富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及玻璃窯蓄熱室墻體用的一種富鎂鎂橄欖 石-尖晶石復(fù)合磚及其制備方法。 二、
【背景技術(shù)】：
[0002] 鎂橄欖石（2Mg0*Si02)由于結(jié)構(gòu)緊密、穩(wěn)定、靜電鍵強(qiáng)、晶格能高，熔點(diǎn)1890°C，是 堿性耐火材料中一種良好的組成礦物，特別對(duì)制品的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度貢獻(xiàn)突出。天然橄欖巖 主要成分橄欖石，為鎂橄欖石和鐵橄欖石的固溶體，并常常固溶有Fe 2SiO4 (熔點(diǎn)1205°C )， 強(qiáng)烈的影響其高溫性能。
[0003] 菱鎂礦是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，其儲(chǔ)量、產(chǎn)量和出口量均居世界首位。菱鎂礦尾礦是菱 鎂礦開(kāi)采時(shí)的工業(yè)廢棄物，開(kāi)采時(shí)產(chǎn)生大約50%的尾礦，數(shù)量巨大、占用土地資源、污染環(huán) 境，危害很大。
[0004] 玻璃窯蓄熱室墻體的格子體磚應(yīng)用中，鎂橄欖石結(jié)合相具有抗硫酸鹽侵蝕的特 征，且抗蠕變性能較好，鎂橄欖石磚常用于蓄熱式冷凝區(qū)，但由于鎂橄欖石抗熱震性差而開(kāi) 裂會(huì)加速損壞，加之鎂橄欖石磚的燒成溫度范圍較窄，實(shí)際生產(chǎn)中的難度較大，產(chǎn)品合格率 較低，制品的性能波動(dòng)較大，性價(jià)比不高。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)鎂橄欖石磚現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中存在的生產(chǎn)難度 大、合格率較低、制品性能波動(dòng)較大以及性價(jià)比較低等不足，本發(fā)明提供一種富鎂鎂橄欖 石-尖晶石復(fù)合磚及其制備方法。本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚中加入了電熔鎂鋁 尖晶石，從而大大改善了所制備耐火制品的抗熱震性能和抗侵蝕性，大幅擴(kuò)寬制品的燒成 溫度和使用溫度，使制品綜合性能更加優(yōu)越，且生產(chǎn)工藝易轉(zhuǎn)化，可用于玻璃窯蓄熱室墻體 的中部和下部，替代有污染的鎂鉻磚以及價(jià)格較高的鎂鋯磚。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0007] 本發(fā)明提供一種富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，以重量百分比表示，主要由以下 原料制備而成：
[0008] 粒度5~3mm的合成鎂橄欖石25~45 %，粒度3~Imm的合成鎂橄欖石15~ 35%，粒度1~Omm的電熔鎂鋁尖晶石5~20%，粒度小于0. 088mm的合成鎂橄欖石5~ 25 %，粒度小于0. 088mm的電熔鎂鋁尖晶石5~15 %，粒度小于0. 088mm的鎂砂細(xì)粉3~ 8%，粒度小于0. 044mma -Al2O3細(xì)粉1~5% ;另外加入占上述原料總重量3~6%的紙漿 廢液作為結(jié)合劑。
[0009] 根據(jù)上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，所述合成鎂橄欖石是通過(guò)以下方法制 備而成：
[0010] 首先將菱鎂礦尾礦置于140°C的隧道式干燥器中干燥48小時(shí)，干燥后進(jìn)行破碎， 粉磨至粒度< 0. 88mm ;粉碎后的尾礦粉85wt %配石英砂粉15wt %，并加入4. Owt %的潔 凈水混碾20分鐘，在630噸的壓磚機(jī)上壓制成230X 114X65mm的標(biāo)準(zhǔn)磚坯；所得磚坯進(jìn) 入120°C的隧道式干燥器中干燥24小時(shí)，最后送入高溫隧道窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為 1700°C，在該溫度下保溫4. 5小時(shí)；煅燒后得到的合成鎂橄欖石進(jìn)行破碎，分級(jí)后得到各種 粒度規(guī)格的產(chǎn)品。
[0011] 根據(jù)上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，所述菱鎂礦尾礦為化學(xué)浮選尾礦，粒 度 0 ~25mm，水分 8. 5 % ;化學(xué)成分為 MgO 45. 93 %，Si025 . 98 %，F(xiàn)e2O3O. 48 %，CaO 0· 50 %， 酌減46. 2% ;
[0012] 所述石英砂粉的粒度< 0. 44mm，化學(xué)成分SiO2S 99. 5%。
[0013] 根據(jù)上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，所述合成鎂橄欖石主要成分為： MgO 彡 61%，SiO2S 35%，F(xiàn)e 203彡 1%，CaO 彡 1%。
[0014] 根據(jù)上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，所述電熔鎂鋁尖晶石中MgO多35% ; 鎂砂細(xì)粉中MgO彡96. 5% ; a -Al2O3細(xì)粉中Al 203彡99%。
[0015] 根據(jù)上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，所述紙漿廢液中主要成分為木質(zhì)素磺 酸鎂或木質(zhì)素磺酸鈣；所述紙漿廢液的比重為I. 1~I. 4g/cm3。
[0016] -種富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
[0017] (1)按照上述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚的原料配比比例準(zhǔn)備各種原料；
[0018] (2)將準(zhǔn)備好的各種原料混合均勻后加入濕碾機(jī)，然后加入結(jié)合劑紙漿廢液進(jìn)行 混碾，混碾15~25min ;
[0019] (3)混碾后所得物料在1000T的壓磚機(jī)上進(jìn)行成型，成型后所得磚坯體積密度控 制在 2. 90 ~3. 05g/cm3;
[0020] ⑷將所得磚還置于溫度為105~140°C的隧道干燥窯內(nèi)干燥，干燥時(shí)間24~28 小時(shí)；干燥后送入高溫隧道窯中在1500~1700°C下燒成，在燒成溫度條件下保溫5~8h ; 保溫后得到產(chǎn)品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚。
[0021] 本發(fā)明的積極有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明技術(shù)方案中采用的合成鎂橄欖石是由低鐵菱鎂礦尾礦作為主要原料高 溫?zé)Y(jié)制得的，這樣可有效防止鐵相對(duì)制品的高溫性能產(chǎn)生影響，所得產(chǎn)品合成鎂橄欖石 產(chǎn)品中雜質(zhì)成分（如Fe 2O3等）含量極低，較低的鐵含量避免了使用過(guò)程中氧化、還原氣氛 的更替所帶來(lái)的膨脹應(yīng)力而引起的結(jié)構(gòu)破壞。采用尾礦制作耐火材料原料合成鎂橄欖石， 更能起到利廢、防止污染的作用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
[0023] 2、利用本發(fā)明技術(shù)方案制備的產(chǎn)品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚具有優(yōu)良的高 溫物理化學(xué)穩(wěn)定性，并且熱震穩(wěn)定性高、抗侵蝕性好，制造方便且合格率較高等特點(diǎn)，可用 于玻璃窯蓄熱室墻體的中部和下部，可替代有污染的鎂鉻磚以及價(jià)格較高的鎂鋯磚。
[0024] 3、利用本發(fā)明技術(shù)方案制備的產(chǎn)品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚具有較好的高 溫性能、體積穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性，可完全滿足玻璃窯蓄熱室墻體的中部和下部 使用。
[0025] 4、本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚中通過(guò)引入電熔鎂鋁尖晶石，可以大大提 高所得制品的強(qiáng)度、高溫性能以及體積穩(wěn)定性，同時(shí)提升了制品的熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性。
[0026] 5、本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚中引入鎂砂細(xì)粉和a -Al2O3細(xì)粉，基質(zhì)中 鎂砂（MgO)與Ci-Al2O 3發(fā)生原位反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石，且MgO有富余，既有起補(bǔ)償收縮的作 用，也可增強(qiáng)制品的抗侵蝕性和抗熱震性能，彌補(bǔ)鎂橄欖石制品的不足。
[0027] 由此可知：本發(fā)明技術(shù)方案中采用由低鐵菱鎂礦尾礦合成的鎂橄欖石，通過(guò)加入 電熔鎂鋁尖晶石、鎂砂粉和a -Al2O3細(xì)粉改善鎂橄欖石制品抗熱震性能的不足，提高制品 的抗侵蝕性，制備出高性能的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，用于玻璃窯蓄熱室，替代有污 染的鎂鉻磚以及價(jià)格較高的鎂鋯磚，節(jié)能環(huán)保，且為利用廢棄資源提供了新的途徑，意義深 遠(yuǎn)。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 四、【具體實(shí)施方式】：
[0028] 以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0029] 以下實(shí)施例中采用的原料合成鎂橄欖石的制備方法為：
[0030] 首先將菱鎂礦尾礦（菱鎂礦尾礦為化學(xué)浮選尾礦，粒度0~25mm，水分8. 5% ;化 學(xué)成分為 MgO 45.93%，Si025 . 98%，F(xiàn)e2O3O. 48%，CaO 0.50%，酌減 46. 2%)置于 140°C 的隧道式干燥器中干燥48小時(shí)，干燥后進(jìn)行破碎，粉磨至粒度< 0. 88mm ;粉碎后的尾礦 粉85wt%配石英砂粉15wt% (石英砂粉的粒度< 0· 44mm，化學(xué)成分SiO2S 99. 5% )，并 加入4. Owt %的潔凈水混碾20分鐘，在630噸的壓磚機(jī)上壓制成230 X 114 X 65mm的標(biāo)準(zhǔn) 磚坯；所得磚坯進(jìn)入120°C的隧道式干燥器中干燥24小時(shí)，最后送入高溫隧道窯中進(jìn)行 煅燒，煅燒溫度為1700°C，在該溫度下保溫4. 5小時(shí)；煅燒后得到的合成鎂橄欖石進(jìn)行破 碎，分級(jí)后得到各種所需粒度規(guī)格的產(chǎn)品。所得合成鎂橄欖石中主要成分為：MgO多61%， SiO2S 35%，F(xiàn)e 203彡 1%，CaO 彡 1%。
[0031] 實(shí)施例1 :
[0032] 本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚，以重量百分含量表示，原料組成為：
[0033] 粒度5~3mm的合成鎂橄欖石45%，粒度3~Imm的合成鎂橄欖石15%，粒度1~ Omm的電恪鎂錯(cuò)尖晶石10 %，粒度小于0· 088mm的合成鎂橄欖石18 %，粒度小于0· 088mm的 電熔鎂鋁尖晶石5 %，粒度小于0. 088mm的鎂砂細(xì)粉5 %，粒度小于0. 044mm a -Al2O3細(xì)粉 2% ;另外加入占上述原料總重量3%的紙漿廢液（紙漿廢液的比重為I. lg/cm3)。
[0034] 實(shí)施例2 :
[0035] 實(shí)施例1所述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚的制備方法，詳細(xì)步驟如下：
[0036] (1)按照實(shí)施例1所述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復(fù)合磚的原料配比比例準(zhǔn)備各種原 料；
[0037] (2)將準(zhǔn)備好的各種原料混合均勻后加入濕碾機(jī)，然后加入結(jié)合劑紙漿廢液進(jìn)行 混碾，混碾15min ;
[0038] (3)混碾后所得物料在1000噸的壓磚機(jī)上進(jìn)行成型，成型后所得磚坯體積密度控 制在 2. 90 ~3. 05g/cm3;
[0039] (4)將所得磚坯置于溫度為105°C的隧道干燥窯內(nèi)干燥，干燥28h ;干燥