CN110436956A - 废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法 - Google Patents

废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了废弃镁铝碳砖制备方镁石‑镁铝尖晶石隔热材料的方法，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石‑镁铝尖晶石隔热材料。利用镁铝碳砖中的石墨在煅烧过程中的发热效应促进烧结，使废弃镁铝碳砖中氧化镁、氧化铝通过烧结作用形成方镁石‑镁铝尖晶石。通过煅烧的方法将有机物煅烧，形成多孔结构，即为方镁石‑镁铝尖晶石隔热材料。通过本发明方法制备的方镁石‑镁铝尖晶石隔热材料结构强度高、密度小。

Description

废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法
技术领域
本发明涉及无机化工技术领域，具体涉及废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法。
背景技术
工业窑炉砌体的蓄热损失和炉体表面的散热损失，一般约占燃料消耗的24-45%。用热导率低、热容量小的轻质隔热耐火材料作为炉体结构材料，可节省燃料消耗; 可快速升温和冷却，能提高设备生产效率; 还能减轻炉体质量，简化窑炉构造，改善劳动条件。保温隔热材料也正朝着高效、节能、隔热、防水和厚度小等方向发展，因此新型保温隔热材料不仅要符合结构保温节能技术，对材料的使用也更要有针对性、规范性，根据标准规范以及国家的相关文件要求进行设计、施工，始终把提高保温效率及降低材料成本作为我们努力的方向。我国每年产生400多万吨用后耐火材料，大多数用后耐火材料作为工业垃圾被废弃和淹埋。这对于国家是一笔巨大的资源浪费。钢铁工业炼钢过程产生大量废弃镁铝碳砖，废弃镁铝碳砖中有氧化镁、氧化铝和石墨，价格便宜，利用镁铝碳砖中的石墨在煅烧过程中的发热效应促进烧结，使废弃镁铝碳砖中氧化镁、氧化铝通过烧结作用形成方镁石-镁铝尖晶石，方镁石主要的成分氧化镁，是一种高温相，镁铝尖晶石主要的成分是氧化镁、氧化铝，也是一种高温相。通过在材料体系中加入锯末、秸秆粉、淀粉等有机材料，通过煅烧的方法将有机物煅烧，形成多孔结构，即为方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
发明内容
本发明提供了废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法， 以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备的方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料，其具体操作步骤如下：
步骤一，对废弃镁铝碳砖进行人工拣选，剔除粘渣部分和粘附的金属；利用破碎机进行破碎，经过筛分处理后得到0-5mm粒径的镁铝碳砖颗粒；
步骤二，以质量百分比计，方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的物料组成为：镁铝碳砖颗粒50-80%，淀粉、秸秆或锯末20-50%进行配料；将配料后的物料共同转入球磨机中细磨至粒径小于0.074mm，得细磨后物料；
步骤三，细磨后物料置于混炼机中，外加细磨后物料总质量5-8%的水，混炼15-25分钟，得到湿混物料；
步骤四，将湿混物料在150-300MPa压力下压制成坯，并于100℃干燥24小时；
步骤五，将干燥坯体置于高温炉中以20-30℃/min升温至1450-1600℃，保温2-6小时，再降温至600-700℃，保温1-2小时，最后随炉自然冷却后取出，即得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
所述步骤五中降温速率低于10℃/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）本发明制备的方镁石-镁铝尖晶石隔热材料所用原料为废弃镁铝碳砖，变废为宝，提高耐火材料利用率，节约资源； 2）利用废弃镁铝碳砖制备的方镁石-镁铝尖晶石多孔保温隔热材料结构强度高、密度小。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的制备方法做进一步说明：
实施例1：
废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料，其具体操作步骤如下：
步骤一，对废弃镁铝碳砖进行人工拣选，剔除粘渣部分和粘附的金属；利用破碎机进行破碎，经过筛分处理后得到0-5mm粒径的镁铝碳砖颗粒；
步骤二，方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的物料组成为：镁铝碳砖颗粒80kg、淀粉20kg进行配料；将配料后的物料共同转入球磨机中细磨至粒径小于0.074mm，得细磨后物料；
步骤三，细磨后物料置于混炼机中，外加5kg水，混炼25分钟，得到湿混物料；
步骤四，将湿混物料在200MPa压力下压制成坯，并于100℃干燥24小时；
步骤五，将干燥坯体置于高温炉中以20℃/min升温至1450℃，保温4小时，再以5℃/min降温至600℃，保温2小时，最后随炉自然冷却后取出，即得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
本实施例制备的方镁石隔热材料的体积密度为1.66g/cm3，气孔率63.2%，高温抗折强度为8.2MPa。
实施例2：
废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料，其具体操作步骤如下：
步骤一，对废弃镁铝碳砖进行人工拣选，剔除粘渣部分和粘附的金属；利用破碎机进行破碎，经过筛分处理后得到0-5mm粒径的镁铝碳砖颗粒；
步骤二，方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的物料组成为：镁铝碳砖颗粒70kg、淀粉30kg进行配料；将配料后的物料共同转入球磨机中细磨至粒径小于0.074mm，得细磨后物料；
步骤三，细磨后物料置于混炼机中，外加6kg水，混炼20分钟，得到湿混物料；
步骤四，将湿混物料在240MPa压力下压制成坯，并于100℃干燥24小时；
步骤五，将干燥坯体置于高温炉中以20℃/min升温至1500℃，保温3小时，再以5℃/min降温至600℃，保温2小时，最后随炉自然冷却后取出，即得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
本实施例制备的方镁石隔热材料的体积密度为1.51g/cm3，气孔率65.1%，高温抗折强度为9.1MPa。
实施例3：
废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料，其具体操作步骤如下：
步骤一，对废弃镁铝碳砖进行人工拣选，剔除粘渣部分和粘附的金属；利用破碎机进行破碎，经过筛分处理后得到0-5mm粒径的镁铝碳砖颗粒；
步骤二，方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的物料组成为：镁铝碳砖颗粒60kg、淀粉40kg进行配料；将配料后的物料共同转入球磨机中细磨至粒径小于0.074mm，得细磨后物料；
步骤三，细磨后物料置于混炼机中，外加7kg水，混炼15分钟，得到湿混物料；
步骤四，将湿混物料在280MPa压力下压制成坯，并于100℃干燥24小时；
步骤五，将干燥坯体置于高温炉中以20℃/min升温至1550℃，保温2小时，再以5℃/min降温至600℃，保温2小时，最后随炉自然冷却后取出，即得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
本实施例制备的方镁石隔热材料的体积密度为1.87g/cm3，气孔率62.1%，高温抗折强度为10.4MPa。

Claims (2)

1.废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，以废弃镁铝碳砖和淀粉、秸秆或锯末为原料，经拣选、细磨、混炼、成型、烧成，得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料，其具体操作步骤如下：
步骤一，对废弃镁铝碳砖进行人工拣选，剔除粘渣部分和粘附的金属；利用破碎机进行破碎，经过筛分处理后得到0-5mm粒径的镁铝碳砖颗粒；
步骤二，以质量百分比计，方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的物料组成为：镁铝碳砖颗粒50-80%，淀粉、秸秆或锯末20-50%进行配料；将配料后的物料共同转入球磨机中细磨至粒径小于0.074mm，得细磨后物料；
步骤三，细磨后物料置于混炼机中，外加细磨后物料总质量5-8%的水，混炼15-25分钟，得到湿混物料；
步骤四，将湿混物料在150-300MPa压力下压制成坯，并于100℃干燥24小时；
步骤五，将干燥坯体置于高温炉中以20-30℃/min升温至1450-1600℃，保温2-6小时，再降温至600-700℃，保温1-2小时，最后随炉自然冷却后取出，即得到废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料。
2.在根据权利要求1所述的废弃镁铝碳砖制备方镁石-镁铝尖晶石隔热材料的方法，其特征在于，所述步骤五中降温速率低于10℃/min。
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