一种中档镁砂电熔镁砂复配制备高热震镁砂原料的技术
技术领域
本发明涉及无机化工技术领域，具体涉及一种中档镁砂电熔镁砂复配制备高热震镁砂原料的技术。
背景技术
耐火材料直接应用于钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷、化工、机械、电力等各个领域的高温工业生产过程中，是保证上述产业运行和技术发展必不可少的基础材料。镁砂具有熔点高、耐高温、抗碱性高温熔渣侵蚀性好等优点，是耐火材料中最重要的原料之一，被广泛应用于各类高温工业用耐火材料，其服役性能和使用寿命直接关系着高温工业的正常运行与产品的最终品质。
电熔镁砂和中档镁砂是制备耐火材料制品常用的镁质耐火原料。电熔镁砂结晶晶粒尺寸较大且较致密，因此其体积密度较大、抵御高温熔渣渗透性能强。但是电熔镁砂抗热震性能不佳造成其服役寿命受限。中档镁砂是MgO含量为94-95%的特级和一级菱镁矿石，经轻烧、细磨、压球、高温竖窑烧结而成。然而，中档镁砂中MgO含量较低，烧结温度低，因此其致密度很难达到高性能制品的要求。使用过程中高温熔渣容易通过中档镁砂的气孔及晶界直接渗透进材料内部，腐蚀材料，从而降低耐火材料的服役寿命。
发明内容
本发明针对现有的技术不足，提供了一种中档镁砂电熔镁砂复配制备高热震镁砂原料的技术，利用电熔镁砂和中档镁砂的优势互补，复配制备具有高抗热震及抗侵蚀的复合型镁砂原料，以中档镁砂粉、电熔镁砂、Mg(OH)2溶胶为原料，经破碎、细磨、混合、压球、干燥、煅烧，得到由中档镁砂电熔镁砂复配制备的高热震镁砂原料，提高耐火材料服役寿命。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种中档镁砂电熔镁砂复配制备高热震镁砂原料的技术，其特征在于，具体操作步骤如下：
1）将28-45重量份的中档镁砂粉细磨至200目以下，将50-70重量份电熔镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；
2）将步骤1）所得物料置入混合机中，将2-5重量份的浓度为0.75-1.25 mol/L的Mg(OH)2溶胶均分为2-5份依次加入混合机中，混合8-10min；
3）混合后的物料，放入压球机中以20-25MPa压球，球直径为40-80mm，得镁砂球生坯；
4）将镁砂球生坯于100-110℃干燥器中干燥10-12h，得干燥的镁砂球生坯；
5）将干燥的镁砂球生坯，置于1450-1750℃窑炉中煅烧3-6小时，即得到复配高热震镁砂原料。
所述步骤1）中所用中档镁砂粉的MgO含量³95%，所用的电熔镁砂为大结晶电熔炉生产的大结晶电熔镁砂，电熔镁砂的MgO含量³97%。
所述步骤5）中窑炉为竖窑、回转窑、电窑或隧道窑的任一种。
本发明技术制备的复配高热震镁砂原料，电熔镁砂颗粒之间以中档镁砂细粉和Mg(OH)2溶胶结合；电熔镁砂颗粒可以提高镁砂原料的抗侵蚀性能；中档镁砂细粉中存在的微孔，可以提高镁砂原料的抗热震性能；从而使复配镁砂具有良好的抗热震稳定性和耐侵蚀性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）本发明以中档镁砂粉和电熔镁砂为主要原料，通过破碎细磨、混合、压球、干燥、煅烧，直接制得复配高热震镁砂原料；2）本发明技术所制备的复配高热震镁砂原料具有生产成本低廉、抗热震性能良好、易于推广实施及节能环保的优点；3）具有微孔结构的中档镁砂提升了复配镁砂的抗热震性能，高致密的电熔镁砂增强了复配镁砂的抗侵蚀性能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的制备方法做进一步说明：
实施例1：
取MgO含量95.4%的中档镁砂粉45份，MgO含量97.2%的电熔镁砂50份，浓度为1.0mol/L的Mg(OH)2溶胶5份，具体操作步骤如下：
将中档镁砂粉细磨至200目以下，将电熔镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；将上述两种物料一同置入混合机中，将Mg(OH)2溶胶均分为5份依次加入混合机中，混合10min； 混合后的物料，放入压球机中以20MPa压球，球直径为40mm，得镁砂球生坯；将镁砂球生坯于110℃干燥器中干燥10h至水分含量小于1%，得干燥的镁砂球生坯；将干燥的镁砂球生坯，置于1450℃竖窑中煅烧3小时，即得到复配高热震镁砂原料。
按GB/T 2997-2000 测试样的体积密度；抗热震性试验是将试样直接放入1100℃炉膛内保温20 min，取出放在常温循环水中保持3min 后取出自然放置5min，上述过程重复直至试样断裂或出现大的掉块。本实施例制备的高热震镁砂原料体积密度为3.17g/cm3，抗热震次数25次。
实施例2：
取MgO含量95.7%的中档镁砂粉35份，MgO含量97.9%的电熔镁砂60份，浓度为0.75mol/L的Mg(OH)2溶胶5份，具体操作步骤如下：
将中档镁砂粉细磨至200目以下，将电熔镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；将上述两种物料一同置入混合机中，将Mg(OH)2溶胶均分为5份依次加入混合机中，混合10min； 混合后的物料，放入压球机中以22.5MPa压球，球直径为40mm，得镁砂球生坯；将镁砂球生坯于110℃干燥器中干燥10h至水分含量小于1%，得干燥的镁砂球生坯；将干燥的镁砂球生坯，置于1550℃竖窑中煅烧3小时，即得到复配高热震镁砂原料。
按GB/T 2997-2000 测试样的体积密度；抗热震性试验是将试样直接放入1100℃炉膛内保温20 min，取出放在常温循环水中保持3min 后取出自然放置5min，上述过程重复直至试样断裂或出现大的掉块。本实施例制备的高热震镁砂原料体积密度为3.38g/cm3，抗热震次数23次。
实施例3：
取MgO含量96.1%的中档镁砂粉28份，MgO含量98.5%的电熔镁砂70份，浓度为1.25mol/L的Mg(OH)2溶胶2份，具体操作步骤如下：
将中档镁砂粉细磨至200目以下，将电熔镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；将上述两种物料一同置入混合机中，将Mg(OH)2溶胶均分为2份依次加入混合机中，混合10min； 混合后的物料，放入压球机中以25MPa压球，球直径为40mm，得镁砂球生坯；将镁砂球生坯于110℃干燥器中干燥12h至水分含量小于1%，得干燥的镁砂球生坯；将干燥的镁砂球生坯，置于1650℃竖窑中煅烧3小时，即得到复配高热震镁砂原料。
按GB/T 2997-2000 测试样的体积密度；抗热震性试验是将试样直接放入1100℃炉膛内保温20 min，取出放在常温循环水中保持3min 后取出自然放置5min，上述过程重复直至试样断裂或出现大的掉块。本实施例制备的高热震镁砂原料体积密度为3.41g/cm3，抗热震次数16次。
以下分别取中档镁砂和电熔镁砂制备镁砂原料，以便对比分析。
对比例1：
将28份MgO含量96.1%的中档镁砂粉细磨至200目以下，将70份MgO含量96.1%的中档镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；将上述两种物料一同置入混合机中，将2份水均分2次加入混合机中，混合10min； 混合后的物料，放入压球机中以25MPa压球，球直径为40mm，得镁砂球生坯；将镁砂球生坯于110℃干燥器中干燥12h至水分含量小于1%，得干燥的镁砂球生坯；将干燥的镁砂球生坯，置于1650℃竖窑中煅烧3小时，即得到镁砂原料。
按GB/T 2997-2000 测试样的体积密度；抗热震性试验是将试样直接放入1100℃炉膛内保温20 min，取出放在常温循环水中保持3min 后取出自然放置5min，上述过程重复直至试样断裂或出现大的掉块。本对比例制备的高热震镁砂原料体积密度为3.08g/cm3，抗热震次数28次。
对比例2：
将28份MgO含量98.5%的电熔镁砂细磨至200目以下，将70份MgO含量98.5%的电熔镁砂破碎至粒度为0.5-1 mm；将上述两种物料一同置入混合机中，将2份水均分2次加入混合机中，混合10min； 混合后的物料，放入压球机中以25MPa压球，球直径为40mm，得镁砂球生坯；将镁砂球生坯于110℃干燥器中干燥12h至水分含量小于1%，得干燥的镁砂球生坯；将干燥的镁砂球生坯，置于1650℃竖窑中煅烧3小时，即得到镁砂原料。
按GB/T 2997-2000 测试样的体积密度；抗热震性试验是将试样直接放入1100℃炉膛内保温20 min，取出放在常温循环水中保持3min 后取出自然放置5min，上述过程重复直至试样断裂或出现大的掉块。本对比例制备的高热震镁砂原料体积密度为3.44g/cm3，抗热震次数11次。
通过以上实施例1~3，对比例1~2分析可知，本发明技术制备的复配高热震镁砂原料，在电熔镁砂颗粒之间以中档镁砂细粉和Mg(OH)2溶胶结合；电熔镁砂颗粒可以提高镁砂原料的抗侵蚀性能；中档镁砂细粉中存在的微孔，可以提高镁砂原料的抗热震性能；而复配镁砂则具有良好的抗热震稳定性和耐侵蚀性，可适用于多种抗热震场合。
