一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖及其制备方法，包括以下质量份原料：方镁石60

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料领域。具体涉及一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖及其制备方法。

技术介绍

[0002]耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。
[0003]随着国家对环境污染与环保方面的重视逐渐提高，环保部门对耐火材料企业的环保要求也越来越高。在耐火镁砖生产过程中，添加粘结剂是为了保证耐火材料在烧制前各种原料可以紧密粘结，保证耐火砖在烧制前的稳定性以及抗变形能力，砖坯的稳定与完整是后期耐火材料性能达标的重要保证。
[0004]现有耐火砖使用的粘结剂通常为酚醛树脂、纸浆废液、有机粉体等。这些粘结剂在砖坯烧制前发挥作用，在耐火砖烧制以及高温使用过程中，这些添加剂便是一种不稳定的杂质。水泥企业使用耐火材料过程中，耐火砖中的粘结剂杂质会挥发有机物及硫化物等多种有害成分，这些成分不仅会影响水泥性能，对环境更是十分不利。特别地，掺有有机粘结剂的耐火砖在制备过程中，可能会发生复杂的化学反应，向环境排放大量有害的VOCs。
[0005]因此需要开发一种不添加有机粘结剂，对环境友好、对生产工艺友好的水泥窑用耐火镁砖，减少耐火砖制备过程中的环境污染，降低水泥企业废气排放，提升窑工况。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖及其制备方法，粘结剂采用为磷酸与金属氢氧化物粉末，使耐火镁砖在使用过程中不会对环境以及产品造成不良影响。
[0007]本专利技术具体技术方案如下：
[0008]一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖，包括以下质量份原料：
[0009]方镁石60
‑
65份，粘结剂1
‑
5份，电熔镁砂32
‑
37份；
[0010]所述粘结剂包括以下质量份原料：
[0011]磷酸：40
‑
60份，水：30
‑
40份，金属氢氧化物粉末：8
‑
12份，草酸：0
‑
2份。
[0012]所述粘结剂的制备方法为：向磷酸中加水，混匀后加入配方量草酸，继续搅拌混匀获得溶液，在搅拌条件下将金属氢氧化物粉末加入溶液中，混合均匀后，停止搅拌，静置使溶液降温，过滤弃掉不溶残渣，得液体粘结剂。
[0013]所述金属氢氧化物粉末加入溶液中，是分次加入，每次加入总量的2％
‑
5％；待上一次加入的金属氢氧化物粉末溶入液体后，再继续加入下一次；直到加完金属氢氧化物粉
末，加完后，再继续搅拌2
‑
2.5h；金属氢氧化物粉末要分次加入，防止磷酸与金属氢氧化物反应剧烈导致爆沸。
[0014]所述磷酸浓度≥85wt％；
[0015]所述金属氢氧化物粉末是指氢氧化镁与氢氧化铝混合物；
[0016]所述金属氢氧化物粉末制备方法为：按照质量比，将氢氧化镁与氢氧化铝按照质量比27
‑
31:37
‑
41的比例混合均匀，即得。
[0017]所述方镁石，经过破碎粒径：D90：200
‑
250μm；
[0018]所述电熔镁砂：粒径D
90
：40
‑
50μm；
[0019]本专利技术提供的一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖的制备方法，包括以下步骤：
[0020]1)将配方量方镁石与粘结剂搅拌混合；
[0021]2)加入配方量电熔镁砂，继续搅拌混合；
[0022]3)将混合物放入压砖模具，压砖、脱膜后，高温烧制。
[0023]步骤1)中所述搅拌混合，搅拌混合速率为：5
‑
10r/min，时间为30
ꢀ‑
35min；
[0024]步骤2)中搅拌混合时间为2
‑
2.5h；
[0025]步骤3)中，所述压砖是指：在压力机上设置最高压力：保压25
‑
35s，砖坯制成；
[0026]步骤3)中脱模后，砖坯置于高温炉，程序升温10℃/min，温度到200℃后，保温2
‑
3h，继续升温至1600℃，烧制4
‑
6h，制得耐火镁砖。
[0027]本专利技术以磷酸、金属氢氧化物和草酸为主要原料制备粘结剂，磷酸与氢氧化镁、氢氧化铝生成磷酸镁、磷酸氢镁、磷酸二氢镁；氢氧化铝溶解性好，氢氧化镁与酸反应放出大量热，进一步加速反应进行；本专利技术粘结剂原料反应物发生反应并脱水缩合形成无机大分子网状结构，有一定的粘结作用。本专利技术耐火材料在制备过程中不对环境释放碳氧化物、硫化物等有害物质，现有的耐火材料释放的碳氧化物可能会进行复杂的反应产生VOCs等有害物质；本专利技术为环境友好型粘结剂，并且使用的材料制备出的耐火砖物理性能表现良好。
[0028]与现有技术相比，本专利技术避免使用酚醛树脂、纸浆废液、有机粉体等粘结剂，在耐火砖制备加热过程中无气体生成，对环境不产生有害气体，本专利技术减少耐火砖制备过程中的环境污染，降低水泥企业废气排放。且，本专利技术粘结剂制备的砖坯抗压强度比常规的砖坯大，表明本专利技术粘结剂粘结性好。
附图说明
[0029]图1为本专利技术粘结剂与现有粘结剂热重曲线；
[0030]图2为本专利技术粘结剂与现有粘结剂从常温到500℃观察到的释放气体的的红外谱图；
[0031]图3为本专利技术粘结剂与现有粘结剂在500
‑
1400℃之间观察到的释放气体的的红外谱图；
[0032]图4为使用本专利技术粘结剂与市面现有的粘结剂制备的耐火砖受热后的质量变化；
[0033]图5为实施例2的粘结剂从常温受热到1400℃三个温度段过程中的红外检测图；
[0034]图6为实施例3的粘结剂从常温受热到1400℃三个温度段过程中的红外检测图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供的一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖，包括以下质量份原料：
[0036]方镁石60
‑
65份，粘结剂1
‑
5份，电熔镁砂32
‑
37份；
[0037]所述方镁石破碎成，粒径：D
90
：200
‑
250μm；
[0038]所述电熔镁砂：粒径D
90
：40
‑
50μm；
[0039]所述粘结剂：由磷酸与金属氢氧化物粉末合成而成：按质量计：磷酸(浓度≥85％)：40
‑
60份，水：30
‑
40份，金属氢氧化物粉末：8
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑用环境友好型耐火镁砖，其特征在于，所述水泥窑用环境友好型耐火镁砖包括以下质量份原料：方镁石60
‑
65份，粘结剂1
‑
5份，电熔镁砂32
‑
37份；所述粘结剂包括以下质量份原料：磷酸：40
‑
60份，水：30
‑
40份，金属氢氧化物粉末：8
‑
12份，草酸：0
‑
2份。2.根据权利要求1所述的水泥窑用环境友好型耐火镁砖，其特征在于，所述粘结剂的制备方法为：先将配方量磷酸与水搅拌混合，接着加入配方量草酸，继续搅拌混匀后，在搅拌条件下将金属氢氧化物粉末加入溶液中，混合均匀后，停止搅拌，静置使溶液降温，过滤弃掉不溶残渣，得液体粘结剂。3.根据权利要求2所述的水泥窑用环境友好型耐火镁砖，其特征在于，所述金属氢氧化物粉末加入溶液中，是分次加入，每次加入总量的2％
‑
5％。4.根据权利要求1或2所述的水泥窑用环境友好型耐火镁砖，其特征在于，所述金属氢氧化物粉末是指氢氧化镁与氢氧化铝混合物。5.根据权利要求1或4所述的水泥窑用环境友好型耐火镁砖，其特征在于，所述金属氢氧化物粉末为质量比27<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴铁军，刘梦雪，陈钦松，黄士伟，肖慧丽，李保军，丁松燕，周玉晓，
申请(专利权)人：安徽精公检测检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：