[發(fā)明專利]利用用后鎂碳磚制備抗水化MgO—CaO系耐火材料的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910023201.2
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101591184A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹洪峰;馬艷龍;張軍戰(zhàn);任耘
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;B09B3/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 李 婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用后耐火材料再利用，具體涉及一種利用用后鎂碳磚制備抗 水化MgO-CaO系耐火材料的方法，該方法以用后鎂碳磚中MgO和C加 熱發(fā)生碳熱還原反應(yīng)產(chǎn)生Mg蒸汽，Mg蒸汽再氧化氣相沉積生成MgO膜， 包裹MgO-CaO系耐火材料表面的CaO，制得的MgO-CaO系耐火材料具 有優(yōu)良的抗水化性能。

背景技術(shù)

由于我國鋼鐵冶金、水泥，陶瓷等工業(yè)的迅速發(fā)展，每年產(chǎn)生大量的用 后耐火材料，其中只有很小一部分被二次使用或降級使用，沒有產(chǎn)生高的附 加值，絕大部分作為固體廢棄物被掩埋掉，這不僅污染環(huán)境，而更重要的是 浪費(fèi)了可再利用的資源。其中用后鎂碳磚占有一定比例，并且用后鎂碳磚再 利用率不高，一般利用都是降級使用。

目前，用后鎂碳磚再利用的研究和應(yīng)用主要有以下方面：中國專利 200510018029.3公開了一種將廢鎂碳磚經(jīng)除碳處理后得到再生物料，這種物 料可以分別用于耐火材料的定型制品和不定型制品中，但由于石墨本身也是 一種優(yōu)質(zhì)的不可再生資源，除碳處理勢必造成石墨資源的浪費(fèi)；中國專利 200810140933.5利用用用后鎂碳磚為原料，經(jīng)過揀選、除渣、破碎、除鐵、 均化和水化等處理后，制成再生鎂碳磚，但是該工藝復(fù)雜，并且存在質(zhì)量不 穩(wěn)定等缺點(diǎn)；中國專利200610012954.X利用用后鎂碳磚來制備鎂阿隆，同 樣存在工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。總之，用后鎂碳磚尚沒有很好的 利用起來，造成大量環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

另外，MgO-CaO系耐火材料具有許多優(yōu)異的物理和化學(xué)性能：①耐 火度高；②高溫?zé)崃W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；③熱震穩(wěn)定性好；④抗渣性好；⑤凈化鋼 液，防止水口堵塞；⑥原料儲量豐富，產(chǎn)品無污染。可以應(yīng)用于鋼鐵冶煉領(lǐng) 域和水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶。但是MgO-CaO系耐火材料并未得到廣泛應(yīng)用， 其主要原因是其中游離CaO容易與水反應(yīng)，造成產(chǎn)品開裂，給MgO-CaO 系耐火材料生產(chǎn)、運(yùn)輸、保存、使用帶來不便。為了解決這一問題，國內(nèi)外 學(xué)者做過許多嘗試和研究工作，現(xiàn)綜合評述如下：

(1)通過加入各種添加物，使MgO-CaO系耐火材料中CaO生成抗水 化的化合物或使CaO晶粒被包裹；

(2)對MgO-CaO系耐火材料表面進(jìn)行包覆，使其不與水接觸。

(3)采用密封包裝，使其與水隔絕。

上述方法(1)研究的人較多，主要添加劑包括：Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、 ZrO₂、TiO₂和稀土氧化物等。提高抗水化性的主要原因是，添加劑與MgO -CaO系材料發(fā)生反應(yīng)生成液相或形成固溶體促進(jìn)燒結(jié)，使CaO、MgO晶 粒長大，成為穩(wěn)定的大晶粒，產(chǎn)生的液相凝固后包裹在CaO的表面上，形 成抗水化物質(zhì)。但是加入Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂會降低MgO-CaO系材料的 高溫性能，有些添加劑進(jìn)入鋼液，對鋼液造成污染。另外使游離CaO轉(zhuǎn)化 成化合物或全部被包裹失去了其優(yōu)異的鋼水凈化功能。ZrO₂、TiO₂和稀土氧 化物添加劑價格昂貴，并且存在分散困難等問題。另外稀土氧化物具有一定 的放射性，危害人身安全。