[發明專利]一種利用硼泥制備合成鎂橄欖石的方法

無效

• 申請號: 201110097905.1
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102745701A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 聶旺發;丁海威
• 申請（專利權）人: 聶旺發
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別涉及一種利用硼泥制備合成鎂橄欖石的方法。

背景技術

硼泥是硼砂生產中產生的廢渣,?其顏色為淺棕色,?屬于不易溶性物質,?具一定的黏性,可塑性較好,相對密度2.3g/cm³,?堆積密度1.8g/cm³,?粒徑150目左右,?新產生的硼泥內含30%左右的游離水。硼泥呈堿性,?pH值為8~10。硼泥中含有氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉等堿性物質。硼泥所排放之處,?寸草不生,?其堿液可溶入到地下水中,?使周圍的農田減產,嚴重者可以使農作物絕產,?并且對周圍的飲用水產生污染。由于硼泥顆粒較細,?在失去水分以后,?常常會隨風飛散,對大氣環境產生污染。硼泥對生態環境的污染、大氣環境的污染已成為一種公害。

大石橋地區是我國硼化物的主產區之一，硼砂企業有近五十年的歷史。大石橋地區硼砂生產線都采用碳堿法組織生產，其工藝過程是：將焙燒過的熟硼礦物（90%通過150目）與堿液按固液比1.4~1.6混合，配成料漿，投入碳解釜中，升溫至125~135℃，通入二氧化碳，壓力控制在0.6MPa左右，反應12~24小時，然后在過濾機中進行固液分離，其濾液經結晶離心分離得95%硼砂，再經氣體干燥而得99.5%硼砂，濾餅為硼泥。生產一噸硼砂就要產生3~4噸硼泥，多年來已經積攢了大量的硼泥，造成了很大的環境污染問題。

大石橋地區的鎂橄欖巖是硼鎂礦伴生在一起礦藏，是沉積變質再造型硼礦床，天然的橄欖石礦物中通常含有少量的蛇紋石、云母、透閃石、滑石等,?這些礦物在高溫下分解后會產生頑火輝石MgO·SiO2?等低熔點礦物相。天然鎂橄欖石礦石最大的特點是燒失量大，雜質含量高，近年來采用煅燒工藝對其高溫燒成，也只能做一些低檔耐火材料（如出鋼口填料等）使用，不能生產高檔制品。天然的鎂橄欖石礦物含有0~10%的鐵橄欖石，鐵橄欖石熔點低（1205℃）從而影響鎂橄欖石的高溫性能；其中還含有一點SiO₂、Al₂O₃等雜質，它們可以形成鈣鎂橄欖石（CaO·MgO·SiO₂），透輝石（CaO·Al₂O·2SiO₂），鈣長石（CaO·Al₂O₃·2SiO₂），堇青石（2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂）等低熔物，降低制品的耐火度和荷重軟化溫度；天然鎂橄欖石組成成分的復雜性，決定了其燒結后礦物組成的多樣性，進而造成其物理化學性質的不穩定性，從而影響了其在耐火材料生產和應用中的推廣。

現有的技術中也有采用天然鎂橄欖石與輕燒氧化鎂等混合后高溫焙燒，制備合成鎂橄欖石的方法，焙燒時采用白煤作為燃料，制備成本較高，且合成效果并不理想。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用硼泥制備合成鎂橄欖石的方法，采用硼泥作為原料制備合成鎂橄欖石，在治理硼泥的環境污染同時，制備出性能良好的鎂橄欖石。

本發明的制備方法按以下步驟進行：

1、將粒度均為150~240目的輕燒氧化鎂粉和天然鎂橄欖石粉加入到硼泥中，制成混合物料，加入量按重量比為硼泥:天然鎂橄欖石粉:輕燒氧化鎂粉=1:0~0.3:0.5~0.8；

2、向混合物料中加入結合劑氯化鎂并混合均勻，獲得結合物料，氯化鎂的加入量為混合物料總重量的1~3%；

3、向結合物料中加入水并混合均勻，水的加入量為結合物料總重量的12~15%，然后用壓球機壓制成球狀物料，壓制時的壓力為45±5?MPa；再將球狀物料靜置養護至少24h；

4、將養護后的球狀物料與煤混合后置于高溫豎窯中，燃料與坯料的比例按重量比為6~7:1，然后加熱至1550~1650℃保溫3~4h進行高溫煅燒，制成合成鎂橄欖石。

上述方法的球狀物料的直徑為30~60mm。

上述的合成鎂橄欖石的成分按重量百分比含MgO60~70%，SiO₂20~32%，Fe₂O₃3~7%，Al₂O₃1.3~2.2%，CaO2.2~2.5%，B₂O₃0.5~1%，余量為燒失成分和少量雜質，體積密度2.65~2.8g/cm³，粒度5~40mm。