一种中档镁砂杂质改性方法技术

本发明专利技术专利涉及一种中档镁砂的杂质改性方法，其制备过程包括细磨、混合、压球、干燥和氮化煅烧工序，1）将轻烧氧化镁粉细磨至200目以下，将细磨好的物料置入搅拌机中，分次加入Zr(OH)

A modification method of medium grade magnesia impurity

【技术实现步骤摘要】
一种中档镁砂杂质改性方法
本专利技术属于节能设备领域，具体涉及一种中档镁砂杂质改性方法。
技术介绍
镁砂是一种高级镁质耐火材料，是钢铁、水泥等行业的重要原材料之一。镁砂是菱镁矿料经高温煅烧而成的一类镁质耐火材料原料，其主要成分为氧化镁。中国是世界上菱镁矿资源较为丰富的国家之一，辽宁省菱镁矿资源储量占全国总储量的80％以上，菱镁资源具有品味高、埋层较浅、容易开采等优点。中档镁砂作为一种典型镁砂，是采用MgO质量分数大于46.5%的镁石，经过反射炉轻烧，再细磨，加水混合压球，与固体块状燃料块混合进入竖窑煅烧生成的镁砂，其MgO质量分数通常为95%左右，主要含有Al2O3、CaO等杂质，是制备镁质耐火材料制品最常用的原料之一。但随着钢铁工业技术的不断发展，冶炼强度和频率不断提高，对耐火材料高温要求更为苛刻。镁质耐火材料尤其是品位较低的中档镁砂中含有CaO、SiO2、Al2O3等杂质成分，形成的低熔点矿相会显著降低镁质材料的高温使用性能和抗渣侵蚀性能，这在很大程度上限制了镁质材料在高温乃至超高温领域的应用。在中档镁砂的基础上，开发性能优异的改性镁砂材料，通过改变杂质相组成，有效地解决中档镁砂原料的以上弊端已经成为行业内的重点工作。如何研发一种改性杂质中档镁砂，将中档镁砂中的杂质相转变为熔点较高的有利相，提高中档镁砂的高温性能备，成为耐火材料领域有待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术针对现有的技术不足，提供了一种中档镁砂杂质改性方法，以轻烧氧化镁粉为主要原料，以Zr(OH)2溶胶为增强剂，利用氮气作为反应介质和反应物，经细磨、混合、压球、干燥和氮化烧结工艺工序，得到杂质改性的中档镁砂。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种中档镁砂的杂质改性方法，其特征在于，以轻烧氧化镁粉为主要原料，以Zr(OH)2溶胶为增强剂，氮气作为反应介质和反应物，经细磨、混合、压球、氮化煅烧工序，得到一种杂质改性的中档镁砂，其具体操作步骤如下：1）细磨，将94~97重量份的轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；2）混合，细磨后物料置于NJ-160型搅拌机中，分5~8次将3~6重量份浓度为0.1~1mol/L的Zr(OH)2溶胶加入搅拌机中，混合10~30分钟；3）压球，混合后物料放入压球机中，在50~80Mpa压力下压制成型，压球料直径为10~50mm；将成型后的压球料置于100~120℃环境下干燥12~24小时，至压球料水分小于1%；4）氮化煅烧，将烘干后压球料，置入氮气炉中煅烧，煅烧温度1400~1800℃，煅烧时间1~8小时，氮气压力0.1~1.0MPa，即得杂质改性的中档镁砂。所述步骤1）中轻烧氧化镁粉为采用多层炉、悬浮窑、反射窑、回转窑或闪速窑中任一种或由任两种窑炉生产的轻烧氧化镁混合粉，MgO含量³95%。所述步骤2）中Zr(OH)2溶胶以氧氯化锆和双氧水为原料制备，制备方程式如下：ZrOCl2+2H2O=ZrO(OH)2+HCl（1）2HCl+H2O2=Cl2+2H2O（2）ZrO(OH)2+H2O=Zr(OH)4（3）。所述步骤4）中氮气为商用高纯氮气，N2³99.999%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1）本专利技术以轻烧镁粉为原料，与Zr(OH)2溶胶混炼，在氮气气氛下煅烧后即可直接制得改性中档镁砂；2）本专利技术工艺流程简单、成本低廉，所制得的中档镁砂中杂质含量低，易于推广应用。3）本专利技术在高温条件下Zr(OH)2溶胶与杂质中的CaO反应生成锆酸钙相，氮气与杂质中的Al2O3反应生成镁阿隆相，形成复相结合中档镁砂，使杂质相转变为熔点较高的有利相，提高中档镁砂抗渣、铁侵蚀和高温力学性能。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式对比例1：未加Zr(OH)2溶胶和氮气对比例1提供了一种中档镁砂杂质改性方法，以重量份计，由以下原料组成：采用悬浮炉制备的轻烧氧化镁粉95g，水5g，氮气作为煅烧介质和反应物；通过细磨、混合、压球、干燥、氮化煅烧制备杂质改性中档镁砂，具体操作步骤如下：将上述轻烧氧化镁粉细磨至200目；将细磨好的物料置入NJ~160型搅拌机中，均分5次将上述水加入搅拌机内，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中以50Mpa压球，球直径约为40mm；将镁砂球置于100℃环境下干燥12小时，干燥至压球料水分小于1%；将干燥后的镁砂球置于氮气压力为0.3MPa的气氛炉中，于1500℃下煅烧3小时，即得到一种杂质改性中档镁砂。对比例1制备的改性中档镁砂，在高温条件下氮气与杂质中的Al2O3反应生成镁阿隆相，镁阿隆具有优良的抗渣、铁侵蚀和力学性能，提高中档镁砂在高温下性能。对比例2：加Zr(OH)2溶胶，未加氮气对比例2提供了一种中档镁砂杂质改性方法，以重量份计，由以下原料组成：采用悬浮炉制备的轻烧氧化镁粉95g，浓度为0.5mol/L的Zr(OH)2溶胶5g；通过细磨、混合、压球、干燥、煅烧制备杂质改性中档镁砂，具体操作步骤如下：将上述轻烧氧化镁粉细磨至200目；将细磨好的物料置入NJ~160型搅拌机中，均分7次将上述Zr(OH)2溶胶加入搅拌机内，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中以50Mpa压球，球直径约为40mm；将镁砂球置于110℃环境下干燥12小时，干燥至压球料水分小于1%；将干燥后的镁砂球在1600℃下煅烧4小时，即得到一种杂质改性中档镁砂。对比例2制备的改性中档镁砂，在高温条件下氧化锆与杂质中的CaO反应生成锆酸钙相（熔点为2550℃，）使杂质相转变为熔点较高的有利相，提高了中档镁砂的高温性能。实施例1：本专利技术提供了一种中档镁砂杂质改性方法，采用多层炉制备的轻烧氧化镁粉95g，浓度为0.5mol/L的Zr(OH)2溶胶5g，氮气作为煅烧介质和反应物，通过细磨、混合、压球、干燥、氮化煅烧制备杂质改性中档镁砂，具体操作步骤如下：将上述轻烧氧化镁粉细磨至200目；将细磨好的物料置入NJ~160型搅拌机中，均分8次将上述Zr(OH)2溶胶加入搅拌机内，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中以80Mpa压球，球直径约为40mm；将镁砂球置于110℃环境下干燥20小时，干燥至压球料水分小于1%；将干燥后的镁砂球置于氮气压力为0.3MPa的气氛炉中，于1500℃下煅烧3小时，即得到杂质改性的中档镁砂。本实施例制备的杂质改性中档镁砂，在高温条件下Zr(OH)2溶胶与杂质中的CaO反应生成锆酸钙相，氮气与杂质中的Al2O3反应生成镁阿隆相，形成复相结合中档镁砂，使杂质相转变为熔点较高的有利相，提高中档镁砂抗渣、铁侵蚀和高温力学性能。实施例2：本专利技术提供了一种中档镁砂杂质改性方法，采用多层炉制备的轻烧氧化镁粉95g，浓度为0.5mol/L的Zr(OH)2溶胶5g，氮气作为煅烧介质和反应物，通过细磨、混合、压球、干燥、氮化煅烧制备杂质改性中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中档镁砂的杂质改性方法，其特征在于，以轻烧氧化镁粉为主要原料，以Zr(OH)

【技术特征摘要】
1.一种中档镁砂的杂质改性方法，其特征在于，以轻烧氧化镁粉为主要原料，以Zr(OH)2溶胶为增强剂，氮气作为反应介质和反应物，经细磨、混合、压球、氮化煅烧工序，得到一种杂质改性的中档镁砂，其具体操作步骤如下：
1）细磨，将94~97重量份的轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；
2）混合，细磨后物料置于NJ-160型搅拌机中，分5~8次将3~6重量份浓度为0.1~1mol/L的Zr(OH)2溶胶加入搅拌机中，混合10~30分钟；
3）压球，混合后物料放入压球机中，在50~80Mpa压力下压制成型，压球料直径为10~50mm；将成型后的压球料置于100~120℃环境下干燥12~24小时，至压球料水分小于1%；
4）氮化煅烧，将烘干后压球料，置入氮气炉中煅烧，煅烧温度1400~1800℃，煅烧时间1~8小时，氮气压力0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘士军，罗旭东，杨孟孟，
申请(专利权)人：海城市中昊镁业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21