一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，其制备过程包括细磨、混合、压球、干燥、煅烧，经细磨的轻烧氧化镁粉和Zr(OH)

A preparation method of high thermal shock and high density sintered magnesia

【技术实现步骤摘要】
一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法
本专利技术涉及无机化工
，具体涉及一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法。
技术介绍
镁质耐火材料直接应用于钢铁、有色、水泥、玻璃、陶瓷和化工、机械、电力等国民经济各个领域的高温工业生产过程中，是保证高温产业运行和技术发展必不可少的基础材料。镁砂作为典型镁质耐火材料具有熔点高、耐高温、抗碱性高温熔渣侵蚀性好等优点，是耐火材料制品中最重要的原料之一。烧结镁砂是生产镁质耐火材料的主要原料，其体积密度对于镁质耐火材料制品的抗渣侵性能和高温强度具有重要影响，直接影响耐火材料制品的使用寿命和服役性能。传统意义上讲，当烧结镁砂的体积密度≧3.40g/cm3时，所制备耐火材的制品使用性能显著提高，使用寿命为可以提升一倍。另外，这种高密度烧结镁砂可以一定程度上替代电熔镁砂做为耐火原料使用，这样不但可以节省能源、减少环境污染，同时还可以大幅度降低生产耐火材料成本。目前大多耐火材料企业生产烧结镁砂所采用的生产工艺为：菱镁矿-浮选提纯-悬浮轻烧-轻烧氧化镁-磨细-压球-高温煅烧-烧结镁砂。采用上述工艺生产的烧结镁砂，一般情况下最高密度只能达到3.20-3.30g/cm3，无法满足下游产业的使用需求。国内科研人员也已经关注该材料的技术革新，专利CN1301228C“一种烧结镁砂的制备方法”，采用特殊工艺制备了体积密度大于3.40g/cm3的高密度烧结镁砂，即采用菱镁矿-经一次轻烧-进行多次水化处理得到氢氧化镁-再经二次轻烧得到轻烧氧化镁-成型-再次煅烧-烧结镁砂。从上述工艺可知，虽然得到了高密度烧结镁砂，但是经过两次轻烧和及多次水化、过滤、冷却和干燥及再次煅烧工艺过程，生产工艺相当繁杂，生产成本大幅增加，难以广泛应用。除此以外，由于镁砂中主晶相方镁石热膨胀系数较大，高致密镁砂在遭受温度剧变时，热应力难以得到释放，因此，抗热震性能通常不佳，如何提高烧结镁砂的抗热震性能也是迫在眉睫。国内外相关专家也做了大量的研究工作，如采用复合添加剂技术，镁砂在生产过程中添加Al2O3、Cr2O3、Fe2O3等提高材料的抗热震性能和烧结性。但是，采用以上技术生产的镁砂的耐高温、抗侵蚀等性能受到到不同程度的影响。
技术实现思路
本专利技术针对现有的技术不足，提供了一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，以轻烧氧化镁粉，Zr(OH)2溶胶为原料，经细磨、混合、压球、干燥、煅烧，得到一种高热震高致密烧结镁砂。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，其特征在于，包括细磨、混合、压球、干燥和锻烧，其具体操作步骤如下：1）细磨，将90-95重量份轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；2）混合，将细磨后的物料置于搅拌机中，将5-10重量份Zr(OH)2溶胶均分5-8次加入到搅拌机中，混合10-30min；3）压球，将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为4-8Mpa，镁砂球直径为40-60mm；4）干燥，将镁砂球置于100-120℃环境中干燥10-20小时，至镁砂球中水分含量小于1%；5）锻烧，将干燥后的镁砂球，置于1500-2000℃窑炉中煅烧2-10小时，得到一种高热震高致密烧结镁砂。所述步骤1）中轻烧氧化镁粉为采用多层炉、悬浮窑、反射窑、回转窑或闪速窑其中一种或多种窑炉类型所生产的轻烧氧化镁粉，轻烧氧化镁粉中MgO含量³95%。所述步骤2）中Zr(OH)2溶胶由氧氯化锆和双氧水为原料，浓度为0.5-1mol/L，反应方程式为：ZrOCl2+2H2O=ZrO(OH)2+HCl（1）2HCl+H2O2=Cl2+2H2O（2）ZrO(OH)2+H2O=Zr(OH)4（3）。所述步骤5）中用于高温煅烧的窑炉可以为竖窑、回转窑、电窑或隧道窑中的任一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：以轻烧镁砂为原料，通过细磨后与Zr(OH)2溶胶混炼压球，煅烧后即可直接制得高热震高密度烧结镁砂原料，本专利技术工艺流程简单，使成本大幅降低，易于推广实施，且符合节能环保理念。本专利技术利用Zr(OH)2溶胶填充在镁砂球的气孔中，提高了烧结镁砂的致密性，氧化锆增强了烧结镁砂的热稳定性。高温煅烧后的烧结镁砂体积密度得到提升；因氧化锆晶粒分布于镁砂的晶界处，还提升了烧结镁砂的抗热震性能，使烧结镁砂制品热震次数显著提高。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的制备方法做进一步说明：对比例：未加Zr(OH)2溶胶本对比例给出一种镁砂制备方法，采用多层炉制备的轻烧氧化镁粉90g、水10g，通过细磨、混合、压球、干燥、煅烧制备烧结镁砂，具体操作步骤如下：将MgO含量为95.2%的轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；将细磨后的物料置于搅拌机中，将水均分为5份加入到搅拌机中，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为5Mpa，镁砂球直径为40mm；将镁砂球置于100℃环境中干燥12小时，至镁砂球中水分含量小于1%；将干燥后的镁砂球，置于1550℃窑炉中煅烧3小时，得到一种烧结镁砂。本对比例制备的烧结镁砂，高温煅烧后的烧结镁砂体积密度达到3.02g/cm3；氧烧结镁砂制品热震次数达到7次。实施例1：本实施例给出一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，采用多层炉制备的轻烧氧化镁粉90g、浓度为0.5mol/L的Zr(OH)2溶胶10g，通过细磨、混合、压球、干燥、煅烧制备高热震高致密烧结镁砂，具体操作步骤如下：将MgO含量为95.2%的轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；将细磨后的物料置于搅拌机中，将Zr(OH)2溶胶均分为5份加入到搅拌机中，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为5Mpa，镁砂球直径为40mm；将镁砂球置于100℃环境中干燥12小时，至镁砂球中水分含量小于1%；将干燥后的镁砂球，置于1550℃窑炉中煅烧3小时，得到一种高热震高致密烧结镁砂；本实施例制备的高热震高致密烧结镁砂，利用Zr(OH)2溶胶填充在镁砂球的气孔中，提高了烧结镁砂的致密性，氧化锆增强了烧结镁砂的热稳定性。高温煅烧后的烧结镁砂体积密度达到3.42g/cm3；氧化锆晶粒分布于镁砂的晶界处，提升了烧结镁砂的抗热震性能，使烧结镁砂制品热震次数达到17次。实施例2：本实施例给出一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，采用悬浮窑制备的轻烧氧化镁粉95g、浓度为0.7mol/L的Zr(OH)2溶胶5g，通过细磨、混合、压球、干燥、煅烧制备高热震高致密烧结镁砂，具体操作步骤如下：将MgO含量为95.7%的轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；将细磨后的物料置于搅拌机中，将Zr(OH)2溶胶均分为5份加入到搅拌机中，混合10min；将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为5Mpa，镁砂球直径为60mm；将镁砂球置于110℃环境中干燥12小时，至镁砂球中水分含量小于1%；将干燥后的镁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，其特征在于，包括细磨、混合、压球、干燥和锻烧，其具体操作步骤如下：/n1）细磨，将90-95重量份轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；/n2）混合，将细磨后的物料置于搅拌机中，将5-10重量份Zr(OH)

【技术特征摘要】
1.一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法，其特征在于，包括细磨、混合、压球、干燥和锻烧，其具体操作步骤如下：
1）细磨，将90-95重量份轻烧氧化镁粉细磨至200目以下；
2）混合，将细磨后的物料置于搅拌机中，将5-10重量份Zr(OH)2溶胶均分5-8次加入到搅拌机中，混合10-30min；
3）压球，将混合后的物料，放入压球机中压球，压球压力为4-8Mpa，镁砂球直径为40-60mm；
4）干燥，将镁砂球置于100-120℃环境中干燥10-20小时，至镁砂球中水分含量小于1%；
5）锻烧，将干燥后的镁砂球，置于1500-2000℃窑炉中煅烧2-10小时，得到一种高热震高致密烧结镁砂。


2.根据权利要求1所述的一种高热震高致密烧结镁砂的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗旭东，杨孟孟，李季佳，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21