專利名稱：一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法
一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鎂橄欖石晶體熔點1890°C，為島狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，具有熔點高、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐金屬熔體和渣侵蝕性高的優(yōu)良特性。而天然鎂橄欖石不僅雜質(zhì)含量較高且燒失量大，即使經(jīng)高溫煅燒處理，仍不能滿足高檔耐火制品的要求。天然鎂橄欖石中含有的如 Fe203> SiO2和Al2O3等雜質(zhì)，在礦物中或高溫下將會形成低熔物，如鐵橄欖石、鈣鎂橄欖石、 透輝石、鈣長石、堇青石等，進而降低制品的耐火度和荷重軟化溫度；因雜質(zhì)成分的存在導(dǎo)致多種礦相并存，造成耐火制品高溫下性質(zhì)的不穩(wěn)定，嚴重影響了耐火材料生產(chǎn)和耐火材料產(chǎn)品的推廣。
現(xiàn)有技術(shù)中也有一些有關(guān)鎂橄欖石制備的方法，但都存在一定的不足如以蛇紋石尾礦為主要原料(萬建東，東?？h蛇紋石尾礦轉(zhuǎn)化為鎂橄欖石的研究.非金屬礦， 1997，3: 61-63)的制備技術(shù)，經(jīng)細磨、成型和燒成得到致密鎂橄欖石原料，但由于原料中的Fe2O3和CaO等雜質(zhì)含量較高，使所制備的鎂橄欖石高溫性質(zhì)不穩(wěn)定，限制了其在耐火制品中的應(yīng)用；另如“用菱鎂礦尾礦和滑石尾礦合成高純鎂橄欖石的方法”(201110159148) 的專利技術(shù)，以菱鎂礦尾礦和滑石尾礦為主體原料，加入添加劑和結(jié)合劑，經(jīng)配料、混料、成型、烘干、高溫合成和破碎等工序制得使用溫度高于1600°C和體積密度大于2. 55g/cm3的高純鎂橄欖石耐火原料，但該技術(shù)采用的原料及產(chǎn)物中含有一定量的氧化鐵，則會影響最終產(chǎn)物在高溫下的使用效果，受制備方法限制，該技術(shù)無法制得高密度的鎂橄欖石，如在確保高溫性能優(yōu)異的前提下，體積密度大于2. 9 g/cm3的致密鎂橄欖石；又如“用鐵尾礦生產(chǎn)鎂橄欖石耐火材料的方法”(ZL200610047981)的專利技術(shù)，在鐵尾礦與輕燒鎂粉的混合料中加入橄欖石熟料、可燒失物、結(jié)合劑和水，經(jīng)攪拌、成型、干燥、保溫和燒成，制得鎂橄欖石耐火材料，該技術(shù)采用的原料中存在有較高含量的鐵，將會顯著影響產(chǎn)物的高溫性能，進而無法在與侵蝕介質(zhì)、還原氣氛、堿性粉塵等接觸的高溫環(huán)境下長期使用；再如“輕質(zhì)鎂橄欖石磚及其制造方法”(200610134805)的專利技術(shù)，將橄欖石砂、鎂砂、焦炭和木炭等混合，經(jīng)干燥、燒成、切和磨制得使用溫度達到1540°C的輕質(zhì)鎂橄欖石磚。
總之，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于鎂橄欖石材料或鎂橄欖石磚的制備方法，都存在一些不足 或原料中含有鐵、鈣等雜質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品高溫性質(zhì)的不穩(wěn)定；或制備的產(chǎn)物為輕質(zhì)材料 。故都不能滿足與侵蝕介質(zhì)、還原氣氛和堿性粉塵等接觸的高溫環(huán)境對耐火材料產(chǎn)品的體積密度、氣孔率、高溫性質(zhì)的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種生產(chǎn)成本低和易于燒結(jié)的致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，用該方法制備的致密鎂橄欖石耐火原料體積密度大、氣孔率低和高溫性質(zhì)穩(wěn)定。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是先將69 85wt%的滑石粉、13 30 wt%的鎂質(zhì)原料細粉和O. 2^2wt%的添加劑混合，制得混合料；再外加所述混合料f 10wt%的結(jié)合劑， 置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3 10wt%的水，攪拌1(Γ30分鐘，壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在135(T165(TC條件下煅燒，保溫 Γ3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
所述滑石粉中的A1203、CaO和Fe2O3的雜質(zhì)含量小于1. 2wt%,滑石粉的粒徑小于 O. 045mm。
所述鎂質(zhì)原料細粉為電熔鎂砂細粉、燒結(jié)鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉中的一種； 鎂質(zhì)原料細粉中的A1203、CaO和Fe2O3的雜質(zhì)含量小于3 wt%,鎂質(zhì)原料細粉的粒徑小于O.045 mm。
所述添加劑為碳化硅、氮化硅和二氧化鈦中的一種以上，所述添加劑中的Fe2O3的含量小于lwt%,粒徑小于O. 045 mm。
所述壓制的壓力為45 55MPa。
所述結(jié)合劑為蔗糖、半乳糖、葡萄糖和工業(yè)糊精粉中的一種。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所采用的鎂質(zhì)原料細粉和滑石粉來源廣泛，生產(chǎn)成本低，各種原料顆粒之間緊密接觸，易于燒結(jié)，物相結(jié)合良好，有利于提高產(chǎn)物的物理化學(xué)性能。
用該方法制備的致密鎂橄欖石耐火原料的體積密度大于2. 9 g/cm3，氣孔率小于 10 %，高溫性質(zhì)穩(wěn)定,特別適合于有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃等高溫設(shè)備用耐火材料的制備。
因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低和易于燒結(jié)的特點，所制備的致密鎂橄欖石耐火原料體積密度大、氣孔率低和高溫性質(zhì)穩(wěn)定。
具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
為避免重復(fù)，先將本具體實施方式
的原料統(tǒng)一描述如下，各實施例中不再贅述 滑石粉中的A1203、CaO和Fe2O3的雜質(zhì)含量小于1. 2wt%，滑石粉的粒徑小于O. 045mm ； 電熔鎂砂細粉、燒結(jié)鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉中的Al203、Ca0和Fe2O3的雜質(zhì)含量均分別小于3wt%,粒徑均小于O. 045 mm ；碳化硅、氮化硅和二氧化鈦中的一種以上的Fe2O3的含量均分別小于lwt%，粒徑均分別小于 O. 045 mm。
實施例1一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將69 75 wt%的滑石粉、23 30 wt%的電熔鎂砂細粉和廣2 wt%的二氧化鈦混合,制得混合料；再外加所述混合料1 3 wt%的工業(yè)糊精，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3飛wt% 的水，攪拌10 30分鐘，在45飛5 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在 150(Γ1600 條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 95g/cm3 ;氣孔率小于9%ο
實施例2一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將7210 wt%的滑石粉、1擴27被％的電熔鎂砂細粉和O. 2^1 wt%的二氧化鈦混合,制得混合料；再外加所述混合料6 10wt%的工業(yè)糊精，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料7 10 wt%的水，攪拌1(Γ30分鐘，在45飛5 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在 155(T1650°C條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 9 g/cm3 ;氣孔率小于10 %。
實施例3一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將8(T85wt%的滑石粉、13^19wt%的電熔鎂砂細粉和廣2wt%的碳化硅混合，制得混合料；再外加所述混合料3飛wt%的工業(yè)糊精，置于球磨機中球磨1 3小時,制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料5 8 wt%的水,攪拌 10^30分鐘，在45 55MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在135(Tl450°C條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 92g/cm3 ;氣孔率小于9. 5%ο
實施例4一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將7210 wt%的滑石粉、1擴27被％的燒結(jié)鎂砂細粉和O. 2 lwt%的碳化娃混合,制得混合料；再外加所述混合料7 10 wt%的葡萄糖，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料8 10 wt% 的水，攪拌10 30分鐘，在45飛5 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在 145(T1550°C條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 98g/cm3 ;氣孔率小于9 %。
實施例5一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將69 75 wt%的滑石粉、23 30 wt%的燒結(jié)鎂砂細粉和廣2 wt%的氮化娃混合,制得混合料；再外加所述混合料5 8 wt%的葡萄糖， 置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3 5 wt%的水，攪拌10 30分鐘，在45 55 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在155(Tl650°C 條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 9 g/cm3 ;氣孔率小于10 %。
實施例6 一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將8(T85 wt%的滑石粉、13 19 wt%的燒結(jié)鎂砂細粉、O. 5"! wt%的二氧化鈦和O. 5 lwt%的碳化娃混合,制得混合料；再外加所述混合料廣5 wt%的葡萄糖，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料5 8 wt%的水,攪拌10 30分鐘,在45 55 MPa壓力下壓制成還體，干燥；最后將干燥后的坯體在155(T1650°C條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 9g/cm3 ;氣孔率小于10 %。
實施例7一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將69 75 wt%的滑石粉、23 30 wt%的輕燒氧化鎂細粉、O. 5^1 wt%的氮化硅和O. 5^1wt%的碳化硅混合，制得混合料；再外加所述混合料廣5 wt%的半乳糖，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3 6 wt%的水，攪拌10 30分鐘，在45 55 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在150(Tl60(rC條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 95g/cm3 ;氣孔率小于9 %。
實施例8一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將7210 wt%的滑石粉、1擴27被％的輕燒氧化鎂細粉和O. 2^1 wt%的氮化硅混合，制得混合料；再外加所述混合料5 10 wt%的半乳糖，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料5 8 wt% 的水，攪拌10 30分鐘，在45飛5 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在 140(Γ1500 條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于2. 9g/cm3 ;氣孔率小于10% ο
實施例9一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。先將8(T85 wt%的滑石粉、13 19被％的輕燒氧化鎂細粉、O. 3^0. 5 wt%的二氧化鈦、O. 4 lwt%的氮化娃和O. 3^0. 5 wt%的碳化娃混合，制得混合料；再外加所述混合料廣5 wt%的蔗糖，置于球磨機中球磨f 3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3 6 wt%的水，攪拌10 30分鐘，在45 55 MPa壓力下壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在155(T1650°C條件下煅燒，保溫f 3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
本實施例所制備的致密鎂橄欖石耐火原料，經(jīng)檢測體積密度大于3g/cm3 ;氣孔率小于9% ο
本具體實施方式
與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果1、原料來源廣泛,生產(chǎn)成本低；2、物料顆粒緊密接觸，易于燒結(jié)，物相結(jié)合良好，有利于提高產(chǎn)物的物理化學(xué)性能。
3、用該方法制備的致密鎂橄欖石耐火原料的體積密度大于2. 9 g/cm3，氣孔率小于10 %，高溫性質(zhì)穩(wěn)定，特別適合于有色金屬和鋼鐵冶煉、水泥和玻璃等高溫設(shè)備用耐火材料的制備。
因此，本具體實施 方式具有生產(chǎn)成本低和易于燒結(jié)的特點，所制備的致密鎂橄欖石耐火原料體積密度大、氣孔率低和高溫性質(zhì)穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于先將6iT85wt%的滑石粉、 13^30 wt%的鎂質(zhì)原料細粉和O. 2^2wt%的添加劑混合，制得混合料；再外加所述混合料 ri0wt%的結(jié)合劑，置于球磨機中球磨廣3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3 10wt%的水，攪拌1(Γ30分鐘，壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在135(T1650°C 條件下煅燒，保溫廣3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于所述滑石粉中的A1203、CaO和Fe2O3的雜質(zhì)含量小于1. 2wt%，滑石粉的粒徑小于O. 045 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于所述鎂質(zhì)原料細粉為電熔鎂砂細粉、燒結(jié)鎂砂細粉和輕燒氧化鎂細粉中的一種，鎂質(zhì)原料細粉中的αι203、 CaO和Fe2O3的雜質(zhì)含量小于3 wt%，鎂質(zhì)原料細粉的粒徑小于O. 045 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于所述添加劑為碳化硅、氮化硅和二氧化鈦中的一種以上，所述添加劑中的Fe2O3的含量小于lwt%，粒徑小于 O.045 mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于所述壓制的壓力為4δ 55MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法，其特征在于所述結(jié)合劑為蔗糖、半乳糖、葡萄糖和工業(yè)糊精粉中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求Γ6項中任一項所述致密鎂橄欖石耐火原料的制備方法制備的致密鎂橄欖石耐火原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種致密鎂橄欖石耐火原料及其制備方法。其技術(shù)方案是先將69~85wt%的滑石粉、13~30wt%的鎂質(zhì)原料細粉和0.2~2wt%的添加劑混合，制得混合料；再外加所述混合料1~10wt%的結(jié)合劑，置于球磨機中球磨1~3小時，制得球磨料；然后向球磨料中加入占球磨料3~10wt%的水，攪拌10~30分鐘，壓制成坯體，干燥；最后將干燥后的坯體在1350~1650℃條件下煅燒，保溫1~3小時，制得致密鎂橄欖石耐火原料。本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低和易于燒結(jié)的特點，所制備的致密鎂橄欖石耐火原料體積密度大、氣孔率低和高溫性質(zhì)穩(wěn)定。
文檔編號C04B35/66GK103044043SQ20131001643
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者王周福, 張少偉, 韓春暉, 劉浩, 王璽堂, 張保國, 馬妍 申請人:武漢科技大學(xué)