过程中解冻损失，使水产品的肉汁更丰富，口感鲜嫩。 磷酸盐与碳水化合物混合使用，作为冷冻保护剂，可有效防止鱼糜制品蛋白质的冷冻变性。 3．4 在饮料中的应用磷酸盐应用于果汁饮料。 可使维生素C保持稳定，防止果汁类的氧化，稳定悬浮避免出现沉淀物，防止色调变化和香精氧化腐败。在碳酸饮料中。磷酸盐封锁了水中的金属离子，防止饮料氧化、变败、色变，使产品长期稳定，而且使CO，保持的很好。 3．5 在乳制品加工中的应用 磷酸盐可防止乳脂与水相分离，可使蛋白质变性、增溶，从而防止凝胶的形成。复合磷酸盐在还原奶加工中是最好的酸度调节剂。磷酸盐的分散、乳化作用使其广泛应用于干酪生产，使干酪制品形成均匀、光滑的组织结构。 4 磷酸盐的市场展望 食品磷酸盐安全、无毒。对人体有补钙、补铁、补锌等作用，而且磷酸根是人体合成细胞壁的基础物质。因此磷酸盐在食品加工中的应用越来越广泛，市场需求量越来越大。 目前已开发使用的食品磷酸盐类别有钠盐、钾盐、钙盐及特殊功能的铁盐、锌盐等，应用领域涉及肉制品、面制品、海产品、奶产品、饮料等行业。常用品种有三十多个，复配型磷酸盐品种更为繁多，仅日本市场上就有300余个品种。食品磷酸盐的市场消费量增长很快。 1990年世界食品磷酸盐的消费量已超过七十万吨。由于我国食品加工和对磷酸盐应用的研究起步都较晚，因此近年来国内磷酸盐的消费增长更为迅猛。二十世纪六、七十年代，只有个别食品添加磷酸盐，八十年代食品磷酸盐才得到广泛的开发。品种达到十余种，九十
磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。磷是人体所必需的重要的矿物质元素，人体摄入磷的主要来源为天然食物或食品磷酸盐添加剂，磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一。由于磷酸盐能改善或赋予食品一系列优异性能，因此早在一百多年前就开始应用于食品加工中，而大量使用则在二十世纪七十年以后。目前，磷酸盐是应用最广泛、用量较大的食品添加剂门类之一，作为重要的食品配料和功能添加剂广泛应用于肉制品、禽肉制品、海产品、水果、蔬菜、乳制品、焙烤制品、饮料、土豆制品、调味料、方便食品等的加工过程中。 二．磷酸盐的特性及其在食品加工中的作用 磷酸盐在食品加工中的功能主要有两点：一是作为品质改良剂,改进食品的组织结构和口感；二是可用作矿物营养强化剂。磷酸盐在食品加工中的作用主要基于磷酸盐的如下特性： 1. 缓冲作用： 2. 持水作用： 3. 聚阴离子效应： 4. 螯合作用： 5. 蛋白作用： 6.膨松作用： 7. 抗结块作用： 8. 延长食品货架期： 9. 矿物营养强化作用： 四. 磷酸盐在食品加工中的应用 1. 在肉制品和禽肉制品加工中的应用： 1.1 为提高肉制品的品质，通常肉制品加工中加入磷酸盐，其作用为： a. 提高肉制品的粘结性，改善肉制品的切片性能； b. 提高肉的持水能力，使肉制品在加工和烹调过程中仍能保持其天然水分、减少肉的营养成分损失，保存了肉制品的嫩度，提高成品率； c. 控制肉制品的PH值在最适合蛋白质发胀的范围并使肉制品产生最佳的颜色； d. 增进乳化性能和乳化稳定性，有效防止脂肪和水分离； e. 封闭金属阳离子，延缓肉制品加工中的氧化反应，能有效降低产品的酸败速度，抑制肉制品的脱色、酸败，延长肉制品的货架期； f. 改善肉制品的加工性能，提高生产效率。 1.3 磷酸盐在肉制品加工中的合理使用： 在实际应用中，应根据肉制品的类型、质地要求、生产工艺、原料等情况结合各种磷酸盐的特性选择适宜的磷酸盐种类及添加量。 添加了焦磷酸盐的肉制品，其肌肉蛋白质的天然保水能力得以恢复和增强，多聚磷酸盐在肌肉酶的作用下能很快转化成焦磷酸盐，因而亦能达到同样的效果。尽管焦磷酸盐的保水效果最佳，但其溶解性太差，因而决大多数情况下不能单独使用，而是常常和溶解性较好的长链聚磷酸盐或磷酸钾盐一起复合使用。此外,为发挥各种磷酸盐以及磷酸盐与其他添加剂之间的协同增效作用，常常使用各种复配型肉制品改良剂。 a. 对于香肠和肉糜类制品，通常使用焦磷酸盐和中等链长的聚磷酸盐，以干粉形式在斩拌时加入。所用的复合磷酸盐的PH值一般在7左右，有时也使用PH值高于9的复合磷酸盐。 b. 注射盐水用的复合磷酸盐必须满足以下要求：1）在冰盐水中的溶解性好；2）高溶解速率；3）在冰盐水中的稳定性好。所用的复合磷酸盐的PH值一般为8.5--9.5。在制备注射用的冰盐水时为达到最佳的肌肉蛋白活化效果,最好先将磷酸盐溶解于冰水中,然后再加盐,这一顺序一般不能颠倒。 c. 混合磷酸盐的添加量一般为0.1—0.4%,但使用时应严格控制用量。若添加量过高，会损害肉本来的风味，并且因PH值上升而影响发色。
磷酸盐在食品加工中的应用 磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一，作为重要的食品配料和功能添加剂被广泛用于食品加工中。本文讨论了磷酸盐作为食品添加剂的特性和应用领域。 磷酸盐食品加工应用 磷是人体所必需的重要的矿物质元素，人体摄入磷的主要来源为天然食物或食品磷酸盐添加剂，磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一。由于磷酸盐能改善或赋予食品一系列优异性能，因此早在一百多年前就开始应用于食品加工中，而大量使用则在二十世纪七十年以后。目前，磷酸盐是应用最广泛、用量较大的食品添加剂门类之一，作为重要的食品配料和功能添加剂广泛应用于肉制品、禽肉制品、海产品、水果、蔬菜、乳制品、焙烤制品、饮料、土豆制品、调味料、方便食品等的加工过程中。 一、磷酸盐的简介 1.分类 磷酸盐可分为正磷酸盐和缩聚磷酸盐： 正磷酸盐指正磷酸（H3PO4）的各种盐：M3PO4、M2HPO4、MH2PO4(M为一价金属离子)。 正磷酸盐加热脱水缩合形成缩聚磷酸盐,其通式为M n+2P n O3n+1,式中M为一价金属离子，n为磷原子数，当n值很大时，缩聚磷酸盐的极限化学式为M n P n O3n。 焦磷酸的各种盐称为焦磷酸盐，M4P2O7； 三磷酸的各种盐称为三聚磷酸盐，M5P3O10； 分子含有3个以上的磷原子的缩聚磷酸盐统称为多聚磷酸盐，其分子中含O-P-O键的数目称为多聚磷酸盐的链长。 偏磷酸盐分子式为（MPO3）n,大体可分环状偏磷酸盐、不溶性偏磷酸盐和偏磷酸盐玻璃体（这类物质实际上是链长在10以上的链状多聚磷酸盐及少量的环状偏磷酸盐的混合物）。 2.在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐，常用的食品级磷酸盐的品种有三十多种，磷酸钠盐是目前国内食品磷酸盐的主要消费种类，随着食品加工技术的发展，磷酸钾盐的消费量也在逐年上升。为充分发挥各种磷酸盐以及磷酸盐与其他添加剂之间的协同增效作用,满足食品加工技术的发展需求，在实际应用中常常使用各种复配型磷酸盐作为食品配料和功能添加剂，复配型磷酸盐的研究与开发日益成为磷酸盐类食品添加剂开发与应用的发展方向。 GB2760—96《食品添加剂使用卫生标准》规定许可使用及常用的食品级磷酸盐如表1所示。 表1常用的食品级磷酸盐 代码名称分子式分子量PH值(1%溶液）溶解度20℃g/100g水P2O5含量，% 15.005磷酸二氢钠NaH2PO4119.98 4.546.059.2
磷酸盐相关简介 在农业上，磷酸盐是植物的三种主要养份之一，且是肥料的主要成份。磷矿粉是从沉积岩的磷层中开采。以前它在开采后不用加工便可使用，但现时未加工的磷酸盐只会用在有机耕种上。一般它都是会化学加工制成过磷酸石灰、重过磷酸钙或磷酸二氢铵，它们的浓度都较磷酸盐高，且较易溶于水，所以植物可以较快吸收。中国国内磷矿石有80%-90%的产量用于磷肥生产。 一、磷矿石 1.我国磷矿资源的地质特征及分布情况 我国磷矿主要是海相沉积磷块岩矿床，成矿年代主要为震旦纪和寒武纪，其次是泥盆纪。贵州开阳磷矿区和瓮福磷矿区为中震旦统海相沉积磷块岩矿床；湖北胡集、宜昌和保康磷矿区为上震旦统海相沉积磷块岩矿床；云南滇池地区磷矿和四川马边磷矿区为下寒武统海相沉积磷块岩矿床：四川金河和清平磷矿区为上泥盆统海相沉积磷块岩矿床。以上各矿区构成我国磷矿矿区的主体部分。 我国磷矿资源广泛分布在我国27个省、市、自治区(均有查明资源储量)，查明资源储量在1亿t以上的有14个省、自治区。列前5位的依次是云南、贵州、湖北、湖南和四川，分别占全国查明资源储量的24%、16%、13%、12%和9%，前5位共占全国查明资源储量的74%。我国磷富矿(P2O5品位高于30%)主要分布在云、贵、鄂三省。
具体地说，我国磷矿主要分布在以下8个区域：云南滇池地区、贵州开阳地区、瓮福地区、四川金河—清平地区、马边地区和湖北的宜昌地区、胡集地区、保康地区。从总体上看，我国磷矿资源分布极不平衡，探明储量南多北少、西多东少，大型磷矿及富矿高度集中在西南部地区。 2.磷矿石价格（参考2012年10月30日价格） 1）云南 天宁矿业磷矿石价格稳定，29%品位磷矿石坑口不含税340元/吨；云南长易矿业磷矿石价格稳定，30%品位磷矿石坑口价300元/吨；云南晋宁磷都矿业磷矿石开采正常，28%品质磷矿石上蒜配矿二街货场价382元/吨，30±0.20%品位水洗黄磷矿中标价（二街货场价）502元/吨，29.5%品位原矿中标价（二街货场价）385元/吨。 2）四川 四川雷波县磷矿石价格稳定，现28%品位磷矿石坑口价250-255元/吨；27%品位坑口价220-225元/吨，26%品位磷矿石坑口价200-205元/吨，25%品位磷矿石坑口价180-185元/吨； 四川盘龙矿物磷矿石价格基本稳定，现28%绵竹到厂价在550元/吨，现30%绵竹到厂价在630元/吨。 3）湖北 湖北堰垭矿贸磷矿石价格稳定，目前24品位磷矿石坑口价格280元/吨，27品位磷矿石坑口价格350元/吨； 湖北宜昌舜天化工磷矿石开采稳定，28品位磷矿石船板价660-680
耐火材料种类、性能及检测 目前，工业上使用的耐火材料种类繁多，性能各异，涉及工业生产的各个领域。生产水泥使用的耐火材料应满足水泥生产工艺的要求，本文针对水泥回转窑系统使用耐火材料的种类及性能，从耐火砖和耐火浇注料二个方面进行介绍。 第一节回转窑工艺特性对耐火材料的要求 一、简介回转窑的工艺特性： 1．窑温高，对耐火材料的损坏加剧，水泥熟料熔体中的C3A （铝酸三钙）、C4AF（铁铝酸四钙）等侵蚀程度加大，窑内过热导致热应力破坏加剧。 2．窑速快，单位产量加大，机械应力和疲劳破坏加大。 3．碱、氯、硫等组分侵蚀严重，硫酸盐和氯化物等挥发、凝聚、反复循环富集，加剧结构剥落损坏。 4．窑径大，窑皮的稳定性差。 5．窑系统结构复杂，机械电气设备故障增加，频繁开停窑导致热震破坏加剧。 二、预分解窑对耐火材料的要求 1．常温力学强度和高温结构强度要高，窑内不管烧成状况的好坏，窑内温度在10000C以上，要求耐火砖荷重软化温度高。 2．热震稳定性要好，即抵抗窑温剧烈变化而不被破坏的能力好。在停窑，开窑以及窑运转状态不稳定的情况下，窑内的温度变化较大，要求窑衬在温度剧烈变化的情况下，不能有龟裂或者
剥落，要求在操作时尽量使窑温稳定。 3．抗化学侵蚀性要强，在窑内烧成时，所形成的灰分、熔渣、蒸气会对窑衬产生侵蚀。 4．耐磨及力学强度要高，窑内生料的滑动及气流中粉尘的磨擦，对窑衬造成磨损。尤其是开窑的初期，窑内还没有窑皮保护时更是如此。窑衬还要承受高温时的膨胀应力及窑筒体椭圆变形所造成的应力。要求窑衬要有一定的力学强度。 5．窑衬具有良好的挂窑皮性能，窑皮挂在衬砖上，对衬砖有保护作用，如果衬砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长时间，可以使窑衬不受侵蚀与磨损。 6．气孔率要低，如果气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入衬砖中凝结，毁坏衬砖，特别是碱性气体。 7．热膨胀安定性能要好，窑筒体的热膨胀系数虽大于窑衬的热膨胀系数。但是窑筒体温度一般都在280-450度左右，而窑衬砖的温度一般都在800度以上，在烧成带温度有1500度，窑衬的热膨胀比窑筒体要大，窑衬容易受压力造成剥落。 8．低铬或无铬，减少铬公害。 9．抗水化性能要好。 第二节预分解窑用耐火砖的种类 一、非碱性砖 非碱性砖为氧化铝含量在48%以上的硅酸铝耐火制品。矿物组成为刚玉（α-AI2O3）、莫来石（3 AI2O32SiO2）和玻璃相，其