CN103936433A - 一种利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，主要解决现有铝型材厂废渣排放严重污染环境及用于制备镁铝尖晶石的氧化铝源依赖矾土，而矾土资源有限及价格高的问题。该方法按重量取菱镁矿20%-40%，铝型材厂废渣60%-80%。实现步骤：a、用球磨机将菱镁矿磨细至0.074mm以下，同时将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时。b、将菱镁矿与废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。c、球料烘干并保温。d、将冷却后球料细磨并加入水将统料压球成型，经烘干与煅烧制得镁铝尖晶石材料。该方法不仅有利于废物利用，解决铝型材厂废渣对环境的污染，并且为生产镁铝尖晶石企业节约了生产成本，具有良好的推广及实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金行业用耐火材料，确切地说是一种固体废弃物的综合利用及其镁铝尖晶石材料的制备方法。
背景技术
镁铝尖晶石是MgO-Al2O3系统唯一稳定的二元化合物，具有熔点高、热膨胀系数小、热导率低及热震稳定性好等特点，广泛应用在冶金、化工、陶瓷、水泥等行业。天然镁铝尖晶石很少，一般采用菱镁矿轻烧粉与矾土为原料，通过烧结或电熔的方法合成镁铝尖晶石。我国菱镁矿资源丰富，占世界菱镁矿资源的25%，具有制备高品位镁铝尖晶石的先决条件。此外虽然我国矾土资源同样丰富，但国内炼铝行业对矾土资源依赖性更强，导致矾土价格节节攀升，因此镁铝尖晶石制造企业急需找到新的氧化铝源代替矾土或部分代替矾土来制备镁铝尖晶石。铝型材表面处理过程形成大量的废渣含有大量的氧化铝等氧化物，这种废渣直接排放会严重污染环境，如处理得当，变废为宝，不仅具有良好经济效益，而且具有良好的社会效益。
经检索可知：中国专利公开号1958458涉及采用以铝型材厂污泥与碱式碳酸镁制备镁铝尖晶石的配方和制备方法；中国专利公开号101580383涉及以废活性氧化铝制备镁铝尖晶石材料及制备方法。因此尚未有用菱镁矿与铝型材厂废渣制备镁铝尖晶石材料的报导。
发明内容
本发明以解决上述问题为目的，主要解决现有铝型材厂废渣排放严重污染环境及用于制备镁铝尖晶石的氧化铝源依赖矾土，而矾土资源有限及价格高的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法。该方法是利用菱镁矿与铝型材厂废渣来制备镁铝尖晶石材料。上述菱镁矿与铝型材厂废渣，按重量取菱镁矿20%-40%，铝型材厂废渣60%-80%。
本发明是通过下述步骤实现的：
a、以菱镁矿、铝型材厂废渣为原料，用球磨机将菱镁矿磨细至0.074mm以下，同时将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时。
b、将<0.074mm的菱镁矿与利用干燥箱经过110℃烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。
c、将步骤b制得的球料经110℃烘干后，在1000℃-1200℃轻烧，保温1-3小时，待冷却后备用。
d、将冷却后球料细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1400℃-1600℃下煅烧1-5小时，后制得镁铝尖晶石材料。
本发明的有益效果及特点：采用本发明所制备的镁铝尖晶石耐火材料可以直接应用到冶金领域。本发明为镁铝尖晶石生产企业提供新的氧化铝源，并为企业提供制备镁铝尖晶石的原料配方及制备方法。该方法不仅有利于废物利用，解决铝型材厂废渣对环境的污染，并且为生产镁铝尖晶石企业节约了生产成本，具有良好的推广及实际应用价值。
具体实施方式
实施例1
本例原料来源于辽宁地区菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1000℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1400℃下二次煅烧5小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料体积密度2.06g/cm3，显气孔率26%。
实施例2
本例原料来源于辽宁地区菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1050℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1450℃下二次煅烧4小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料体积密度2.12g/cm3，显气孔率24%。
实施例3
本例原料来源于辽宁地区菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1100℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1500℃下二次煅烧3小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料体积密度2.32g/cm3，显气孔率19%。
实施例4
本例原料来源于辽宁地区菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1150℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1550℃下二次煅烧2小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料体积密度2.54g/cm3，显气孔率13%。
实施例5
本例原料来源于辽宁地区菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1200℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1600℃下二次煅烧1小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料。镁铝尖晶石材料体积密度2.61g/cm3，显气孔率11%。
Claims (6)
1.一种利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法是利用菱镁矿与铝型材厂废渣来制备镁铝尖晶石材料，上述菱镁矿与铝型材厂废渣，按重量取菱镁矿20%-40%，铝型材厂废渣60%-80%，该方法通过下述步骤实现：
a、以菱镁矿、铝型材厂废渣为原料，用球磨机将菱镁矿磨细至0.074mm以下，同时将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；
b、将<0.074mm的菱镁矿与利用干燥箱经过110℃烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球；
c、将步骤b制得的球料经110℃烘干后，在1000℃-1200℃轻烧，保温1-3小时，待冷却后备用；
d、将冷却后球料细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1400℃-1600℃下煅烧1-5小时，后制得镁铝尖晶石材料。
2.如权利要求1所述的利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法通过下述具体步骤实现：
将菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球，球料经110℃烘干后，在1000℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃ 烘干后在1400℃下二次煅烧5小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料，镁铝尖晶石材料体积密度2.06g/cm3，显气孔率26%。
3.如权利要求1所述的利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法通过下述具体步骤实现：
将菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球，球料经110℃烘干后，在1050℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1450℃下二次煅烧4小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料，镁铝尖晶石材料体积密度2.12g/cm3，显气孔率24%。
4.如权利要求1所述的利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法通过下述具体步骤实现：
将菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球，球料经110℃烘干后，在1100℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1500℃下二次煅烧3小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料，镁铝尖晶石材料体积密度2.32g/cm3，显气孔率19%。
5.如权利要求1所述的利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法通过下述具体步骤实现：
将菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球，球料经110℃烘干后，在1150℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1550℃下二次煅烧2小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料，镁铝尖晶石材料体积密度2.54g/cm3，显气孔率13%。
6.如权利要求1所述的利用工业废渣制备镁铝尖晶石材料的方法，该方法通过下述具体步骤实现：
将菱镁矿和铝型材厂废渣，菱镁矿用球磨机细磨至0.074mm以下，将铝型材厂废渣于110℃烘干24小时；将<0.074mm的菱镁矿与烘干后铝型材厂废渣按比例混炼1小时，外加质量百分含量为4%的氯化镁溶液作为结合剂将混合料压球，球料经110℃烘干后，在1200℃轻烧，保温1小时，待球料冷却后细磨至<0.5mm的统一物料，外加少于质量百分含量为5%的水，将统料压球成型，经110℃烘干后在1600℃下二次煅烧1小时，自然冷却得到镁铝尖晶石材料，镁铝尖晶石材料体积密度2.61g/cm3，显气孔率11%。
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