專利名稱：一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善煉鎂所產(chǎn)生還原渣的體積穩(wěn)定性和膠凝活性的技術(shù)，尤其是涉及一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法。
背景技術(shù)：
金屬鎂及鎂合金是近年來(lái)我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的新材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車摩托車、3C產(chǎn)品、醫(yī)療等領(lǐng)域。寧夏是世界主要的金屬鎂及鎂合金產(chǎn)地之一，被列為“全國(guó)皮江法煉鎂示范基地”和“國(guó)家級(jí)高品質(zhì)鎂合金產(chǎn)業(yè)基地”。皮江法煉每一鎂噸金屬鎂將產(chǎn)生6-8噸還原鎂渣簡(jiǎn)稱為鎂渣。在自然冷卻過(guò)程中，鎂渣中的正硅酸二鈣會(huì)在500° C左右從具有膠凝性的P-C2S轉(zhuǎn)化為無(wú)膠凝性的Y-C2S，該相變引起12%的體積膨脹，造成了鎂渣 塊的碎裂粉化。粉化的鎂渣在堆放、運(yùn)輸過(guò)程中微細(xì)顆粒粉塵飛揚(yáng)，對(duì)周圍空氣土壤水源均造成極大污染。為了解決以上問(wèn)題，進(jìn)行了許多研究和探討。申請(qǐng)?zhí)?01110027740. O采用加入少量硼酸的方法，用化學(xué)法改善了鎂渣的體積穩(wěn)定性，解決了粉渣揚(yáng)塵污染的問(wèn)題，但硼酸作為工業(yè)原料成本不菲；申請(qǐng)?zhí)朇N00101520. 6采用水淬物理降溫的方法，較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用；申請(qǐng)?zhí)?00910020830. X采用在金屬鎂生產(chǎn)原料中加入3-15%的含鋁原料添加劑的方法，來(lái)進(jìn)行鎂渣的改性，但仍需對(duì)所獲得的改性鎂渣進(jìn)行快速冷卻。在金屬鎂生產(chǎn)原料中加入3-15%的含鋁原料添加劑，也會(huì)對(duì)鎂冶煉反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件產(chǎn)生不可忽略的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的用磷化合物穩(wěn)煉鎂還原渣中正硅酸二鈣的方法。本發(fā)明的目的通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)
一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法，其特征是該方法為先將鎂渣粉碎過(guò)40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩(wěn)定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩(wěn)定劑的量為煉鎂還原渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 5-14%，該穩(wěn)定劑和鎂還原渣在充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時(shí)，冷卻后可得到有一定強(qiáng)度的鎂渣塊；
所述含磷的化合物可為磷灰石或磷酸二氫鈣；
所述壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓力范圍為150-500 MPa。本發(fā)明有如下效果
O工藝方法獨(dú)特本發(fā)明提供的方法為采用磷灰石，磷酸二氫鈣等含有磷的化合物作為穩(wěn)定劑，加入到鎂還原渣中，，鎂渣需先粉碎過(guò)篩，然后將穩(wěn)定劑與鎂渣充分混合后壓制成型，壓力范圍為150-500 MPa。將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3_6小時(shí)，冷卻后即可獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。
2)可將已經(jīng)變成粉塵的鎂渣重新轉(zhuǎn)化為塊狀物，便于鎂渣的無(wú)粉塵存放、運(yùn)輸和進(jìn)一步利用。本發(fā)明提供的方法將鎂渣中的Y-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)閕3-C2S，由于穩(wěn)定劑的作用，此時(shí)的渣料塊在降溫過(guò)程中不會(huì)發(fā)生碎裂粉化，從而避免了鎂渣的粉塵污染。含有大量P-C2S的渣料，可用來(lái)制備建筑材料，也可做為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材，可以增大鎂渣的加入比例。鎂渣中的P-C2S可以較大地增強(qiáng)水泥和混凝土制品的后期強(qiáng)度。3)應(yīng)用本發(fā)明可將已經(jīng)變成粉塵的皮江法煉鎂還原渣重新轉(zhuǎn)化為體積穩(wěn)定的塊狀物，消除了鎂渣的粉塵污染，有利于實(shí)現(xiàn)鎂渣的無(wú)粉塵存放和運(yùn)輸，可較大地促進(jìn)皮江法煉鎂還原廢渣的利用和循環(huán)。4)在鎂渣中加入磷化合物，并經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囂幚?，可以穩(wěn)定鎂渣中具有膠凝性的的P-C2S相，使其不在冷卻中轉(zhuǎn)變?yōu)閅-C2S，這樣即防止了渣粉化現(xiàn)象，又提高了渣的膠凝活性，可將其使用為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材，也可作為其它建材使用。5)所述含有磷化合物的穩(wěn)定劑的加入量為鎂渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 5-14%。該穩(wěn)定劑的加入量可根據(jù)鎂渣成分、焙燒溫度、保溫時(shí)間和冷卻時(shí)間這幾個(gè)因素在所述的O. 5-14%的范圍之間調(diào)整。在焙燒溫度高、保溫時(shí)間長(zhǎng)、冷卻時(shí)間短的情況下可適當(dāng)減少該穩(wěn)定劑的加·入量。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過(guò)40目篩，然后將磷灰石作為穩(wěn)定劑粉碎過(guò)40目篩后，加入到40目以下的鎂還原渣中，加入穩(wěn)定劑磷灰石的量為鎂渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 5%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時(shí)，冷卻后獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。實(shí)施例二 一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過(guò)40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩(wěn)定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩(wěn)定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的14%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3_6小時(shí)，冷卻后獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。實(shí)施例三一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎過(guò)40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩(wěn)定劑，加入到40目以下的鎂還原渣中，力口入穩(wěn)定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時(shí)，冷卻后獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。實(shí)施例四一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過(guò)40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩(wěn)定劑粉碎過(guò)40目篩后加入到鎂還原渣中，加入穩(wěn)定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時(shí)，冷卻后獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。
權(quán)利要求
1.一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸ニ鈣的方法，其特征是該方法為先將鎂渣粉碎過(guò)40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩(wěn)定劑，加入到鎂還原渣中，カロ入穩(wěn)定劑的量為煉鎂還原渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的O. 5-14%，該穩(wěn)定劑和鎂還原渣在充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時(shí)，冷卻后可得到有一定強(qiáng)度的鎂渣塊。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中正硅酸ニ鈣的方法，其特征是所述含磷的化合物可為磷灰石或磷酸ニ氫鈣。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中正硅酸ニ鈣的方法，其特征是所述壓制成型采用的設(shè)備為油壓機(jī)，壓カ范圍為150-500 MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉鎂所產(chǎn)生還原渣的穩(wěn)定性的技術(shù)，尤其是涉及一種用磷化合物穩(wěn)定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法，該方法為先將鎂渣粉碎過(guò)40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩(wěn)定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩(wěn)定劑的量為鎂渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.5-14%，充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250°C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時(shí)，冷卻后獲得有一定強(qiáng)度的鎂渣塊；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、可將已經(jīng)變成粉塵的鎂渣重新轉(zhuǎn)化為塊狀物、有利于鎂渣的無(wú)粉塵存放、運(yùn)輸和進(jìn)一步利用，同時(shí)提高了鎂渣中的β-C2S含量，可將其作為為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材使用，也可作為其它建材使用。
文檔編號(hào)C01B33/24GK102730706SQ201210237650
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者吳瀾爾, 杜春, 楊奇星, 江涌, 郭生偉, 陸有軍, 陳宇紅, 韓鳳蘭 申請(qǐng)人:北方民族大學(xué)