CN108793911A - 一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是为了解决现有技术中轻质耐火材料存在的问题，提供了一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，属于耐火材料技术领域。该方法为：将油酸盐和适量水混合，搅拌发泡，得到泡沫；将硬脂酸钙加入到泡沫中，产生均匀稳定的泡沫；在氧化镁粉中加入水，混合均匀得到料浆，再将料浆与泡沫混合，得到泡沫料浆；将泡沫料浆浇注在模具中成型，成型后养护，脱模，再干燥，然后将坯体在高温烧结。本发明以油酸盐为发泡剂，硬脂酸钙为稳泡剂，氧化镁粉为料浆，制备镁质轻质骨料，此种方法可以生产气孔尺寸不同的轻质骨料，强度高、使用温度高、抗还原性气体侵蚀性强、抗碱蒸气侵蚀性优良、适于在碱性环境下使用。

Description

一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法。
背景技术
传统轻质耐火材料存在使用温度不够高、高温收缩大、强度低、抗还原性气体侵蚀性差、抗碱蒸气侵蚀性不好、隔热效率低、性价比不高等不足。例如石化窑炉的保温层主要以硅质、Al2O3-SiO2系轻质耐火材料为主，如莫来石、氧化铝质隔热砖、氧化铝空心球砖等。这些隔热砖在石化行业使用时，经常会发生铁的变价，氧化硅的还原或生成霞石、长石，同时伴随较大的体积膨胀，导致轻质耐火材料的破坏。因而，强度高、使用温度高、抗还原性气体侵蚀性强、抗碱蒸气侵蚀性优良的高性能节约型镁质轻质耐火材料的研究势在必行。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中轻质耐火材料存在的问题，提供了一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法。本发明以油酸盐为发泡剂，硬脂酸钙为稳泡剂，氧化镁粉为料浆，制备镁质轻质骨料，此种方法可以生产气孔尺寸不同的轻质骨料，强度高、使用温度高、抗还原性气体侵蚀性强、抗碱蒸气侵蚀性优良。
一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，包括如下步骤：
(1)将油酸盐和适量水混合，搅拌发泡，得到浓度为5～10克/升的泡沫；
其中，所述的油酸盐为油酸钠和油酸钾中的一种或两种；
(2)将硬脂酸钙加入到泡沫中继续搅拌5～20分钟，产生均匀稳定的泡沫；油酸盐与硬脂酸钙的质量比为1:1.5～1:5；
(3)在氧化镁粉(≤0.074mm)中加入10～30wt％的水，混合均匀得到料浆，再将料浆与步骤(2)中的泡沫混合，泡沫与料浆的比例为300～1000毫升泡沫/千克料浆，继续搅拌1～5min，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在模具中成型，成型后坯体在室温下养护24～48小时，然后脱模，再置于100～120℃条件下干燥12～24小时，自然冷却至室温后将坯体在 1500～1600℃下保温2～6小时，取出后冷却至室温既得。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1)本发明制备方法简单，能够制造出气孔尺寸不同的镁基轻质骨料。
2)本发明方法制备出的镁基轻质骨料强度高、使用温度高、抗还原性气体侵蚀性强、抗碱蒸气侵蚀性优良，适于在碱性环境下应用。
附图说明
图1、实施例1制备的镁质轻质骨料的SEM照片；
图2、对比例1制备的镁质轻质骨料的SEM照片；
图3、实施例2制备的镁质轻质骨料的SEM照片；
图4、对比例2制备的镁质轻质骨料的SEM照片。
具体实施方式
实施例1
一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，包括如下步骤：
(1)将0.2克油酸钾置于500毫升的烧杯中，加入20毫升的蒸馏水，利用 D25-2F型电动搅拌机以500转/分的转速搅拌发泡，得到浓度为10克/升的泡沫；
(2)将0.6克稳泡剂硬脂酸钙加入泡沫中，继续搅拌20分钟，产生均匀稳定的泡沫；
(3)称取100克氧化镁粉(20μm)加入25wt％的水，混合均匀得到料浆；将料浆与100毫升泡沫混合，继续搅拌3分钟，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在大小为40mm×40mm×40mm模具中成型，成型后试样在室温条件下养护48小时，脱模后置于110℃条件下干燥24h，自然冷却后将坯体在1580℃高温下保温3小时，取出后冷却至室温既得。
得到的产品经检测，体积密度为1.71g·cm-3，显气孔率为51.36％，常温耐压强度35.68MPa，试样内部的孔径范围在30-50μm。图1为本实施例试样的SEM 照片。
对比例1
采用实施例1的发泡方法，同样的原料，将发泡剂由油酸钾换成十二烷基苯磺酸钠，得到的产品经检测，体积密度为1.20g·cm-3，显气孔率为62.48％，试样的常温耐压强度下降很多，为12.15MPa，试样内部的气孔分布不均。图2为本实施例试样SEM照片。
实施例2
一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，包括如下步骤：
(1)将0.2克油酸钠置于500毫升的烧杯中，加入20毫升的蒸馏水，利用 D25-2F型电动搅拌机以500转/分的转速搅拌发泡，得到浓度为10克/升的泡沫；
(2)将0.6克稳泡剂硬脂酸钙加入泡沫中，继续搅拌10分钟，产生均匀稳定的泡沫；
(3)称取100克氧化镁粉(60μm)加入25wt％的水，混合均匀得到料浆；将料浆和50毫升泡沫混合，继续搅拌3分钟，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在大小为40mm×40mm×40mm模具中成型，成型后试样在室温条件下养护48小时，脱模后置于110℃条件下干燥24h，自然冷却后将坯体在1580℃高温下保温3小时。
得到的产品经检测，体积密度为1.87g·cm-3，显气孔率为46.48％，试样的常温耐压强度23.17MPa，试样内部的孔径范围在100-150μm。图3为本实施例试样的SEM照片。
对比例2
采用实施例2的发泡方法，同样的原料，将发泡剂由油酸钠换成十二烷基苯磺酸钠，得到的产品经检测，体积密度为1.41g·cm-3，显气孔率为56.06％，试样的常温耐压强度下降很多，为6.16MPa，试样内部的气孔分布不均，结构疏松。图 4为本实施例试样SEM照片。
实施例3
一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，包括如下步骤：
(1)将0.1克油酸钠置于500毫升的烧杯中，加入20毫升的蒸馏水，利用 D25-2F型电动搅拌机以400转/分的转速搅拌发泡，得到浓度为5克/升的泡沫；
(2)将0.15克稳泡剂硬脂酸钙加入泡沫中，继续搅拌5分钟，产生均匀稳定的泡沫；
(3)称取100克氧化镁粉(60μm)加入30wt％的水，混合均匀得到料浆；将料浆和130毫升泡沫混合，继续搅拌5分钟，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在大小为40mm×40mm×40mm模具中成型，成型后试样在室温条件下养护24小时，脱模后置于120℃条件下干燥12h，干燥后坯体在1500 ℃高温下保温6小时。
实施例4
一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，包括如下步骤：
(1)将0.1克油酸钾和0.05g油酸钠置于500毫升的烧杯中，加入20毫升的蒸馏水，利用D25-2F型电动搅拌机以600转/分的转速搅拌发泡，得到浓度为7.5 克/升的泡沫；
(2)将0.75克稳泡剂硬脂酸钙加入泡沫中，继续搅拌20分钟，产生均匀稳定的泡沫；
(3)称取100克氧化镁粉(40μm)加入10wt％的水，混合均匀得到料浆；将料浆和33毫升泡沫混合，继续搅拌1分钟，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在大小为40mm×40mm×40mm模具中成型，成型后试样在室温条件下养护36小时，脱模后置于100℃条件下干燥18h，干燥后坯体在1600 ℃高温下保温2小时。

Claims (7)

1.一种利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将油酸盐和适量水混合，搅拌发泡，得到泡沫；
(2)将硬脂酸钙加入到泡沫中继续搅拌5～20分钟，产生均匀稳定的泡沫；
(3)在氧化镁粉中加入水，混合均匀得到料浆，再将料浆与步骤(2)中的泡沫混合，继续搅拌1～5min，得到泡沫料浆；
(4)将泡沫料浆浇注在模具中成型，成型后坯体在室温下养护24～48小时，然后脱模，再置于100～120℃条件下干燥12～24小时，自然冷却至室温后将坯体在1500～1600℃下保温2～6小时。
2.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，步骤(1)得到的泡沫浓度为5～10克/升。
3.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，所述的油酸盐为油酸钠和油酸钾中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，所述油酸盐与硬脂酸钙的质量比为1∶1.5～1∶5。
5.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，所述氧化镁粉的粒径≤0.074mm。
6.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，步骤(3)中加入的水量为氧化镁粉的10～30wt％。
7.根据权利要求1所述的利用发泡法制备镁质轻质骨料的方法，其特征在于，步骤(3)中泡沫与料浆的比例为300～1000毫升∶1千克。
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