專利名稱：一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法，具體地說是一種由結(jié)晶菱鎂礦制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法。
國(guó)際上公認(rèn)的燒結(jié)鎂砂優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品其理化指標(biāo)為體積密度≥3.40g/cm3、MgO≥96％(wt)、CaO/SiO2≥2。目前日本、英國(guó)、美國(guó)、奧地利等國(guó)家，利用微結(jié)晶菱鎂礦，采用輕燒-細(xì)磨-壓球-死燒工藝，或利用海水及鹵水提純，采用輕燒-壓球-死燒工藝，生產(chǎn)符合上述國(guó)際公認(rèn)理化指標(biāo)的微晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂和海水、鹵水鎂砂。但這些微晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂中，方鎂石晶粒通常在80μm以下，單位截面內(nèi)晶界多，工作狀態(tài)下熔渣浸入機(jī)會(huì)多，因而造成以上述燒結(jié)鎂砂為基料的耐火材料蝕損率比較高。
我國(guó)具有世界上儲(chǔ)量最豐、質(zhì)量最優(yōu)的結(jié)晶菱鎂礦也即粗、中結(jié)晶菱鎂礦資源，但利用現(xiàn)有的輕燒-細(xì)磨-壓密-死燒工藝，只能獲得最大體積密度為3.29～3.34克/厘米3的燒結(jié)鎂砂。這是因?yàn)榻Y(jié)晶菱鎂礦屬于難燒結(jié)原料，在輕燒活化時(shí)，其晶粒表面由于蒸發(fā)凝聚或者表面擴(kuò)散進(jìn)行外延生長(zhǎng)而成核，反應(yīng)由表面向內(nèi)部進(jìn)行，方鎂石晶粒成核生長(zhǎng)，CO2氣體放出，最后形成由無數(shù)極微細(xì)晶粒組成的多孔體，并保留著菱鎂礦原來的外形即假相。這種菱鎂礦假相雖然具有較低的表觀密度，但卻具有很高的強(qiáng)度和熱力學(xué)穩(wěn)定性，而且經(jīng)壓密也不能使其破壞。在死燒時(shí)，這種菱鎂礦假相內(nèi)部首先急速燒結(jié)起來，使壓密體內(nèi)的局部區(qū)域收縮并產(chǎn)生不規(guī)則的裂紋，而使各假相之間產(chǎn)生較大的空隙，從而阻礙了壓密體整體的致密化過程?！赌突鸩牧稀冯p月刊1983年第3期發(fā)表的題目為《海城高純天然粗晶鎂石燒結(jié)研究》中，公開了一種以粗結(jié)晶菱鎂礦為原料，采用細(xì)磨-輕燒-再磨-壓密-死燒工藝生產(chǎn)燒結(jié)鎂砂的方法，當(dāng)再磨至輕燒MgO粉末顆粒至少全部通過320目(-40μm)的篩目時(shí)，能制出體積密度為3.35～3.37克/厘米3的高純粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂。這表明細(xì)磨可對(duì)這種輕燒MgO的菱鎂礦假相起到破壞作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果證明當(dāng)將這種輕燒MgO粉體全部細(xì)磨至-20μm時(shí)，可制得體積密度≥3.40g/cm3的高純粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂。然而，在工業(yè)化生產(chǎn)中，由于采用現(xiàn)有的工藝及設(shè)備都無法將由結(jié)晶菱鎂礦制取的輕燒MgO粉體全部細(xì)磨至-20μm以下，所以至今仍然不能由結(jié)晶菱鎂礦生產(chǎn)出高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂。
本發(fā)明的目的是提供一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法，由結(jié)晶菱鎂礦生產(chǎn)體積密度≥3.40g/cm3、MgO≥96％、CaO/SiO2≥2的燒結(jié)鎂砂，以使我國(guó)豐富的結(jié)晶菱鎂礦資源得以充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法，以結(jié)晶菱鎂礦石為原料，工藝過程包括輕燒、細(xì)磨、壓球、死燒等工序，其具體方法為1)將MgO≥46.5％(wt)、CaO/SiO2≥2的結(jié)晶菱鎂礦塊礦或浮選精礦粉，在780-1200℃輕燒10秒-120分鐘，獲得活性MgO，2)將活性MgO進(jìn)行細(xì)磨，然后經(jīng)分級(jí)選取顆粒度分布范圍為≤10μm 40-90％(wt)＞10μm-≤20μm 10-55％(wt)＞20μm-≤45μm 0-20％(wt)活性MgO粉體，3)將經(jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體。在≥300MPa的壓力下壓制成料球，4)將料球在1750-2500℃死燒30-180分鐘，即可得到高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂成品。
可將結(jié)晶菱鎂礦塊礦先破碎至粒度≤5mm后，再進(jìn)行輕燒。
輕燒是在850-1000℃輕燒15秒-90分鐘。
死燒是在1800-2300℃死燒45-150分鐘。
在經(jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體中加入液體結(jié)合劑造粒，然后再壓制成料球，可提高成球率。液體結(jié)合劑可為煤油或者柴油，加入量為外加1-8％(wt)。液體結(jié)合劑可為水，加入量為外加5-15％(wt)。
本發(fā)明方法中采用了對(duì)細(xì)磨后的活性MgO粉體分級(jí)這一特有的工序，可根據(jù)燒結(jié)鎂砂的質(zhì)量要求任意調(diào)節(jié)MgO粉體粒度組成范圍，確保由結(jié)晶菱鎂礦制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂。經(jīng)測(cè)試證明，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)出的高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的理化指標(biāo)為MgO≥96％、體積密度≥3.40g/cm3、CaO/SiO2≥2、方鎂石晶粒平均尺寸達(dá)85～210μm。對(duì)高純粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的巖相研究表明當(dāng)體積密度≥3.40g/cm3時(shí)，方鎂石晶粒之內(nèi)與晶粒之間的氣孔體積比很大，即有限的氣孔主要以封閉性的晶內(nèi)氣孔形式存在，晶間氣孔很少，因而抗熔渣浸透能力高。另外，由于這種燒結(jié)鎂砂的晶粒尺寸大，單位截面內(nèi)晶界相對(duì)而言就少，因而熔渣侵入途經(jīng)少，也使其抗熔渣浸透能力得到顯著提高。
本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了由結(jié)晶菱鎂礦制取體積密度≥3.40g/cm3、MgO≥96％(wt)、CaO/SiO2≥2的國(guó)際公認(rèn)燒結(jié)鎂砂優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，解決了工業(yè)生產(chǎn)中長(zhǎng)期沒能解決的問題，使我國(guó)豐富的結(jié)晶菱鎂礦資源得以充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的高純高密度微晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂相比，由于采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的燒結(jié)鎂砂抵抗熔渣浸透能力強(qiáng)，因此以該鎂砂為基料制成的耐火材料高溫強(qiáng)度高，耐熔渣滲透和侵蝕能力強(qiáng)，可以替代相近品級(jí)的電熔鎂砂，是一種具有廣泛用途的優(yōu)質(zhì)鎂砂。


附圖為本發(fā)明方法工藝流程圖。
本發(fā)明方法的主要工藝過程如圖所示，結(jié)晶菱鎂礦塊礦或浮選精礦粉經(jīng)輕燒、細(xì)磨、分級(jí)、壓球、篩分、死燒制成燒結(jié)鎂砂產(chǎn)品。其中經(jīng)分級(jí)選取后剩余的輕燒MgO粉體返回細(xì)磨后再分級(jí)，篩分出的尺寸不合格料球，經(jīng)破碎返回至壓球工序。
下面介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1(1)原料塊度≤120mm的結(jié)晶菱鎂礦塊礦，MgO＝46.6％、CaO/SiO2＝3；(2)工藝過程輕燒采用反射窯在1000℃輕燒90分鐘，獲得活性MgO；細(xì)磨與分級(jí)采用振動(dòng)磨機(jī)對(duì)活性MgO細(xì)磨后，進(jìn)入分級(jí)機(jī)分級(jí)，選取粒度分布范圍為≤10μm90％(wt)＞10μm-≤20μm10％(wt)的活性MgO粉體；壓球?qū)⑸鲜鼋?jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體，在300MPa壓力下壓制成規(guī)格為φ20×10mm的料球；死燒將料球在超高溫油豎窯中1800℃下燒結(jié)45分鐘。
采用上述方法制成的高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的理化性能見附表1。
實(shí)施例2(1)原料粗結(jié)晶菱鎂礦石，MgO＝47％；
(2)工藝過程破碎將上述粗結(jié)晶菱鎂礦礦石破碎細(xì)磨至粒度≤0.9mm，浮選至CaO/SiO2＝5；輕燒采用懸浮爐在800℃輕燒15秒，獲得活性MgO；細(xì)磨與分級(jí)采用懸輥磨機(jī)對(duì)活性MgO細(xì)磨后，進(jìn)入分級(jí)機(jī)分級(jí)，選取粒度范圍為≤10μm40％(wt)＞10μm-≤20μm53％(wt)＞20μm-≤32μm7％(wt)的活性MgO粉體；壓球?qū)⑸鲜鼋?jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體，在300MPa壓力下壓制成規(guī)格為φ20×10mm的料球；死燒將料球在超高溫油豎窯中2300℃下燒結(jié)90分鐘。
其成品鎂砂的理化性能見附表1。
實(shí)施例3(1)原料粗結(jié)晶菱鎂礦石，MgO＝47％、CaO/SiO2＝2；(2)工藝過程破碎將上述粗結(jié)晶菱鎂礦礦石破碎至粒度≤5mm；輕燒采用沸騰爐在1000℃輕燒15分鐘，獲得活性MgO；細(xì)磨與分級(jí)采用球磨機(jī)對(duì)活性MgO細(xì)磨后，進(jìn)入分級(jí)機(jī)分級(jí)，選取粒度范圍為≤10μm 75％(wt)＞10μm-≤20μm 5％(wt)＞20μm-≤45μm 20％(wt)的活性MgO粉體；壓球?qū)⑸鲜鼋?jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體在300MPa壓力下壓制成規(guī)格為38×26×16mm的料球；死燒將料球在超高溫油豎窯中2000℃下燒結(jié)150分鐘。
其成品鎂砂的理化性能見附表1。
如果壓球機(jī)能力不足，則需增設(shè)造粒工序。在經(jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體中加入液體結(jié)合劑造粒，然后再壓制成球，可提高成球率。液體結(jié)合劑可為煤油或柴油，加入量為外加1～8％(wt)。液體結(jié)合劑也可為水，加入量為外加5～15％(wt)。
本發(fā)明方法即適用于高品位結(jié)晶菱鎂礦，也適用于低品位結(jié)晶菱鎂礦。對(duì)于低品位的粗結(jié)晶菱鎂礦，只須先經(jīng)細(xì)磨、浮選等工藝，使其浮選精礦粉達(dá)到MgO≥46.5％、CaO/SiO2≥2的性能指標(biāo)即可。附表1成品鎂砂的理化性能

權(quán)利要求
1.一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法，以結(jié)晶菱鎂礦石為原料，工藝過程包括輕燒、細(xì)磨、壓球、死燒等工序，其特征在于1)將MgO≥46.5％、CaO/SiO2≥2的結(jié)晶菱鎂礦塊礦或浮選精礦粉，在780-1200℃輕燒10秒-120分鐘，獲得活性MgO，2)將活性MgO進(jìn)行細(xì)磨，然后經(jīng)分級(jí)選取顆粒度分布范圍為≤10μm 40-90％(wt)＞10μm-≤20μm 10-55％(wt)＞20μm-≤45μm 0-20％(wt)活性MgO粉體，3)將經(jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體，在≥300MPa的壓力下壓制成料球，4)將料球在1750-2500℃死燒30-180分鐘，即可得到高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于可將所述的結(jié)晶菱鎂礦塊礦先破碎至粒度≤5mm后，再進(jìn)行輕燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的輕燒是在850-1000℃輕燒15秒-90分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的死燒是在1800-2300℃死燒45-150分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述的經(jīng)分級(jí)選取的活性MgO粉體中加入液體結(jié)合劑造粒，然后再壓制成料球。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于可將所述的液體結(jié)合劑可為煤油或者柴油，加入量為外加1-8％(wt)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于可將所述的液體結(jié)合劑可為水，加入量為外加5-15％(wt)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制取高純致密粗晶質(zhì)燒結(jié)鎂砂的方法，將MgO≥46.5％、CaO/SiO
文檔編號(hào)C04B35/16GK1150131SQ9610971
公開日1997年5月21日 申請(qǐng)日期1996年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月5日
發(fā)明者王誠(chéng)訓(xùn), 吳宗慶, 王玨, 王正順, 張義先 申請(qǐng)人:遼寧鎂礦耐火材料公司