一种烧结镁砂的制备方法技术

一种烧结镁砂的制备方法，以菱镁矿为原料，通过轻烧、冷却、水化、球磨、过滤、干燥、轻烧、成型、煅烧工艺制得烧结镁砂。该方法工艺流程简单，无粉尘产生，不会对环境造成污染，尤其适合加工低品位的菱镁矿，可减少资源的浪费，降低生产成本。制得的烧结镁砂产品体积密度≥３．４０ｇ／ｃｍ↑［３］，组成成分中以重量百分含量计ＭｇＯ≥９７．５％，ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］≥２，是高纯度、高密度的优质耐火原料。

Method for preparing sintered magnesia

The invention relates to a preparation method of sintered magnesia, which is made from magnesite as raw material by sintering, cooling, hydration, ball milling, filtration, drying, light burning, molding and calcining. The method has the advantages of simple technological process, no dust generation, no pollution to the environment, and is especially suitable for processing low-grade magnesite, thereby reducing waste of resources and reducing production cost. The prepared sintered magnesia volume density = 3.40g / cm = 3, the composition by weight percentage, MgO = 97.5%, CaO / SiO: 2 = 2, is of high quality refractory raw materials of high purity and high density.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料生产
，具体涉及烧结镁砂的制备方法。
技术介绍
随着现代科学技术的不断发展，冶金及相关高温领域对耐火材料质量的要求越来越高。而生产高质量耐火材料的前提条件是要有高纯度、高密度的耐火原料。镁砂是重要的碱性耐火原料，我国天然菱镁矿(MgCO3)资源丰富，其储藏量为30.1亿吨，约占世界总储量的1/4。因此，我国主要是利用天然菱镁矿生产镁砂的。尽管我国的镁质资源得天独厚，但其资源总量还是有限的，特别是能够生产优质镁砂的特级矿石(M47)在可采储量中的比例很小，而且越来越少。例如，海城镁矿的下房身矿区特级矿石仅占总储量的5％左右。目前广泛开采使用的多为特级、一级(M46)的菱镁矿，而这些高品质的矿粉和低品位的矿石常常被当作废石堆积。据统计，在已探明的总储量中，一级品以上的矿石约占总储量的40％，开采过程中产生的粉矿(粒度＜40mm)占采出矿石的30～40％。这样不仅浪费了我国的宝贵的镁质资源，减少了矿山的使用年限，同时弃矿也占用了大量农用土地，污染了环境。现有技术中，热选法会造成粉尘污染，并且筛分效率不高，生产效率低；重选方法不能处理粒度低于1mm的矿石，造成资源浪费；浮选方法工艺流程繁琐复杂，耗资巨大。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种高纯度、高体积密度烧结镁砂的制备方法。本专利技术方法是以菱镁矿为原料，通过轻烧、冷却、水化、球磨、过滤、干燥、轻烧、成型、煅烧工艺制得烧结镁砂，尤其适合加工低品位的菱镁矿。具体工艺如下①轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入菱镁矿原料，使用无灰燃料于800～1000℃条件下轻烧1～2小时。发生的主要化学反应如下 ②冷却。轻烧后的矿物于空气中自然冷却至100～200℃。③水化。将冷却后的矿物投入到2～4倍于矿物体积的水中，水温为常温，使矿物中的MgO快速水化，经上述工艺处理的MgO具备较高的水化反应活性，发生的化学反应如下 ④将上述步骤③得到的物料包括矿物和水直接加入到球磨机中，球磨2～3小时。球磨过程中，水化反应仍继续进行。⑤过滤。对球磨后的浆料进行过滤，弃去滤渣，滤液中矿物粒度达到小于25μm；将滤液于80～90℃条件下保温处理2～3小时，使MgO完全水化生成Mg(OH)2，然后对滤液再进行过滤处理，弃去滤渣，所得滤液中以Mg(OH)2为主要成分的矿物粒度达到小于1μm。⑥干燥。将滤液于100～200℃温度条件下干燥处理8～15小时，除去滤液中的水，得到以Mg(OH)2为主要成分的固体矿物。⑦轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入步骤⑥得到的矿物，于600～800℃条件下轻烧1～3小时，得到以MgO为主要成分的矿物。发生的主要反应如下 ⑧成型。以上述步骤⑦得到的矿物为原料，于200～300MPa压力条件下，制成成型的矿物。⑨煅烧。将成型的矿物放入竖窑或回转窑内，采用无灰燃料煅烧，于1800～2000℃条件下煅烧2～3小时，使矿物结构致密化，最后得到高密度镁砂。表征镁砂烧结程度和致密性的一个重要指标是体积密度。体积密度，即制品干重与总体积之比值，也称为容积重量，用g/cm3表示。计算公式如下Db。=m1DLm3-m2]]>式中m1—干燥试样的质量，g；m2—饱和试样的表观质量，g；m3—饱和试样在空气中的质量，g；DL—在试验温度下，浸渍液体的密度，g/cm3；Db—耐火制品的体积密度，g/cm3。体积密度直观地反映了制品的致密程度，它是耐火材料致密制品质量水平的重要衡量指标。该测量方法称为液体静力称量法。具体步骤是①测量干燥试样的质量，即m1；②将试样浸渍在液体里，对容器抽真空，抽真空至试样没有气泡放出，关掉真空泵，将容器置于空气中，测量试样悬浮在液体中的质量，即m2；③从浸液中取出试样，除去多余的液滴，放到纱布上，再用纱布擦去试样上附着的液体，然后称量饱和试样在空气中的质量，即m3。本专利技术方法工艺流程简单，无粉尘产生，不会对环境造成污染；特别适合加工低品位的菱镁矿，减少了资源的浪费，降低了生产成本；采用本专利技术方法制备的镁砂，组成成分中以重量百分含量计MgO≥97.5％，CaO/SiO2≥2，体积密度≥3.40g/cm3，是高纯度、高密度的优质耐火原料。具体实施例方式实施例1采用大石桥废弃菱镁矿粉矿为原料，粒度范围0～40mm，其矿粉组成比较简单，主要矿物为菱镁矿、滑石，次要矿物为白云石、绿泥石，微量矿物有石英、透闪石以及褐铁矿、黄铁矿等。MgO及有害成分SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3等在矿石中分布均匀，并无明显富集现象，有害元素钙铁以类质同象和微细机械包体形式存在于菱镁矿晶格中，其理化指标见表1。表1 实施用菱镁矿粉矿的理化指标 ①轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入上述原料，使用无灰燃料于1000℃条件下轻烧1小时。②冷却。轻烧后的矿物于空气中自然冷却至100℃。③水化。将冷却后的矿物投入到3倍于矿物体积的水中，水温为常温，使矿物中的MgO快速水化。④将上述步骤③得到的物料包括矿物和水直接加入到球磨机中，球磨2小时。⑤过滤。对球磨后的浆料进行过滤，弃去滤渣，滤液中矿物粒度达到小于25μm；将滤液于80℃条件下保温处理3小时，使MgO完全水化生成Mg(OH)2，然后对滤液再进行过滤处理，弃去滤渣，所得滤液中以Mg(OH)2为主要成分的矿物粒度达到小于1μm。⑥干燥。将滤液于200℃温度条件下干燥处理8小时，除去滤液中的水，得到以Mg(OH)2为主要成分的固体矿物。⑦轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入步骤⑥得到的矿物，于600℃条件下轻烧3小时，得到以MgO为主要成分的矿物。⑧成型。以上述步骤⑦得到的矿物为原料，于200MPa压力条件下，制成成型的矿物。⑨煅烧。将成型的矿物放入竖窑或回转窑内，采用无灰燃料煅烧，于1800℃条件下煅烧3小时，使矿物结构致密化，最后得到高密度镁砂，组成成分中以重量百分比计MgO含量为97.7％，CaO/SiO2＝2.30，体积密度为3.41g/cm3。实施例2以实施例1采用的菱镁矿粉矿为原料。①轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入上述原料，使用无灰燃料于800℃条件下轻烧2小时。②冷却。轻烧后的矿物于空气中自然冷却至200℃。③水化。将冷却后的矿物投入到4倍于矿物体积的水中，水温为常温，使矿物中的MgO快速水化。④将上述步骤③得到的物料包括矿物和水直接加入到球磨机中，球磨3小时。⑤过滤。对球磨后的浆料进行过滤，弃去滤渣，滤液中矿物粒度达到小于25μm；将滤液于90℃条件下保温处理2小时，使MgO完全水化生成Mg(OH)2，然后对滤液再进行过滤处理，弃去滤渣，所得滤液中以Mg(OH)2为主要成分的矿物粒度达到小于1μm。⑥干燥。将滤液于100℃温度条件下干燥处理15小时，除去滤液中的水，得到以Mg(OH)2为主要成分的固体矿物。⑦轻烧。在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入步骤⑥得到的矿物，于800℃条件下轻烧1小时，得到以MgO为主要成分的矿物。⑧成型。以上述步骤⑦得到的矿物为原料，于300Mpa压力条件下，制成成型的矿物。⑨煅烧。将成型的矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结镁砂的制备方法，其特征在于以菱镁矿为原料，通过轻烧、冷却、水化、球磨、过滤、干燥、轻烧、成型、煅烧工艺制得烧结镁砂，具体工艺如下：①在回转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入原料，使用无灰燃料于８００～１０００℃条 件下轻烧１～２小时；②轻烧后的矿物于空气中自然冷却至１００～２００℃；③将冷却后的矿物投入到２～４倍于矿物体积的水中，水温为常温；④将步骤③得到的物料包括矿物和水直接加入到球磨机中，球磨２～３小时；⑤对球磨后 的浆料进行过滤，弃去滤渣，将滤液于８０～９０℃条件下保温处理２～３小时，然后对滤液再进行过滤处理，所得滤液中矿物粒度小于１μｍ；　⑥将滤液于１００～２００℃温度条件下干燥处理８～１５小时，除去滤液中的水，得到固体矿物；⑦在回 转窑、悬浮焙烧窑、多层炉、沸腾炉或反射炉内，加入步骤⑥得到的矿物，于６００～８００℃条件下轻烧１～３小时；⑧以步骤⑦得到的矿物为原料，于２００～３００ＭＰａ压力条件下，制成成型的矿物；⑨将成型的矿物放入竖窑或回转窑内，采用无 灰燃料煅烧，于１８００～２０００℃条件下煅烧２～３小时，得到烧结镁砂产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于景坤，李环，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]