高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輕質耐火保溫材料技術領域。具體涉及一種高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高溫工業(yè)的發(fā)展，對保溫隔熱材料提出了更高要求，例如高效、節(jié)能、高強、低導、防水等，為此，人們一直在尋求與研宄具有低導熱系數、高紅外反射率和微孔化的高溫工業(yè)用新型保溫隔熱材料。
[0003]鎂橄欖石是地表下常見礦物之一，具有耐高溫、抗浸蝕性優(yōu)良和化學穩(wěn)定性高等優(yōu)點。以鎂橄欖石為主晶相的隔熱材料具有強度高、隔熱性能好、高溫熱穩(wěn)定性高等優(yōu)良特性，適用于冶金、建材和化工等高溫工業(yè)領域的隔熱保溫。目前鎂橄欖石輕質耐火保溫材料的制備方法主要有泡沫法、燒失法和熔鹽法等。如“一種高強度鎂橄欖石輕質材料及其制備方法”(ZL200910060874.5)專利技術，該技術將碳酸鹽和滑石原礦粉混合，外加結合劑，攪拌，壓制成型，經干燥、高溫燒成、冷卻、用水浸泡、再次干燥，得到高強度鎂橄欖石輕質材料。“一種鎂橄欖石輕質磚及其制備方法”(ZL200910272652.X)專利技術，該技術將鎂橄欖石生料和氯化鎂混合，外加水、結合劑、減水劑和礦化劑，再外加發(fā)泡劑制成泡沫，攪勻、澆注成型、自然干燥、低溫烘烤，最后于高溫下燒成得到鎂橄欖石輕質磚?！拜p質鎂橄欖石磚及其制造方法”(ZL200610134805.0)專利技術，該技術以橄欖石砂、鎂砂、焦炭、木炭等為原料，經高溫燒成后制得弱堿性輕質鎂橄欖石磚。
[0004]現(xiàn)有的鎂橄欖石輕質耐火保溫材料的制備方法，為了制取較低的體積密度，往往導致材料強度的降低；受本體材料特性限制，材料的導熱系數隨著使用溫度的提高而迅速增大，削弱了材料在高溫下的保溫隔熱效果。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足，目的是提供一種生產成本低的高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料的制備方法，用該方法所制備的高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料體積密度低、耐壓強度高和高溫導熱系數低，能長期用于1350°C以內的保溫隔熱領域。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案的具體步驟是:
步驟一、將70~85wt%的含鈦原料、5~25wt%的含鎂原料和5~10wt%的結合劑混勻，在50~100MPa條件下壓制成型，然后在中性氣氛和500~1000°C條件下熱處理0.5~2小時，得到熱處理料I。再將所述熱處理料I破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~lmm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料。
[0007]步驟二、將20~40wt%的含鉀原料、50~70wt%的所述含鈦原料和5~10wt%的所述結合劑混勻，在50~1 OOMPa條件下壓制成型，然后在中性氣氛和800~1200 °C條件下熱處理0.5-2小時，得到熱處理料II。再將所述熱處理料II破碎，研磨，篩分，得到粒度小于0.088mm的C物料。
[0008]步驟三、將30~50wt%的所述A物料、10~30wt%的所述B物料、10~30wt%的所述C物料和5~10wt%的所述含鉀原料混合均勻，然后在中性氣氛和800~1200°C條件下熱處理
0.5-2小時，得到熱處理料III。再將熱處理料III破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~lmm的D物料和粒度小于0.088mm的E物料。
[0009]步驟四、將20~40wt%的鎂橄欖石顆粒、10~20wt%的鎂橄欖石細粉、2~10wt%的所述A物料、2~10wt%的所述D物料、2~10wt%的所述E物料、2~10wt%的所述含鎂原料、2~10wt%的含娃原料和2~10wt%的所述含鉀原料混合均勾，得到混合料，再外加所述混合料2~8wt%的水，攪拌3~10分鐘，在50~100MPa條件下壓制成坯體。
[0010]步驟五、將所述坯體在70~110 °c條件下干燥12~24小時，在空氣氣氛和900~1400°C條件下熱處理0.5~5小時，自然冷卻，用水浸泡12~24小時，然后在70~110°C條件下干燥12~24小時，制得高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料。
[0011]所述含鈦原料為鈦白粉或為偏鈦酸，所述含鈦原料的粒度小于0.088mm。
[0012]所述含鎂原料為氫氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、鎂砂中的一種，所述含鎂原料的粒度小于 0.088mm。
[0013]所述結合劑為六水氯化鎂、工業(yè)糊精粉、葡萄糖粉中的一種。
[0014]所述中性氣氛為氮氣氣氛或為氬氣氣氛。
[0015]所述含鉀原料為無水碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀、氫氧化鉀、硝酸鉀、碳酸氫鉀中的一種，所述含鉀原料的粒度小于0.088mm。
[0016]所述鎂橄欖石顆粒的粒度為l~3mm。
[0017]所述鎂橄欖石細粉的粒度小于0.088mm。
[0018]所述含硅原料為石英砂、熔石英、硅微粉中的一種，含硅原料的粒度小于0.088_。
[0019]由于采用上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果:
本發(fā)明所采用的原料來源廣泛，生產成本低；通過嚴格的控制氣氛、粒度、成型和熱處理等工序，既有利于各種原料顆粒之間的緊密接觸，也為鎂橄欖石的原位生成及鈦酸鎂鉀晶須的發(fā)育、長大提供了合理空間，在降低體積密度、提高材料強度的同時，也增大了材料的高溫紅外反射率、降低了高溫導熱系數。
[0020]本發(fā)明制備的高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料經檢測:體積密度小于
1.0g/cm3，200~1400°C范圍內導熱系數為0.05-0.3W/(m.Κ)，耐壓強度大于5.0MPa ;能長期用于1350°C以內的保溫隔熱領域。
[0021 ]因此，本發(fā)明生產成本低，所制備的高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料具有體積密度低、耐壓強度高和高溫導熱系數低的特點，能長期用于1350°C以內的保溫隔熱領域。
【具體實施方式】
[0022]下面結合【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。
[0023]為避免重復，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: 所述鈦白粉和偏鈦酸的粒度小于0.088mm。
[0024]所述氫氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鎂和鎂砂的粒度小于0.088mm。
[0025]所述無水碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀、氫氧化鉀、硝酸鉀和碳酸氫鉀的粒度小于0.088mnu
[0026]所述鎂橄欖石顆粒的粒度為l~3mm。
[0027]所述鎂橄欖石細粉的粒度小于0.088mm。
[0028]所述石英砂、熔石英和硅微粉的粒度小于0.088mm。
[0029]實施例1
一種高紅外反射率鎂橄欖石輕質耐火保溫材料及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將70~80wt%的鈦白粉、10~20wt%的氫氧化鎂和8~10wt%的六水氯化鎂混勻，在50~80MPa條件下壓制成型，然后在氮氣氣氛和800~1000°C條件下熱處理0.5~1小時，得到熱處理料I。再將所述熱處理料I破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~lmm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料。
[0030]步驟二、將20~30wt%的無水碳酸鉀、60~70wt%的鈦白粉和8~10wt%的葡萄糖粉混勻，在50~80MPa條件下壓制成型，然后在氬氣氣氛和1000~1200°C條件下熱處理1~2小時，得到熱處理料II。再將所述熱處理料II破碎，研磨，篩分，得到粒度小于0.088mm的C物料。[0031 ] 步驟三、將30~40wt%的所述A物料、20~30wt%的所述B物料、20~30wt%的所述C物料和8~10wt%的無水碳酸鉀混合均勻，然后在氮氣氣氛和800~1000°C條件下熱處理0.5~1小時，得到熱處理料III。再將熱處理料III破碎，研磨，篩分，得到粒度為0.088~lmm的D物料和粒度小于0.088mm的E物料。
[0032]步驟四、將20~30wt%的鎂橄欖石顆粒、15~20wt%的鎂橄欖石細粉、5~10wt%的所述A物料、5~10wt%的所述D物料、5~10wt%的所述E物料、5~10wt