CN104140274B

CN104140274B - 一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104140274B
Application number: CN201310163741.7A
Authority: CN
Inventors: 邓承继; 祝洪喜; 汪盛明
Original assignee: HUBEI HONGHUA HIGH TEMPERATURE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HUBEI HONGHUA HIGH TEMPERATURE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: CN104140274A

Abstract

本发明涉及一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法。具体为将镁橄榄石原矿粉、轻烧氧化镁粉、铝酸钙水泥、硅微粉混合，加入水快速搅拌1小时，再缓慢加入发泡剂，搅拌后直接倒入模具内浇注成型；经过自然养护、脱模，再在100-120℃条件下干燥12-36小时后制得不烧镁橄榄石轻质材料。该方法制备的不烧镁橄榄石轻质材料积密度在0.8~1.8克/厘米³，使用温度高，使用寿命长。其适于温度在1000℃以下的各种工业热工设备，可有效地降低这些设备在生产过程中的热量损失和设备对周围环境的热污染，实现节能降耗。

Description

一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法

技术领域

本发明属于耐火保温材料技术领域。尤其涉及一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法。

背景技术

现代工业生产火力发电厂、核电站和钢铁厂以及石油、化工、建材等工厂的工业窑炉的外壁散热一般占窑炉总热损失的5-30%左右，全国每年通过工业热工窑炉炉壁散热向大气环境排放废热折合在1亿吨标准煤以上，不仅大量消耗能源，而且也是造成城市热岛效应的主要元凶之一。对于这样的散热形成的热污染的主要防治办法是加强保温、隔热措施，使用好的保温隔热材料。

现有用于工业热工窑炉设备的轻质保温隔热材料，如氧化铝空心球材料、轻质高铝材料、轻质镁橄榄石保温材料、轻质粘土、硅藻土材料等，都是经过一定温度烧成的，在其生产过程中浪费了能源。因此，研究和开发具有一定强度、体积密度低、耐高温性能和热稳定性能优良、利用工业热工窑炉设备余热烧结材料的新型轻质保温材料是技术人员所关注的问题。镁橄榄石材料具有高熔点、高强度、高化学稳定性、低导热系数。但目前生产镁橄榄石轻质材料的方法没有不烧直接使用的。本发明将提供一种新方法，制备不烧镁橄榄石轻质材料。

发明内容

本发明的任务是提供一种原料资源丰富、生产成本低和易于工业化生产的不烧镁橄榄石轻质材料的制备方法。用该方法制备的不烧镁橄榄石轻质材料利用低温下铝酸钙水泥和硅微粉的结合性能，有效地解决轻质保温材料的强度和材料气孔率之间的矛盾；在工业热工窑炉使用时利用窑炉的余热、烧结产生的陶瓷结合。制备出的不烧镁橄榄石轻质材料强度高、气孔率高、体积密度低、保温性能好，使用寿命长。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：将镁橄榄石原矿粉、轻烧氧化镁粉、铝酸钙水泥、硅微粉混合，加入水快速搅拌1小时，再缓慢加入发泡剂，搅拌5-10分钟，直接倒入模具内浇注成型；经过24小时的自然养护、脱模，再在100-120℃条件下干燥12-36小时后制得不烧镁橄榄石轻质材料。

其中：镁橄榄石原矿粉的氧化镁含量≥35wt%，粒径≤0.1mm；轻烧氧化镁粉是菱镁矿经过800~900℃轻烧处理，其氧化镁含量≥85wt%，粒径≤0.1mm；铝酸钙水泥的氧化铝≥65wt%，粒径≤0.1mm；硅微粉的二氧化硅≥90wt%，粒径≤0.005mm；发泡剂为生物蛋白质或者植物蛋白质在十二烷基苯磺酸钠中水解后获得发泡剂，使用时搅拌打泡制成泡沫使用。

本发明所采用的镁橄榄石原矿粉、轻烧氧化镁粉和铝酸钙水泥、硅微粉来源广泛，成本低。中低温下铝酸钙水泥和硅微粉和水反应提供材料的强度，同时能够有效地保证发泡剂产生的微小气孔在材料内部不发生消泡保证材料的低体积密度；使用过程中利用热工窑炉的热量来烧结，使得材料内部反应，形成富镁橄榄石物陶瓷结合相，结合良好，材料的强度高；同时使用过程中逐步反应烧成后形成的结合能够保持微小气孔不变化，材料的导热系数低，热阻高，所制备的轻质材料使用寿命长。

本发明的优点具有：镁橄榄石原矿粉和轻烧氧化镁来源广泛，成本低，生产成本低和易于工业化生产的特点，不仅保证材料的中低温强度，耐压强度到5MPa以上，而且使用过程中材料强度没有明显降低；同时使用过程中材料内部微小气孔不变化，材料的导热系数低，热阻高，所制备的轻质材料使用寿命长。

所制备的不烧镁橄榄石轻质材料积密度在0.8~1.8克/厘米³，不仅性能优良，且使用温度高，使用寿命长。所制备的轻质材料适于温度在1000℃以下的各种工业热工设备，可有效地降低这些设备在生产过程中的热量损失和设备对周围环境的热污染，实现节能降耗。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。

镁橄榄石原矿粉的氧化镁含量≥35wt%，粒径≤0.1mm；轻烧氧化镁粉是菱镁矿经过800~900℃轻烧处理，其氧化镁含量≥85wt%，粒径≤0.1mm；铝酸钙水泥的氧化铝≥65wt%，粒径≤0.1mm；硅微粉的二氧化硅≥90wt%，粒径≤0.005mm；发泡剂为生物蛋白质或植物蛋白质在十二烷基苯磺酸钠中水解后经搅拌成泡沫制得。

实施例1

一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法，将73kg的镁橄榄石原矿粉、22kg的轻烧氧化镁粉、10kg的铝酸钙水泥和3kg的硅微粉混合，加入15kg的水，快速搅拌1小时至混合物均匀，再缓慢加入20L的发泡剂，继续搅拌5～10分钟，直接在模具内浇注成型；经过24小时的自然养护、脱模，再在100℃条件下干燥12小时后，即制得不烧镁橄榄石轻质材料，体积密度为1.8g/cm³，该轻质材料可以用于温度在1000℃以下的加热炉、退火炉或者热处理炉。

实施例2

一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法，除发泡剂为植物蛋白质在十二烷基苯磺酸钠中水解后获得发泡剂外，其余同实施例1，体积密度为1.7g/cm³。该轻质材料可以用于温度在900℃以下的加热炉、退火炉或者热处理炉。

实施例3

一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法，将85kg的镁橄榄石原矿粉、18kg的轻烧氧化镁粉、8kg的铝酸钙水泥和3kg的硅微粉混合，加入22kg的水，快速搅拌1小时至混合物均匀，再缓慢加入35L的发泡剂，继续搅拌5～10分钟，直接在模具内浇注成型；经过24小时的自然养护、脱模，再在110℃条件下干燥24小时后即制得不烧镁橄榄石轻质材料，体积密度为1.0g/cm³。该轻质材料可以用于温度在800℃以下的退火炉或者热处理炉。

实施例4

一种不烧镁橄榄石轻质材料及其制备方法，将90kg的镁橄榄石原矿粉、30kg的轻烧氧化镁粉、10kg的铝酸钙水泥和5kg的硅微粉混合，加入25kg的水，快速搅拌1小时至混合物均匀，再缓慢加入40L的发泡剂，继续搅拌5～10分钟，直接在模具内浇注成型；经过24小时的自然养护、脱模，再在130℃条件下干燥36小时后即制得不烧镁橄榄石轻质材料，体积密度为0.8g/cm³。该轻质材料可以用于温度在800℃以下的退火炉或者热处理炉。

Claims

1.一种不烧镁橄榄石轻质材料，其特征在于，投料按质量份计，包括以下组分：

镁橄榄石原矿粉70-90份

轻烧氧化镁粉10-30份

铝酸钙水泥8-12份

硅微粉2-5份

水14-25份；

另外，还包含占上述混合物总体积的20-40%的发泡剂，镁橄榄石原矿粉的氧化镁含量≥35wt%，粒径≤0.1mm，轻烧氧化镁粉是菱镁矿经过800~900℃轻烧处理，其氧化镁含量≥85wt%，粒径≤0.1mm，铝酸钙水泥的氧化铝≥65wt%，粒径≤0.1mm，硅微粉的二氧化硅≥90wt%，粒径≤0.005mm，发泡剂为生物蛋白质在十二烷基苯磺酸钠中水解后经搅拌成泡沫制得。

2.一种制备权利要求1所述的不烧镁橄榄石轻质材料的方法，其特征在于，将镁橄榄石原矿粉、轻烧氧化镁粉、铝酸钙水泥、硅微粉混合，加入水快速搅拌1小时，再缓慢加入发泡剂，搅拌5-10分钟，直接倒入模具内浇注成型；经过24小时的自然养护、脱模，再在100-120℃条件下干燥12-36小时后制得不烧镁橄榄石轻质材料。