[發明專利]一種粉粒狀菱鎂礦一步法制備燒結鎂砂的方法

有效

• 申請號: 202011094774.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112250323B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 付亮亮;白浩隆;白丁榮;許光文
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C04B2/12
• 分類號: C04B2/12
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種粉粒狀菱鎂礦一步法制備燒結鎂砂的方法，涉及一種制備燒結鎂砂的方法，該方法包括菱鎂礦原料的預處理、預熱、重燒、熱量回收、CO₂捕集和煙氣凈化等工序。該方法核心思想是小粒徑菱鎂礦傳熱以及CO₂的排出更快速，解決了傳統豎窯以及電熔爐使用的塊狀菱鎂礦傳熱難，外部溫度高于內部溫度，從而導致的外部晶型先轉變成致密結構，使內部氣體難以排出的問題。該方法利用流化床/移動床熱交換速率快、產量大以及顆粒受熱均勻等特點，與傳統重燒技術相比，極大降低了重燒溫度，縮短了重燒時間，進而提高了系統的處理能力，降低了燒結鎂砂的生產成本。而且，該方法還解決了傳統豎窯和電熔爐工藝不能使用粉粒菱鎂礦的問題，提高了菱鎂資源的利用率。

技術領域

本發明涉及一種制備燒結鎂砂的方法，特別是涉及一種粉粒狀菱鎂礦一步法制備燒結鎂砂的方法。

背景技術

菱鎂礦是一種以碳酸鎂為主要礦物組成的礦產資源，中國的菱鎂礦儲量約30億噸，在世界上排第一位，主要分布在遼寧和山東省內，其中遼寧占90%以上。菱鎂礦在不同溫度下煅燒、熔融后的產物有輕燒氧化鎂、重燒氧化鎂和電熔氧化鎂。其中重燒鎂砂（又稱燒結鎂砂）是重要的耐火材料原料，廣泛應用于鋼鐵冶金、建材、有色金屬冶煉等高溫行業，占整個鎂質耐火材料的40%以上，耐火材料的質量對鋼鐵這些高溫行業技術發展起著關鍵作用。其中 MgO 質量分數大于 99% （國內一般指 MgO質量分數大于98%），體積密度大于3.30g/cm³的燒結鎂砂又稱高純鎂砂。

高純鎂砂熔點高達2825℃，具有良好的耐高溫、耐腐蝕性及保溫特性，是性能優良的耐火材料，廣泛應用于鋼鐵、冶金、建材、國防、醫療器械、水泥、玻璃等諸多領域和行業。近年來，隨著鋼鐵、冶金行業冶煉技術的進步，對高純鎂砂的產量和質量也提出了更高的要求。

采用菱鎂礦輕燒、細磨、高壓壓球和死燒的“二步煅燒”工藝，可生產出高純鎂砂。目前我國高純鎂砂的生產工藝均采用優質菱鎂礦為原料，經以煤氣為燃料的反射爐輕燒后，再將輕燒鎂粉細磨成粉，要高壓壓球機干法壓球，最后在以重油為燃料的高溫豎窯內進行煅燒。通過浮選工藝提高氧化鎂純度，多層爐輕燒，液化天然氣為燃料高溫豎窯煅燒，可生產出的優級高純鎂砂。但是，該技術對菱鎂礦原料品質的要求高，只能使用塊狀的優質原料，大量粉粒狀以及中低品質菱鎂礦資源被廢棄，且豎窯內重燒所需溫度高、時間長、能耗高，干法壓球設備產量低，粉塵污染嚴重。

因此研發一種原料適應性好、環保、低能耗、高重燒效率的燒結鎂砂制備方法十分必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粉粒狀菱鎂礦一步法制備燒結鎂砂的方法，本發明解決傳統燒結鎂砂制備方法對菱鎂礦品質和粒度有苛刻要求的制約，降低菱鎂礦制備燒結鎂砂所需的煅燒溫度、縮短煅燒時間、提高煅燒效率，從而提高菱鎂礦的資源利用率，助推我國菱鎂產業技術升級。。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種粉粒狀菱鎂礦一步法制備燒結鎂砂的方法，所述方法包括以下制備過程：粉粒菱鎂礦依次通過預熱、重燒、熱量回收、分選提純以及煙氣凈化處理，一步制得燒結鎂砂產品；所述的原料為天然粉或塊狀菱鎂礦粉碎制得，或直接使用菱鎂礦輕燒粉作為重燒原料；所述預熱是利用重燒后的高溫煙氣對菱鎂礦原料進行預加熱；所述重燒是利用流化床/移動床對預熱后的粉粒菱鎂礦進行重燒，使其晶型發生轉變，從而制備成高純度的燒結鎂砂；所述熱量回收是利用空氣將高溫狀態的燒結鎂砂進行降溫，升溫后的空氣作為流化床/移動床的流化氣和助燃氣；所述的分選提純是指重燒裝置內使用煤粉作為燃料時，將摻混在燒結鎂砂中的煤灰依靠其與鎂砂的粒度和密度差異，采用粒度分級或重力分選等裝置去除；所述煙氣凈化是對重燒過程燃料燃燒產生的煙氣進行脫硫、脫硝以及除塵環保手段，使排到大氣中的氣體滿足環保要求，另外，在此過程中根據菱鎂礦煅燒產生CO₂濃度和市場需求情況對CO₂進行收集作為系統副產品。