[發明專利]一種氧化鎂材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610152314.2
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105692661B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 魏耀武;張濤
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01F5/02
• 分類號: C01F5/02;C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域。尤其涉及一種氧化鎂材料及其制備方法。

背景技術

鎂質材料是目前應用最廣泛的耐火材料品種，其主要礦物原料為鎂砂(化學成分為氧化鎂)。鎂砂主要分為燒結鎂砂、海水鎂砂和電熔鎂砂三種。燒結鎂砂主要由菱鎂礦、水鎂礦或從海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成。以天然菱鎂礦為原料燒制的燒死鎂砂稱為燒結鎂砂，以菱鎂礦等為原料經電弧爐熔煉達到熔融狀態冷卻后形成的稱為電熔鎂砂，從海水中提取氧化鎂制成的稱為海水鎂砂。隨著高溫工業的技術的進步和耐火材料技術的發展，對鎂砂的品位提出了多種要求。其中，高純鎂砂是選用天然特級菱鎂礦石浮選提純經輕燒、細磨、壓球、超高溫豎窯煅燒而成，是制磚和不定耐火材料優質原料；中檔鎂砂是以輕燒氧化鎂為原料，經壓球、高溫豎窯煅燒等工藝生產而成，產品燒結程度好，結晶致密，是生產中檔鎂質耐火制品的優質原料，也可用于制造各種鎂磚、鎂鋁磚、搗打料、補爐料等。含鎂砂的鎂質耐火材料具有燒后線變化較小、強度高、抗堿性渣侵蝕的能力強以及耐鈉鹽熔融物侵蝕能力強等優點，而且制造成本適中，因而在高溫工業中有著廣泛的應用，既可以制成定型產品也可以制成不定形產品使用，如鎂碳磚、鎂鋁碳磚、鎂鈣磚、鎂質涂料和鎂質澆注料等等。

但是，不定形和不含碳的鎂質耐火材料有著普遍的缺點，即：抗渣滲透性較差，易剝落、易水化和干燥過程容易產生裂紋等問題影響到了鎂質產品的使用效果，這就導致了當澆注料已成為目前國內外主要不定形耐火材料品種時，而鎂質澆注料在其中的比重卻很低的局面。其原因主要有兩個方面：1)鎂砂容易水化及鎂質澆注料在干燥過程容易產生裂紋；2)鎂砂的化學成分為MgO，高溫下MgO容易和其它雜質氧化物如CaO、SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃等發生化學反應形成低熔點化合物，即降低了鎂質材料的荷重軟化溫度，又降低了鎂質材料的抗渣滲透能力。因此，對鎂砂或氧化鎂材料進行改性，已成為提高鎂質材料尤其是鎂質澆注料性能的重要途徑。

發明內容

本發明旨在克服現有技術不足，目的是提供一種氧化鎂材料的制備方法，用該方法制備的氧化鎂材料抗水化性能好、高溫性能穩定、高溫強度大和耐侵蝕性優良，是高溫工業用高級耐火材料的新型原料。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：先按氧化鎂細粉和混合溶液的質量比為1∶2配料，置于混合機中共混0.5～8小時，得混合漿料；再將混合漿料濾干，在110℃條件下干燥24小時，得到混合料塊；然后將混合料塊于1000～1300℃條件下保溫1～6小時，冷卻，球磨至1～200μm，即得氧化鋁材料。

所述混合溶液為氫氧化鈹和草酸溶液的混合溶液，其中：氫氧化鈹為5～30wt％，草酸溶液為70～95wt％。

所述氧化鎂細粉中MgO含量≥95wt％；粒徑為1～200μm。

所述氫氧化鈹中Be(OH)₂含量≥97wt％；粒徑為1～500μm。

所述草酸溶液的摩爾濃度為0.2～1mol/L。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

本發明于高溫制備時，在共混過程中包裹與氧化鎂顆粒表面的Be(OH)₂會分解形成BeO，即MgO顆粒表面將包裹一薄層BeO。BeO高溫穩定性比MgO要好，甚至優于ZrO₂，高溫穩定性極好。BeO層的存在，可以帶來如下良好的效果：

1)制備澆注料時，BeO層將氧化鎂材料和水隔離，能保護氧化鎂顆粒免于水化，避免因氧化鎂顆粒水化后在其表面形成的Mg(OH)₂于預熱過程中導致材料開裂的現象；

2)BeO層將氧化鎂材料和其它雜質氧化物隔離，避免高溫下產生過多的低熔點物相，有利于提高鎂質材料的荷重軟化溫度。

本發明制備的氧化鎂材料經檢測：MgO含量≥94wt％；顯氣孔率≤4％。

因此，本發明所制備的氧化鎂材料具有抗水化性能好、高溫性能穩定、高溫強度大和耐侵蝕形優良的特點，是制備高溫工業用高級耐火材料的新型原料。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。

為避免重復，現將本具體實施方式所涉及的技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：

所述氧化鎂細粉中MgO含量≥95wt％；粒徑為1～200μm。