[發明專利]一種鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711017834.3
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107698274B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 郭偉;蔣金海;付啟新;李琦
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B38/02;C04B35/20;C04B35/622;C04B35/66
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

本發明公開一種鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料及其制備方法，該耐火材料按重量百分數計包括下述組分：SiO₂ 28～39％、MgO 40～58％、Al₂O₃ 10～18％、Fe₂O₃小于2％、CaO小于2％和K、Na及其他一些雜質小于3％；該耐火材料以富鎂廢渣和含鋁廢料的混合物為主料、輔以生物質粉、發泡劑制成，其中，主料按重量百分數計，包括60～78％的富鎂廢渣及22～40％的含鋁廢料。該耐火材料的制備方法為：先將原料分別破碎、球磨，形成粉體，然后按配方稱取粉體狀原料混合球磨得到混合粉料，將粉料混勻、成型后放在匣缽中、在空氣中高溫燒制而成。制得的耐火材料氣孔率高、導熱系數小、耐火度高、抗熱震性好、重燒線收縮率小。

技術領域

本發明涉及一種耐火材料及其制備方法，特別涉及一種以富鎂廢渣為原料的鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料及其制備方法。

背景技術

隔熱耐火材料是指氣孔率高、體積密度小、具有絕熱性能、對熱可起屏蔽作用的材料。由于隔熱耐火材料的質量很輕，通常又稱為輕質耐火材料。輕質隔熱耐火材料，除了主要用于高于環境溫度的條件下防止熱的流出損失外，還可以用于低于環境溫度的條件下防止熱的流入。一般情況下，工業窯爐砌體蓄熱損失和爐體表面散熱損失，約占燃料消耗的24～45％，采用輕質隔熱耐火材料可以減少熱量的損失，減輕爐體重量，簡化窯爐構造，提高產品質量，降低環境溫度，改善勞動條件。

鎂橄欖石具有導熱系數小、抗渣性好、不水化等特點，可應用于耐火材料。但目前鎂橄欖石耐火材料原材料要求高，產品價格貴。選擇成本低、化學性質穩定、儲量大的廢棄物來制備鎂橄欖石耐火材料具有較高的經濟和技術價值。

富鎂廢渣是工業冶煉中排放出來的一種固體廢棄物，它的形成過程為高溫熔融狀態下經水淬快速冷卻形成的一種脆性爐渣。隨著我國金屬產量逐年增加，富鎂廢渣的產量也逐年不斷增長，大量堆積侵占土地，污染環境，已報道的研究中，大部分都是用于生產水泥、玻璃等。富鎂廢渣中含有較多的SiO₂、MgO，是制備鎂橄欖石輕質耐火材料的理想原料，開發利用富鎂廢渣中有效的成分，實現資源化二次利用，變廢為寶，生產高附加值的廢物資源化產品，是實現可持續發展的重要手段。

發明內容

發明目的：針對現有鎂橄欖石耐火材料存在的問題，以富鎂廢渣為原料，提供一種氣孔率高導熱系數小、耐火度高、抗熱震性好、重燒線收縮率小的鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料，并提供一種制備該耐火材料的方法，該方法生產成本低，操作簡單，易于工藝控制。

技術方案：本發明所述的以富鎂廢渣為原料的鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料，按重量百分數計包括下述組分：

該耐火材料以富鎂廢渣和含鋁廢料的混合物為主料、輔以生物質材料和發泡劑制成，其中，主料按重量百分數計，包括60～78％的富鎂廢渣及22～40％的含鋁廢料。

較優的，主料與生物質粉、發泡劑的質量比為100：(5～15)：(0～5)。

上述原料中，富鎂廢渣可為鎳渣、鉻渣、硅錳渣、廢鎂磚中的一種或幾種。含鋁廢料可為粉煤灰、煤矸石、污泥、流化床煤灰中的一種。生物質材料為稻殼、秸稈、木炭中的一種。發泡劑為碳酸鹽、硼酸鹽、碳粉中的一種。

本發明所述的鎂橄欖石輕質隔熱耐火材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)原料預處理：富鎂廢渣、含鋁廢料破碎并粉磨0.5～4h，得到富鎂廢渣粉體和含鋁廢料粉體；生物質材料經預處理后破碎并粉磨1h～3h，得到生物質粉體；

(2)球磨混料：按配方稱取富鎂廢渣粉體、含鋁廢料粉體、生物質粉體、發泡劑，混合、球磨得到混合粉料；

(3)在混合粉料中加水或工業廢液，混勻、成型，得到生坯；