[發(fā)明專利]基于鹽湖鹵水鎂資源制備鎂硅水結(jié)合劑的方法及在鎂質(zhì)耐火澆注料中的應(yīng)用

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• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112592161A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞偉;廖寧;張思思;徐義彪;桑紹柏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/043
• 分類號(hào): C04B35/043;C01B33/22;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

基于鹽湖鹵水鎂資源制備鎂硅水結(jié)合劑的方法及在鎂質(zhì)耐火澆注料中的應(yīng)用。涉及鎂硅水結(jié)合劑的方法及應(yīng)用。目的是解決鹽湖鹵水中鎂、鋰分離的方法造成污染環(huán)境和資源浪費(fèi)；以及鎂質(zhì)澆注料硅微粉含量高的問題。基于鹽湖鹵水鎂資源制備鎂硅水結(jié)合劑方法：向鹽湖鹵水中加入硅酸鹽類沉淀劑獲得混合液，攪拌、固液分離，依次進(jìn)行水熱反應(yīng)和熱處理獲得鎂硅水結(jié)合劑。應(yīng)用：稱取氧化鎂、二氧化硅微粉、鎂硅水結(jié)合劑、分散劑和氧化鎂顆粒為原料，制備成澆注料，依次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、干燥和熱處理。本發(fā)明利用鹽湖鹵水制備納米級(jí)、具有結(jié)構(gòu)記憶特性的鎂硅水結(jié)合劑，降低鎂硅水結(jié)合劑的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)高鎂鋰比鹽湖鹵水利用。本發(fā)明適用于制備鎂質(zhì)耐火澆注料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備鎂硅水結(jié)合劑的方法及在鎂質(zhì)耐火澆注料中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

我國鹽湖蘊(yùn)含豐富的Li，Na，K，Mg等資源，而高鎂鋰比是我國鹽湖的重要特點(diǎn)，如何使鎂、鋰分離成為了我國鹽湖資源利用亟需解決的一個(gè)重要技術(shù)問題。目前用于鹽湖鹵水中鎂、鋰分離的方法主要有沉淀法、鹽析法、蒸發(fā)結(jié)晶法、溶劑萃取法、電滲析法和納濾法等。但是，鹽湖鹵水的高鎂鋰比直接導(dǎo)致制備1t鋰產(chǎn)品會(huì)伴隨10t以上的鎂鹽副產(chǎn)物，大量的鎂鹽副產(chǎn)物堆積導(dǎo)致形成“鎂害”，不僅污染環(huán)境，造成資源浪費(fèi)，還一定程度破壞鹽湖資源結(jié)構(gòu)和影響鹽湖資源可持續(xù)開發(fā)。

對于大量的鹽湖鎂資源來說，一個(gè)可行的應(yīng)用在于將其轉(zhuǎn)化成氧化鎂制品制備耐火材料。鎂質(zhì)澆注料作為冶金工業(yè)爐的一種關(guān)鍵爐襯材料，其服役行為直接影響潔凈鋼的冶煉過程和鋼質(zhì)量。傳統(tǒng)鎂質(zhì)澆注料中主要通過引入硅微粉形成鎂硅水合物相來滿足早期施工強(qiáng)度要求，但是實(shí)際水解發(fā)揮結(jié)合作用的硅微粉含量較低，富余的硅微粉往往導(dǎo)致氧化物或氧氣向鋼液中溶解形成的雜質(zhì)元素。因此，降低材料中的硅微粉含量已經(jīng)成為滿足潔凈鋼冶煉技術(shù)發(fā)展用耐火材料的主要趨勢。但是，單純降低硅微粉含量會(huì)導(dǎo)致鎂質(zhì)澆注料的施工性變差，如流動(dòng)性、早期脫模強(qiáng)度和干燥特性等變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有用于鹽湖鹵水中鎂、鋰分離的方法會(huì)產(chǎn)生大量的鎂鹽副產(chǎn)物易造成污染環(huán)境和資源浪費(fèi)；以及現(xiàn)有的鎂質(zhì)澆注料中硅微粉含量高的問題，提出一種基于鹽湖鹵水鎂資源制備鎂硅水結(jié)合劑的方法及在鎂質(zhì)耐火澆注料中的應(yīng)用

本發(fā)明基于鹽湖鹵水鎂資源制備鎂硅水結(jié)合劑的方法按照以下步驟進(jìn)行：

向鹽湖鹵水中加入硅酸鹽類沉淀劑獲得混合液，攪拌混合液5-15min，然后固液分離得到沉淀和母液，所得沉淀用水洗滌2-3次后依次進(jìn)行水熱反應(yīng)和熱處理，獲得鎂硅水結(jié)合劑。

上述基于鹽湖鹵水鎂資源制備的鎂硅水結(jié)合劑在制備鎂質(zhì)耐火澆注料中的應(yīng)用。

所述制備鎂質(zhì)耐火澆注料的制備方法按照以下步驟進(jìn)行：

一、稱取原料；

稱取18-26wt％的氧化鎂細(xì)粉、1-3wt％的二氧化硅微粉、1-3wt％的鎂硅水結(jié)合劑、0.05-0.2wt％的聚羧酸鹽類分散劑和余量的氧化鎂顆粒作為原料；

二、將步驟一稱取的原料混合均勻，得到預(yù)混料；

三、向步驟二得到的預(yù)混料中加入占預(yù)混料質(zhì)量4-6wt％的水并混合均勻，得到濕混料，將濕混料進(jìn)行澆注和振動(dòng)成型，得到澆注料；

四、對步驟三振動(dòng)成型后的澆注料依次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、干燥和熱處理，即完成。

本發(fā)明原理及有益效果為：

鹽湖鹵水是一種廉價(jià)原料，基本上是屬于一種廢棄物，而且還污染環(huán)境和影響資源開發(fā)，如何將其中的鎂資源加以利用是目前各行業(yè)攻關(guān)的難點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用鹽湖鹵水制備納米級(jí)、具有結(jié)構(gòu)記憶特性的鎂硅水結(jié)合劑，不僅大幅度降低鎂硅水結(jié)合劑的生產(chǎn)成本，還為高鎂鋰比鹽湖鹵水的綜合利用，變傳統(tǒng)“鎂害”為化工原料生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品開辟了一條新的途徑；