一種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法，將硅酸鹽類橄欖石礦和燒結(jié)助劑置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600℃時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘，高溫區(qū)溫度在600-1500℃之間，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖石。所述的燒結(jié)助劑為坡縷石和鎂砂粉的混合物。
【專利說明】一種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橄欖石由于地址生成和礦物結(jié)構(gòu)原因，屬于世界稀有資源之一。雖然我國(guó)資源豐富，但是蝕變嚴(yán)重，未蝕變橄欖石MgO≥44%，灼失量〈3%僅有數(shù)千萬噸，且埋藏在數(shù)百米以下的深部，而占90%以上的橄欖石，已不同程度的蝕變成Mg0〈40%，灼失量>8%的純橄欖巖和蛇紋石，尤其是礦區(qū)表層數(shù)億噸蝕變純橄欖巖Mg0〈32%，灼失量>10%，不能為工業(yè)直接應(yīng)用，只能作為低檔鈣鎂磷肥原料，利用率較低。
[0003]針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問題，CN1807663A公開了一種高品位鎂橄欖石的制備方法，將純橄欖巖進(jìn)行煅燒，使純橄欖巖脫失結(jié)晶水，灼失量降低，得到高品位的鎂橄欖石，煅燒時(shí)采用立式輪窯，控制溫度為600-1550°C，煅燒高溫區(qū)為900-1550°C，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為25分鐘-1小時(shí)。通過煅燒的方法，將蝕變嚴(yán)重純橄欖巖變成高品位的鎂橄欖石，使經(jīng)過處理后的純橄欖巖能夠直接為工業(yè)上所利用，提高了資源的利用率。
[0004]進(jìn)一步，CN101717263A公開了一種微波焙燒硅酸鹽類橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法，將硅酸鹽類橄欖石礦置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600°C時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘，高溫區(qū)溫度在600-1500°C之間，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖石。與CN1807663A專利技術(shù)相比，采用將微波能量輻射直接傳導(dǎo)給硅酸鹽類橄欖石物料分子，使分子在低溫狀態(tài)下獲得相應(yīng)的熱能，將礦石中結(jié)晶水剔除，將制品塊料燒結(jié)，從而將蝕變嚴(yán)重的純橄欖巖變成高品位鎂橄欖石，采用微波爐完成煅燒，只需2-5分鐘即可使礦石塊達(dá)到所需要的溫度，降低了能量消耗，沒有CO，CO2, SO2，廢煙，廢塵及熱能排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
[0005]與上述將蝕變嚴(yán)重的鎂橄欖石礦制成高品位的鎂橄欖石，然后再加工利用不同，還有一部分現(xiàn)有技術(shù)利用尾礦或礦粉制成高純鎂橄欖石作為耐火材料使用。其中，CN102295293A公開了一種用菱鎂礦尾礦和滑石尾礦合成高純鎂橄欖石的方法，以菱鎂礦尾礦和滑石尾礦為主體原料，分析了這兩種尾礦的化學(xué)成分，經(jīng)理論計(jì)算控制MgCVSiO2比在橄欖石-方鎂石組成范圍內(nèi)，加入添加劑，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造成高純鎂橄欖石耐火材料，其中配料的各組分重量百分比含量如下:菱鎂礦尾礦細(xì)粉60-70%，滑石尾礦粉25-35%，添加劑2_8%，外加結(jié)合劑5_10%。所得高純鎂橄欖石耐火原料的使用溫度達(dá)到1600°C以上，體積密度大于2.55g/cm3,橄欖石和方鎂石含量大于97%，使用領(lǐng)域廣，綜合利用廢物，生產(chǎn)成本低。
[0006]CN101481250A公開了一種輕質(zhì)鎂橄欖石原料的制備方法，采用橄欖石粉礦或蛇紋石粉礦、輕燒鎂粉或菱鎂礦細(xì)粉、燒失劑為主要原料，將橄欖石粉礦或蛇紋石礦粉與輕燒鎂粉或菱鎂礦細(xì)粉的配比按主要原料中氧化鎂與氧化硅的質(zhì)量比值為1.2-1.5進(jìn)行，燒失劑的加入量占總重量的20-40%，有機(jī)結(jié)合劑的加入量占總重量的l_3wt%，混合均勻，并外加入5-8%重量比的水混煉均勻制成泥料，采用半干法成型，將烘烤后的坯體在1400-1520°C煅燒，保溫2-4小時(shí)。充分利用了粉礦資源，減少對(duì)環(huán)境的污染，降低了原料的生產(chǎn)成本。
[0007]CN102633515A公開了一種鎂-鎂橄欖石合成砂及其制備方法，由下述原料按重量百分比組成，廢棄菱鎂礦細(xì)粉:30-50%，菱鎂礦選礦尾礦粉:20%-30%，活性輕燒氧化鎂粉:0%-20%，硼泥:30%-50%。制備方法如下將廢棄菱鎂礦細(xì)粉、菱鎂礦選礦尾礦粉、硼泥、輕燒氧化鎂及原料總重量20%的水，放入濕式輪碾機(jī)中充分?jǐn)嚢栎喣?，再?jīng)壓密、壓球過程制成直徑40-60mm的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到鎂砂豎窯中經(jīng)1550_1650°C煅燒后燒結(jié)成鎂-鎂橄欖石合成砂。該專利技術(shù)一方面解決了鎂橄欖石單獨(dú)使用高溫性能差的問題，另一方面使得廢棄菱鎂礦細(xì)粉、菱鎂礦選礦尾礦粉、硼泥得到了綜合利用，變廢為寶，并且降低鎂-鎂橄欖石合成砂的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種新型橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法，該方法結(jié)合上述專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)制備方法的工藝進(jìn)行了改進(jìn)，一方面沿用微波焙燒技術(shù)，節(jié)省時(shí)間，降低能量消耗；另一方面，在焙燒時(shí)加入適量的助劑進(jìn)行燒結(jié)。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法，將硅酸鹽類橄欖石礦和燒結(jié)助劑置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600°C時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘，高溫區(qū)溫度在600-1500°C之間，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖石。
[0010]所述的娃酸鹽類橄欖石礦是礦體表層蝕變的純橄欖巖或蛇紋石，MgO含量小于39%，灼失量大于10%。
[0011]所述的燒結(jié)助劑為坡縷石和鎂砂粉的混合物，其用量?jī)?yōu)選為橄欖石礦用量的5-10%。若用量超過10%，對(duì)最終產(chǎn)品的性能沒有進(jìn)一步提高，反而增加了生產(chǎn)成本；若用量低于5%，則對(duì)鎂橄欖石的品位有 提高，但較5%以上用量的提高稍差，結(jié)合兩方面的因素，燒結(jié)助劑的用量為橄欖石礦用量的5-10%。
[0012]燒結(jié)助劑對(duì)鎂橄欖石成品的密度，氣孔分布有重要影響，通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過使用坡縷石和鎂砂粉的混合物，得到的鎂橄欖石的體積密度大于2.60g/cm3，氣孔分布均勻，耐高溫性能好(耐火度≤1715°C)，優(yōu)選地，坡縷石與鎂砂粉的重量比為10:1-5:1，若僅用其中單一的成分作為燒結(jié)助劑，則體積密度會(huì)低于2.60g/cm3，若重量比超出上述范圍則成品鎂橄欖石的耐高溫性能降低。
【具體實(shí)施方式】
[0013]原材料選用蝕變純橄欖巖或蛇紋石，MgO < 32%，灼失量> 10%，將其和燒結(jié)助劑置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，在低于600-700°C時(shí)純橄欖巖(蛇紋石)脫失結(jié)晶水，使其制品在低于600-1500°C充分燒結(jié)，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘。去掉礦石中的結(jié)晶水及其它揮發(fā)份雜質(zhì)，冷卻至室溫后得到熟料鎂橄欖石，灼失量< 1.0%。其主要理化指標(biāo)為:MgO≤44%，耐火度≤1715°C，體積密度大于2.60g/cm3。較傳統(tǒng)石灰窯爐無CO、CO2, SO2,廢煙、氣排放，且提高產(chǎn)量，降低能耗，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能工業(yè)化生產(chǎn)。
[0014]實(shí)施例1:
將硅酸鹽類橄欖石礦(蝕變純橄欖 巖或蛇紋石，MgO < 32%，灼失量> 10%)和燒結(jié)助劑(坡縷石和鎂砂粉的混合物)置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600°C時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為5分鐘，高溫區(qū)溫度在1500°C，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖石。其主要理化指標(biāo)為:MgO≥44%，耐火度1718°C，體積密度3.20g/cm3。
[0015]其中燒結(jié)助劑用量為橄欖石礦用量的10%，坡縷石與鎂砂粉的質(zhì)量比為5:1。
[0016]實(shí)施例2:
燒結(jié)助劑用量為橄欖石礦用量的15%，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為=MgO≥44%，耐火度1718°C，體積密度3.20g/cm3。
[0017]實(shí)施例3:
燒結(jié)助劑用量為橄欖石礦用量的3%，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO≥44%，耐火度1715°C，體積密度小于2.60 g/cm3 (大于2.20g/cm3)。
[0018]實(shí)施例4:
燒結(jié)助劑為坡縷石，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO ≥44%，耐火度1713°C，體積密度小于2.60g/cm3 (大于2.20g/cm3)。
[0019]實(shí)施例5:
燒結(jié)助劑為鎂砂粉，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO ≥ 44%，耐火度1712°C，體積密度小于2.60g/cm3 (大于2.20g/cm3)。
[0020]實(shí)施例6:
坡縷石與鎂砂粉的質(zhì)量比為4:1，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO≥44%，耐火度1715 °C，體積密度2.80g/cm3。
[0021]實(shí)施例7:
坡縷石與鎂砂粉的質(zhì)量比為11:1，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO≥44%，耐火度1715 °C，體積密度2.90g/cm3。
[0022]實(shí)施例8:
坡縷石與鎂砂粉的質(zhì)量比為10:1，其它與實(shí)施例1相同。所得成品主要理化指標(biāo)為:MgO≥44%，耐火度1719°C，體積密度3.10g/cm3。
[0023]實(shí)施例9
其它條件于實(shí)施例1相同，不同之處在于燒結(jié)助劑中的坡縷石如實(shí)施例1的時(shí)機(jī)加入，而鎂砂粉在使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒的時(shí)候加入。所得熟料鎂橄欖石的主要理化指標(biāo)為:MgO ≥ 44%，耐火度1750°C，體積密度3.22g/cm3。
[0024]對(duì)比例1:
其它條件與實(shí)施例1相同，不同之處在于不使用燒結(jié)助劑。所得鎂橄欖石的主要理化指標(biāo)為=MgO含量30%，耐火度1528 °C，體積密度2.20g/cm3。
[0025]通過實(shí)施例1-8與對(duì)比例I的比較可見，通過使用燒結(jié)助劑，有效改善了最終產(chǎn)品的耐火度和體積密度。
[0026]對(duì)于燒結(jié)助劑的用量。通過實(shí)施例1和2的比較可見，若燒結(jié)助劑的用量超過10%，對(duì)最終產(chǎn)品的性能沒有進(jìn)一步提高。實(shí)施例1與3的比較可見，燒結(jié)助劑的用量低于5%，則會(huì)影響最終成品鎂橄欖石的耐火性能和體積密度。
[0027]對(duì)于燒結(jié)助劑的選擇。通過實(shí)施例1與實(shí)施例4和5的比較可見，聯(lián)合使用坡縷石或鎂砂粉與單一使用坡縷石或鎂砂粉相比，耐火性能和體積密度顯著提高。
[0028]對(duì)于燒結(jié)助劑中坡縷石和鎂砂粉的用量配比選擇。通過實(shí)施例1與實(shí)施例6、7和8的比較可見，坡縷石與鎂砂粉的重量比優(yōu)選為10:1-5:1，若重量比超出上述范圍則成品鎂橄欖石的耐高溫性能降低。
[0029]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。`
【權(quán)利要求】
1.一種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法，將娃酸鹽類橄欖石礦和燒結(jié)助劑置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600°C時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘，高溫區(qū)溫度在600-1500°C之間，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖
O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的硅酸鹽類橄欖石礦是礦體表層蝕變的純橄欖巖或蛇紋石，MgO含量小于39%,灼失量大于10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的燒結(jié)助劑為坡縷石和鎂砂粉的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:燒結(jié)助劑用量?jī)?yōu)選為橄欖石礦用量的5-10%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:坡縷石與鎂砂粉的重量比為10:1-5:1。
6.—種橄欖石礦制備鎂橄欖石的方法,將娃酸鹽類橄欖石礦和作為燒結(jié)助劑坡縷石的置于微波窯爐中進(jìn)行煅燒，控制溫度低于600°C時(shí)，使硅酸鹽類橄欖石礦脫失結(jié)晶水，繼續(xù)進(jìn)行高溫煅燒，且高溫煅燒的同時(shí)加入鎂砂粉，煅燒高溫區(qū)時(shí)間為2-5分鐘，高溫區(qū)溫度在600-1500°C之間，冷卻至室溫得到熟料鎂橄欖石。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:燒結(jié)助劑用量?jī)?yōu)選為橄欖石礦用量的5-10%ο
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述`的方法，其特征在于:坡縷石與鎂砂粉的重量比為10:1-5:1。
【文檔編號(hào)】C04B32/00GK103553560SQ201310519103
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳志芳 申請(qǐng)人:新疆華莎能源股份有限公司