CN104724733A - 一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法 - Google Patents

一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及氧化镁制造技术领域，具体涉及一种氧化镁粉的生产方法。一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，包括如下步骤：1)将电熔镁块粉碎经筛分，制成电熔镁砂。2)将镁硅酸盐化合物粉碎筛分，制成镁硅酸盐粉末。3)将步骤1)制成的电熔镁砂和步骤2)制成的镁硅酸盐在混合器中混合，制成混合料；4)将混合料置于含气氛保护的高温窑炉中进行还原焙烧，还原焙烧后的物料通过冷却装置冷却并出炉；5)出炉后的物料冷却至室温，即得电工级氧化镁产品。本发明得到的电工级氧化镁产品，其吸湿性大大下降，抗水化性能大幅增强，磁性物含量大幅降低，电绝缘性能增强，从而达到改善终端产品电加热元件的产品质量。

Description

一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法
技术领域
本发明涉及氧化镁制造技术领域，具体涉及一种氧化镁粉的生产方法。
背景技术
电工级氧化镁粉具有优良的电绝缘和热传导性能，主要用于制作电加热元件。电熔氧化镁砂经过粉碎加工和粒度配比并经一些列物化处理后生产的电工级氧化镁粉，被广泛地用作电热元件的绝缘填充材料。
影响电工级氧化镁粉性能的因素很多，热导率、绝缘强度、耐压强度、吸湿率、水化率、流动状态、振实密度等特性都是决定产品质量优劣的重要指标。而作为电工级氧化镁粉主要原料的电熔镁砂，目前市场上普遍存在吸湿率和水化率大、磁性物含量高的重要缺陷，较大的吸水率和水化率导致氧化镁产品易吸潮、含水量超标，损害电热元件电气性能甚至膨胀炸管，而过高的磁性物含量严重损害镁砂电气性能，缩短电热元件工作寿命，给产品品质埋下严重隐患。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，包括如下步骤：
1)将电熔镁块粉碎经筛分，制成电熔镁砂；
2)将镁硅酸盐化合物粉碎筛分，制成镁硅酸盐粉末；
3)将步骤1)制成的电熔镁砂和步骤2)制成的镁硅酸盐在混合器中混合，使其充分均匀，制成混合料；
4)将步骤3)制成的混合料置于含气氛保护的高温窑炉中进行还原焙烧(热还原)，还原焙烧后的物料通过冷却装置冷却并出炉；
5)出炉后的物料冷却至室温，即得电工级氧化镁产品。
本发明的原理在于通过采用高温热还原处理的生产方法，使氧化镁晶体(方镁石)表面活性钝化而降低其活性，从而实现吸湿率降低及抗水化性能的提高，另外，通过高温热还原处理，使镁砂晶体内铁磁性氧化物向颗粒表面富集并发生价态改变，从而达到铁磁性含量的降低并改善材料的电绝缘性能的目的。
步骤1)中，制成的电熔镁砂的粒度为40目～325目。为了获得适宜的加工性能，通常将电熔镁块粉碎成40目～325目的粉体，便于加工。
步骤2)中，制成的镁硅酸盐的粒度为40目～325目。
步骤3)中，按照100：1～3(wt％)的比例将电熔镁砂和镁硅酸盐在混合器中混合20分钟～50分钟，使其充分均匀。
步骤4)中，混合料在高温窑炉中进行还原焙烧的温度为1000℃～1400℃。
步骤4)中，混合料在还原焙烧时的气氛保护采用的还原气氛通过氨气分解装置实现，还原气氛采用液氨加热到800℃～900℃，在催化剂作用下，分解成氢气和氮气的气氛(氨分解气氛：75％H2+25％N2)。
混合料在还原焙烧时的焙烧停留时间为2小时～3小时，焙烧后物料通过冷却装置快速冷却至100℃～150℃，出炉。
本发明采用高温窑炉的方式，在足够长的时间内，可以提高炉温的均匀性和热能利用率，使物料均一稳定及生产成本的降低。高温焙烧时的高温窑炉可以采用电加热、燃油或燃气喷枪直接加热，从经济性方面考虑，燃气加热可实现相对较低成本且便于大批量作业。
步骤5)中，物料置于干燥房中(常温，＜30％RH)继续放置，冷却至室温，并经40目筛网过筛，制成电工级氧化镁产品。
本发明制成的电工级氧化镁产品，可以根据需要做30ppm～100ppm之轻硅油表面涂层处理，制成电工级氧化镁产品。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明得到的电工级氧化镁产品，其吸湿性大大下降，抗水化性能大幅增强，磁性物含量大幅降低，电绝缘性能增强，从而达到改善终端产品电加热元件的产品质量。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，包括如下步骤：
1)将电熔镁块粉碎经筛分，制成粒度为40～325目的电熔镁砂。为了获得适宜的加工性能，通常将电熔镁块粉碎成40～325目的粉体，便于加工。本发明的电熔镁砂可以是一个等级的氧化镁混合料，也可以包括氧化镁含量98％、97％或96％不同等级的电熔镁砂原料混合料，比例可以根据使用要求任意配比。
2)将镁硅酸盐化合物粉碎筛分，制成粒度为40～325目镁硅酸盐粉末。
3)将步骤1)制成的电熔镁砂和步骤2)制成的镁硅酸盐按照100：1～3(wt％)的比例在混合器中混合20～50分钟，使其充分均匀，制成混合料。
4)将步骤3)制成的混合料置于1000～1400℃含气氛保护的高温窑炉中进行还原焙烧(热还原)，焙烧停留时间为2～3小时，还原焙烧后的物料通过冷却装置冷却至100～150℃，并出炉。
混合料在还原焙烧时的气氛保护采用的还原气氛通过氨气分解装置实现，还原气氛采用液氨加热到800～900℃，在催化剂作用下，分解成氢气和氮气的气氛(氨分解气氛：75％H2+25％N2)。
高温焙烧时的高温窑炉可以采用电加热、燃油或燃气喷枪直接加热，从经济性方面考虑，燃气加热可实现相对较低成本且便于大批量作业。
5)出炉后的物料置于干燥房中(常温，＜30％RH)继续放置，冷却至室温，并经40目筛网过筛，可以根据需要做30～100ppm之轻硅油表面涂层处理，制成电工级氧化镁产品。
使用本发明生产的电工级氧化镁粉(1#)和普通电工级氧化镁粉(2#)性能比较(仅制造方法不同，原材料均相同)：
1、吸湿性比较：
2、磁性物含量比较：
3、电气性能比较：
注：上述测试标准依照：机械工业部行业标准《电工级氧化镁》JB/T8508-1996，上海市企业标准《电工级氧化镁》Q/IAQA 4-2014。
由上述吸湿性、磁性物和电气性能比较表格可得，采用本发明制成的电工级氧化镁产品吸湿性大大下降，抗水化性能大幅增强，磁性物含量大幅降低，电绝缘性能增强。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将电熔镁块粉碎经筛分，制成电熔镁砂；
2)将镁硅酸盐化合物粉碎筛分，制成镁硅酸盐粉末；
3)将步骤1)制成的电熔镁砂和步骤2)制成的镁硅酸盐在混合器中混合，使其充分均匀，制成混合料；
4)将步骤3)制成的混合料置于含气氛保护的高温窑炉中进行还原焙烧，还原焙烧后的物料通过冷却装置冷却并出炉；
5)出炉后的物料冷却至室温，即得电工级氧化镁产品。
2.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤1)中，制成的电熔镁砂的粒度为40目～325目。
3.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤2)中，制成的镁硅酸盐的粒度为40目～325目。
4.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤3)中，按照100：1～3(wt％)的比例将电熔镁砂和镁硅酸盐在混合器中混合20分钟～50分钟，使其充分均匀。
5.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤4)中，混合料在高温窑炉中进行还原焙烧的温度为1000℃～1400℃。
6.根据权利要求1、4或5所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤4)中，混合料在还原焙烧时的气氛保护采用的还原气氛通过氨气分解装置实现，还原气氛采用液氨加热到800℃～900℃，在催化剂作用下，分解成氢气和氮气的气氛。
7.根据权利要求6所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，混合料在还原焙烧时的焙烧停留时间为2小时～3小时，焙烧后物料通过冷却装置快速冷却至100℃～150℃，出炉。
8.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，高温焙烧时的高温窑炉采用电加热、燃油或燃气喷枪直接加热。
9.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤5)中，物料置于干燥房中，常温，＜30％RH，继续放置，冷却至室温，并经40目筛网过筛，制成电工级氧化镁产品。
10.根据权利要求1所述的一种电工级氧化镁粉的热还原生产方法，其特征在于，步骤5)制成的电工级氧化镁产品，做30ppm～100ppm之轻硅油表面涂层处理，制成电工级氧化镁产品。
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Application publication date: 20150624

Assignee: Yingkou Taisheng Magnesium Salt Products Co.,Ltd.

Assignor: SHANGHAI SIIC ZHENTAI CHEMICAL CO.,LTD.

Contract record no.: X2023310000090

Denomination of invention: A thermal reduction production method for electrical grade magnesium oxide powder

Granted publication date: 20171117

License type: Common License

Record date: 20230613