CN102633515B - 镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法 - Google Patents

镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法，该镁-镁橄榄石合成砂由下述原料按重量百分比组成，废弃菱镁矿细粉：30%-50%，菱镁矿选矿尾矿粉：20%-30%，活性轻烧氧化镁粉：0%-20%，硼泥：30%-50%。制备方法如下将废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥、轻烧氧化镁及原料总重量20%的水，放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后烧结成镁-镁橄榄石合成砂。本发明一方面解决了镁橄榄石单独使用高温性能差的问题，另一方面使得废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥得到了综合利用，变废为宝，并且降低镁-镁橄榄石合成砂的生产成本。

Description

镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐火材料用的镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法，尤其是一种利用废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿、硼泥生产镁橄榄合成砂的配方及方法。
背景技术
近些年来，国内可直接使用的高品位菱镁矿矿石逐渐减少，由于经济原因以及缺乏合适的选矿技术，很多矿山在开采过程中将产生的粉矿和低品级菱镁矿直接抛弃，造成了矿石资源的大量浪费。据了解，含MgO 44%～46%的菱镁矿石占总储量的70%左右，所以将低品级的矿石加工成高品级精矿具有很高的社会和经济意义。
菱镁矿矿石作为耐火材料，需要进行选矿以保证菱镁矿石的高品位。每年菱镁矿选矿淘汰下的尾矿数量巨大，菱镁矿尾矿得不到利用，还存在污染环境的问题。
镁橄榄石在我国储量极为丰富，利用镁橄榄石替换部分镁砂即可满足冶金设备的使用要求又可降低生产成本，节约自然资源，但天然镁橄榄石矿中杂质及低熔点相较多，高温性能差，直接作为耐火材料使用会对耐火性能产生不利的影响，尤其Fe2O3含量对高温性能影响最大，纯镁橄榄石（2MgO.SiO2）的熔点为1890℃，是非常好的耐火材料，而自然界中的镁橄榄石含有7%-10%的FeO,使MgO/SiO2下降，熔点降低，为改善其高温性能，根据原料组成特点应加入一定数量的氧化镁配料对镁橄榄石进行一定的处理，提高MgO/SiO2比，降低Fe2O3等有害杂质含量，天然镁橄榄石的化学组成MgO：40%-50%,SiO2：30%-40%,Fe2O3：7%-10%,灼减：2%-15%，镁橄榄石作为耐火材料使用比较理想的化学组成为MgO：65%-75%,SiO2：15%-25%,Fe2O3：2%-5%,灼减：＜0.5%，通过对镁橄榄石成分的优化，完全可以将镁橄榄石作为高级耐火原料使用，但生产成本较高。
另一方面硼泥作为生产硼砂或硼酸下来的废渣，每生产1吨硼砂约产生4吨硼泥，硼泥具有强碱性，对环境污染严重，自我国用“碳碱”法生产硼砂四十多年来，硼泥污染一直未得到有效解决，成为化工行业的老大难问题。经研究发现硼泥中含有的MgO：40%-45%,SiO2：25%-35%,Fe2O3：4%-8%,细度120-150目，成分组成比天然镁橄榄石均匀稳定，不用细磨拿来就可以使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种以废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥、轻烧氧化镁为原料生产镁-镁橄榄石合成砂的配方及方法。该方法节约成本，综合利用废弃物，节能环保。
本发明目的是通过下述技术方案实现的：镁-镁橄榄石合成砂，其特征在于：由下述原料按重量百分比组成，废弃菱镁矿细粉：30%-50%，菱镁矿选矿尾矿粉：20%-30%，活性轻烧氧化镁粉：0%-20%，硼泥：30%-50%。
所述的废弃菱镁矿细粉是指经雷蒙磨研磨成150目（通过率＞95%），MgO＞45%的废弃菱镁矿粉矿。
所述的菱镁矿选矿尾矿粉其细度在200目（通过率＞95%），MgO ＞40% ，SiO2 ：15%-20% 。 
所述的硼泥细度在150目（通过率＞95%）。
所述的活性轻烧氧化镁粉是指经雷蒙磨研磨成150目（通过率＞95%），MgO＞75%的活性轻烧氧化镁粉。
一种制备镁-镁橄榄石合成砂的方法，其步骤如下：按上述配比将废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥、轻烧氧化镁及原料总重量20%水，放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后烧结成镁-镁橄榄石合成砂。
本发明的有益效果：本发明采用上述配方制备镁-镁橄榄石合成砂，一方面解决了镁橄榄石单独使用高温性能差的问题。另一方面使得废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥得到了综合利用，变废为宝，并且降低镁-镁橄榄石合成砂的生产成本。由于硼泥的主要矿物组成与镁橄榄石近似，利用硼泥代替镁橄榄石生产镁-镁橄榄石合成砂，解决了硼泥废渣对环境的重度污染问题。该方法制成的镁-镁橄榄石合成砂是耐火材料生产用原料，高温性能优于普通镁橄榄石砂，可以生产镁橄榄石砖及各种镁橄榄石质不定型耐火材料，性能不低于烧结镁砂制作的镁质耐火材料。该镁-镁橄榄石合成砂在压球过程中不外加任何结合剂，通过硼泥的粘度和轻烧氧化镁的活性使脊性的废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉充分结合并产生强度形成球坯，硼泥和轻烧氧化镁既是原料又是结合剂。
具体实施方式
实施例1：根据需求和技术条件，按重量百分比，采用配方数据为，废弃菱镁矿细粉30%，菱镁矿选矿尾矿粉20%，轻烧氧化镁粉 20%，硼泥粉为30%，添加原料总重量20%的水放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后，制成MgO：≥65%,SiO2：25%-27%,Fe2O3：3%-4%,Al203＜1.5%,CaO＜2.5%,灼减：＜0.5%,体积密度≥2.70g/㎝3的镁-镁橄榄石合成砂。
实施例2：根据需求和技术条件，按重量百分比，采用配方数据为，废弃菱镁矿细粉30%，菱镁矿选矿尾矿粉30%，轻烧氧化镁粉 10%，硼泥粉30%，添加原料总重量20%的水放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后，制成MgO：≥75%,SiO2：15%-17%,Fe2O3：3%-4%,Al203＜1.5%,CaO＜2.5%,灼减：＜0.5%，体积密度≥2.70g/㎝3的镁-镁橄榄石合成砂。
实施例3：根据需求和技术条件，按重量百分比，采用配方数据为：废弃菱镁矿细粉50%，菱镁矿选矿尾矿粉20%，硼泥粉为30%，添加原料总重量20%的水放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后，制成MgO：≥70 %,SiO2：22%-24%,Fe2O3：3%-4%,Al203＜1.3%,CaO＜2.3%,灼减：＜0.5%,体积密度≥2.70g/㎝3镁-镁橄榄石合成砂。
实施例4：根据需求和技术条件，按重量百分比，采用配方数据为：废弃菱镁矿细粉30%，菱镁矿选矿尾矿粉20%，硼泥粉为50%，添加原料总重量20%的水放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后，制成MgO：≥70%,SiO2：22%-24%,Fe2O3：3%-4%,Al203＜1.3%,CaO＜2.3%,灼减：＜0.5%,体积密度≥2.70g/㎝3镁-镁橄榄石合成砂。
实施例5：根据需求和技术条件，按重量百分比，采用配方数据为，废弃菱镁矿细粉30%，菱镁矿选矿尾矿粉20%，活性轻烧氧化镁粉10%，硼泥粉为40%，添加原料总重量20%的水放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后，制成MgO：≥70%,SiO2：21%-22%,Fe2O3：4%-5%,Al203＜1.3%,CaO＜2.3%,灼减：＜0.5%,体积密度≥2.70g/㎝3镁-镁橄榄石合成砂。

Claims (1)

1.一种制备镁-镁橄榄石合成砂的方法，其步骤如下：
所述镁-镁橄榄石合成砂由下述原料按重量百分比组成，废弃菱镁矿细粉：30%-50%，菱镁矿选矿尾矿粉：20%-30%，活性轻烧氧化镁粉：0%-20%，硼泥：30%-50%，上述原料总和为100%；
所述的废弃菱镁矿细粉是指经雷蒙磨研磨成150目，MgO＞45%的废弃菱镁矿粉矿；
所述的菱镁矿选矿尾矿粉其细度在200目，MgO ＞40% ，SiO2 ：15%-20% ；
所述的硼泥细度在150目；所述的活性轻烧氧化镁粉是指经雷蒙磨研磨成150目，MgO＞75%的活性轻烧氧化镁粉；
按上述配比将废弃菱镁矿细粉、菱镁矿选矿尾矿粉、硼泥、轻烧氧化镁及外加占原料总重量20%的水，放入湿式轮碾机中充分搅拌轮碾，再经压密、压球过程制成直径40㎜-60㎜的球坯，待球坯自然干燥水分小于0.5%后加入到镁砂竖窑中经1550-1650℃煅烧后烧结成镁-镁橄榄石合成砂。
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