本發(fā)明涉及耐火材料，特別是涉及一種利用富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法。

背景技術(shù)：

1、鎂質(zhì)耐火材料是高溫行業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)材料，其具有卓越的高耐火度和強(qiáng)大的抗渣性，能夠在極端高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定性能，廣泛應(yīng)用于冶金、水泥生產(chǎn)等高溫環(huán)境中的關(guān)鍵領(lǐng)域。鎂是鎂質(zhì)耐火材料的主要原料，其主要來(lái)源是天然菱鎂礦、海水、鹽湖鹵水、方解石、蛇紋石、水鎂石、爐渣和廢耐火材料等。目前已有的鎂質(zhì)耐火材料專利中，如cn118561613b，cn117865653b，使用廢棄鎂質(zhì)耐火材料作為鎂源；cn115073142b，cn108840692a，cn107686339a使用電熔鎂砂作為鎂源。

2、隨著冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，大量礦石以硼、鐵、鋁、鈣等為主要提取對(duì)象，鎂則進(jìn)入到尾礦中，未能實(shí)現(xiàn)資源利用，造成了浪費(fèi)。因此，研究從富鎂尾渣制備優(yōu)良鎂質(zhì)耐火材料的方法是十分具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)效益的，具有重要的意義。

3、現(xiàn)有技術(shù)中利用尾渣來(lái)制備鎂質(zhì)耐火材料的記載，如本團(tuán)隊(duì)曾在專利cn113060741b中就涉及到簡(jiǎn)單的利用浸出渣制備耐火材料的方法，利用提硼提鐵浸出渣在100-150mpa壓力下壓制成型，干燥處理；處理后在氧化氣氛1300-1350℃下焙燒2-3h，制得鎂質(zhì)耐火材料，優(yōu)選下耐火度為1650℃～1680℃，體積密度和顯氣孔率分別為1.53g/cm3、1.89％；在該專利中，耐火材料制備過(guò)程未加入添加劑，制備方法簡(jiǎn)單，耐火材料性能較差；在專利cn106810281b中，記載了一種利用鎳鐵合金尾渣制備鎂橄欖石耐火材料的方法，該專利中利用氧化鎂作為添加劑，通過(guò)調(diào)控mgo/sio2，mgo/feo，mgo/al2o3，al2o3/sio2，(mgo+cao)/(sio2+al2o3)的比例至特定比例，焙燒后得到鎂質(zhì)耐火材料，但優(yōu)選條件下耐火材料耐火度為1610-1660℃，耐壓強(qiáng)度為87.5-89.6mpa，體積密度為2.27-2.33g/cm3，顯氣孔率為26.88-27.78％。因此，目前從富鎂尾渣中制備耐火材料的方法，得到的耐火材料耐火度和耐壓強(qiáng)度較低，不能滿足對(duì)耐火度要求更高的冶金工業(yè)要求。

4、因此，利用富鎂尾渣制備具有高耐火度和高耐壓強(qiáng)度的鎂質(zhì)耐火材料是十分有意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，為了進(jìn)一步提升產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度和耐火溫度本發(fā)明提供了一種利用富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法，在實(shí)現(xiàn)尾渣綜合利用的同時(shí)，還進(jìn)一步提升了耐火材料的綜合性能。在本發(fā)明中，利用富鎂尾渣制備得到鎂質(zhì)耐火材料可達(dá)到1800℃耐火度及106.7?mpa抗壓強(qiáng)度。

2、本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了大比例利用富鎂渣的同時(shí)，還能得到性能極為優(yōu)越的耐火材料。

3、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

4、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法，以富鎂渣、添加劑為原料，富鎂渣與添加劑互配，在配入粘結(jié)劑后，壓制成型，燒結(jié)，得到鎂質(zhì)耐火材料，所述添加劑選自氧化鎂，氧化鋁，氧化鋯中的至少一種，所述添加劑添加量為富鎂渣質(zhì)量的5?wt.%~50wt.%，所述粘結(jié)劑為氯化鎂溶液。制備得到的耐火材料具有優(yōu)良的抗熱震性、耐火度、體積密度、抗壓強(qiáng)度和顯氣孔率。

5、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法,其中粘結(jié)劑優(yōu)選為1.4?g/cm3的氯化鎂溶液，粘結(jié)劑的用量為原料質(zhì)量的3-5%。

6、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法，富鎂渣為mgo≥35%的鎂渣。在本發(fā)明中鎂渣可以是選礦渣、冶煉渣中的至少一種。所述富鎂尾渣經(jīng)預(yù)焙燒處理后含水量降低，最終得到的鎂質(zhì)耐火材料性能更加優(yōu)良，預(yù)焙燒溫度為400℃及以上，優(yōu)選為800℃。所述富鎂尾渣中吸附水/結(jié)晶水含量≥5?wt.%。

7、預(yù)焙燒后富鎂渣與添加劑混勻后，加入1.4?g/cm3溶液作為粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)壓制工序成型，壓制工序的壓力范圍為50~10000mpa、優(yōu)選為50-2000mpa、進(jìn)一步優(yōu)選為100mpa。

8、燒結(jié)包括：在800~1700℃進(jìn)行焙燒、優(yōu)選為1000-1500℃、進(jìn)一步優(yōu)選為1300℃；焙燒時(shí)間為30min以上、優(yōu)選為90-180min、進(jìn)一步優(yōu)選為180min。

9、作為優(yōu)選，本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質(zhì)耐火材料的方法，富鎂渣主要含有以下化學(xué)組分（以氧化物形式表示）以質(zhì)量百分比計(jì)，包括：

10、mgo?40-55%、優(yōu)選為44-55%、進(jìn)一步優(yōu)選為55%；

11、sio2?0-30%、優(yōu)選為0-20%、進(jìn)一步優(yōu)選為20%；

12、fe2o30-40%、優(yōu)選為5-20%、進(jìn)一步優(yōu)選為8%；

13、feo?0-40%、優(yōu)選為5-20%、進(jìn)一步優(yōu)選為8%；

14、b2o3?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進(jìn)一步優(yōu)選為0-1%；

15、al2o3?1-20%、優(yōu)選為1-11%、進(jìn)一步優(yōu)選為9-11%；

16、cao?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進(jìn)一步優(yōu)選為5%；

17、na2o?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進(jìn)一步優(yōu)選為0-1%。

18、作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯組成，其中配比（以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）為：富鎂渣70%-90%、氧化鎂0~12%、氧化鋁0~12%、氧化鋯0~10%且氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯三者中至少有一種不為零。

19、作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯組成，其中配比（以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）為：富鎂渣75%-85%、氧化鎂5%~10%、氧化鋁5%~10%、氧化鋯0~10%，且富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯四者的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和為百分之百。

20、作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁組成，其中配比（按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）為：富鎂渣的質(zhì)量百分含量為80-82%、氧化鎂10%、氧化鋁8~10%。

21、作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁按質(zhì)量比，富鎂渣：氧化鎂：氧化鋁=82：10：8組成。

22、本發(fā)明所述的鎂質(zhì)耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

23、(1)按配比準(zhǔn)備原料，按設(shè)計(jì)的各原料攪拌混合均勻，加入粘結(jié)劑混合均勻，得到混合料；

24、(2)將步驟(1)中所述混合料倒入模具中，施加壓力為50~10000mpa、優(yōu)選為50-2000mpa、進(jìn)一步優(yōu)選為100mpa，使之壓制成型，得到初始團(tuán)塊；

25、(3)然后將步驟(2)中所述得到初始團(tuán)塊，置于800~1700℃、優(yōu)選為1000-1500℃，進(jìn)一步優(yōu)選為1300℃進(jìn)行焙燒，焙燒時(shí)間為30min以上、優(yōu)選為90-180min、進(jìn)一步優(yōu)選為180min，得到鎂質(zhì)耐火材料。本發(fā)明經(jīng)優(yōu)化后的工藝，首次實(shí)現(xiàn)了在較低溫度（如1300℃），可以得到抗壓強(qiáng)度大于105?mpa，耐火度為1800?℃，抗熱震性（測(cè)試溫度1100℃）次數(shù)大于等于6次的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

26、本發(fā)明經(jīng)優(yōu)化后，所得產(chǎn)品的顯氣孔率為15.9%，體積密度為3.05?g/cm3，抗壓強(qiáng)度為106.7?mpa，耐火度為1800?℃，抗熱震性（測(cè)試溫度1100℃）次數(shù)為7次。

27、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

28、1.在本發(fā)明中，富鎂渣添加比高，可完全實(shí)現(xiàn)固廢增值利用。

29、2.本發(fā)明工藝可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良鎂質(zhì)耐火材料的制備，且可根據(jù)需求調(diào)節(jié)所使用添加劑的比例與種類。

30、3.本發(fā)明原料來(lái)源廣，制備得到耐火材料性能優(yōu)良，附加價(jià)值高。

31、綜上，本發(fā)明具有工藝流程簡(jiǎn)單、能耗少、成本低、產(chǎn)品附加值大等特點(diǎn)。為我國(guó)豐富的富鎂尾渣資源的高效開發(fā)利用提供了產(chǎn)品制備的可行途徑，有著十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。