CN110922164B - 一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，以镍铁渣为原料，以漂珠为成孔剂，CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉为有机结合剂，并通过控制1100℃～1300℃的焙烧温度，诱导镍铁渣的矿相重构，优化隔热相(堇青石、镁橄榄石、莫来石等)晶型转变历程，从而降低隔热材料的导热系数，并且还具有抗压强度高、体积密度小、吸水率低，气孔率低的优点，可以完全满足隔热材料的工业需求。本发明具有资源利用率高、生产效率高、附加值高、环境友好、工艺易于控制、生产成本低等诸多优点。

Description

一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法
技术领域
本发明属于隔热材料领域，具体涉及一种轻质隔热材料的制备方法，尤其是涉及利用镍铁渣制备镁橄榄石型复相隔热材料的方法。
背景技术
节能保温具有显著的环境效益和经济效益，我国已经制定了一系列的节能目标法规。隔热材料具有较低的导热系数，对热流具有阻抗作用，因此，高性能(具有良好的机械性能和热学性能)隔热材料的研究与开发是其主要方向之一。目前最先进的和未来可能发展的隔热材料价格昂贵、工艺复杂，目前还不能应用于建筑或者工业中。传统的隔热材料包括有机材料，如天然植物纤维、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫和挤塑聚苯乙烯泡沫，以及无机材料，包括岩石/矿棉、膨胀岩矿物、和泡沫地质聚合物等。虽然有机隔热材料具有很大的绝热性能，但其容易燃烧和释放大量有毒气体，已经造成许多火灾事故和悲剧。此外，制造成本昂贵。相比之下，无机隔热材料具有不燃性、廉价性和耐久性，可以有效地避免有机隔热材料的缺点。然而，物理性质，如热导率和表观密度，通常不如有机隔热材料。在这种情况下，开发一种高性能的无机保温材料迫在眉睫。镍铁渣是我国继铁渣、钢渣、赤泥之后的第四大工业固废，但是这并不意味着镍铁渣毫无价值，镍铁渣主要化学成分是二氧化硅和氧化镁，主要物相是镁铁橄榄石，在一定的烧结温度下，容易诱导出镁橄榄石。镁橄榄石型复相隔热材料是以镁橄榄石(Mg2SiO4) 作为主晶相，镁橄榄石的热导率低于方镁石和尖晶石。同时，镁橄榄石的导热率远低于刚玉，镁橄榄石的导热系数大约为方镁石的1/3。因此，与方镁石，刚玉，方镁石-尖晶石，莫来石等相比，镁橄榄石是一种更好的隔热材料。镁橄榄石型隔热材料属弱碱性隔热材料，具有强度高、熔点高、化学和矿物稳定性好、热导率低，且与大多数的碱性隔热材料具有良好的相容性等特点，可部分代替镁砖，主要用作有色金属冶炼炉炉衬材料，炼钢转炉的安全衬，锻造加热炉和水泥窑的内衬材料，玻璃窑蓄热室格子砖等。现有的镁橄榄石型复相隔热材料抗压强度为 1～8MPa，显气孔率为17.2～22.1％，体积密度为2.43～2.67g/cm3。然而对于隔热材料来说，普通隔热材料工业应用要求为体积密度小于1.5g/cm3，抗压强度大于 15MPa，导热系数低于1.5W/.K而对于目前的镁橄榄石型复相隔热材料抗压强度小于15MPa，因而现有的镁橄榄石型复相隔热材料在应用上还是很受限制的。
目前，作为镁橄榄石型复相隔热材料的原料主要有天然镁橄榄石和利用镁质与硅质原料合成镁橄榄石两种。由于天然镁橄榄石难以直接进行烧制隔热材料，且天然镁橄榄石中含有较多的铁、钙、铝等杂质，严重影响了其在冶金领域的应用。利用镁质与硅质原料合成镁橄榄石型隔热材料的原料主要包括直接利用纯物质合成和利用非纯物质合成两种，直接利用纯物质合成的镁橄榄石型复相隔热材料的原料性能高于天然原料，但是所需的条件比较苛刻，尤其是温度条件，不利于大规模生产。随着镁橄榄石型复相隔热材料在高温热工设备中的逐步展开应用，以冶金渣、尾矿等二次资源为原料，生产出质量合格且具有高性能参数的镁橄榄石型复相隔热材料，不仅可以降低隔热材料的生产成本，而且可以减小冶金渣的大量堆存给环境带来的不利影响，具有良好的经济效益、社会效益。
近年来，随着红土镍矿火法冶炼镍铁合金规模逐步扩大，我国镍铁冶炼渣的年产量已达400万吨，且逐年增加。与其它冶金渣相比，镍铁渣排渣量大，每生产1吨的镍会产生6～16吨镍渣。由于其主要成分为镁、硅，同时含有Fe、Mg、 Ni以及少量有害重金属元素(如Cr)，成分复杂，具有典型的氧化物渣相结构，回收处理难度大，因此，目前镍渣的利用率仅约为8％，已逐步成为冶金废渣处理的一大难题。目前，镍铁渣的处理方式主要以堆存和填埋为主，其资源化利用主要集中于将镍铁渣用于井下充填、建材原料、合成聚合物、制备隔热纤维、回收有价金属、制备隔热砖等方面。简单的堆存、填埋不仅占用了大量的土地资源，还带来了严重的环境污染，不利用镍铁冶炼的可持续发展。而镍铁渣中镁、硅含量高，钙含量低，活性低，导致其在井下充填、建材原料、合成聚合物等方面的应用受到很大限制，镍铁渣的使用量小，附加价值低。针对镍铁渣镁、硅含量高，以及物相组成主要为镁铁橄榄石的特点，学者开始研究利用其制备镁橄榄石型隔热材料。
轻质隔热材料为多孔结构的材料，具有体积密度小、孔隙率高、热导率低等特点，能够有效阻隔热量的传递。但其强度不高，抗侵蚀性能差，多用于永久层及保温隔热层等非承重结构或不与溶液接触的部位。研究发现这种材料可有效提离热能利用率，降低热量损失，因此迅速被推广，对其研究热度也不断提升。专利CN201510619761.X公开了一种基于镍铁渣的镁橄榄石型复相轻质隔热砖及其制备方法，镍铁渣、轻烧漂珠细粉、碳酸镁细粉、硅微粉为原料，以二氧化钛微粉、氧化锆微粉和炭黑为添加剂，在500～700℃条件下保温4～8h，然后在 1300～1550℃的条件下保温2～6h，制备得镁橄榄石型复相轻质隔热材料。该方法较好地利用了镍铁渣的成分和物相特点，镍铁渣的配加量可达75％，资源利用率高，然而，该工艺采用两段保温过程，添加剂成分复杂，生产时间长，抗压强度仅为5.5～8.5MPa,，负荷软化点≤1380℃，其性能基本还无法满足实际的应用。
发明内容
针对现有技术中所制备的轻质隔热材料存在体积密度过高，导热系数过低和抗压强度较低的问题，本发明旨在提供一种利用镍铁渣镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，通过调控组成比例诱导镍铁渣的矿相重构，获得了抗压强度为导热系数低、抗压强度高、体积密度低的隔热材料，大幅拓宽了其工业应用。
本发明一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
将活性漂珠、镍铁渣细粉、含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料混合获得混合料，混合料压制成型获得生坯，生坯经干燥、焙烧即得轻质隔热材料；
所述混合料中，各组分的质量百分比的关系为：镍铁渣细粉65～85wt％；活性漂珠15～35wt％；CMC 0.1～0.6wt％；玉米淀粉7～10wt％；
所述活性漂珠由粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C组成，按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20～30：20～30:40～50。
在本发明中，采用活性漂珠作为轻质隔热材料的造孔剂，发明人发现，当采用大、中、小漂珠混合级配得到的多孔材料具有较高的强度，这是由于所得轻质隔热材料的形貌来看是在两个大孔中间填充中、小气孔的结构，这种排列方式可以很好的提高材料的强度及热稳定性能。
而如果仅采用40～80目的活性漂珠，40-80目的大孔单独成孔，形成的气孔易变形，两个大孔之间结合不致密，易形成通孔，这种结构会降低强度，提高其开气孔率，而如果仅采用80-100目的活性漂珠，80-100目的中孔单独成孔，材料形成均匀的闭孔结构，这种结构显气孔率很低，其密度会很高，无法形成轻质隔热材料。
优选的方案，所述按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20： 30:50。
优选的方案，所述活性漂珠的制备方法为：先将粉煤灰漂珠经600～800℃焙烧1.5～3.5h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为 100～200目的活性漂珠C。
通过上述方法所制备的活性漂珠，孔隙率大大提高，比表面积增大了近30％，可以提高反应速率，吸附能力也得以增强。
在本发明中，活性漂珠的制备过程中，未采用酸洗，因而可以保留其上的钙、镁、铁等氧化物的成份，而所保留成份中，镁元素可以与镍铁渣中的其他元素生成辉石，镁橄榄石，堇青石等具有较低导热系数的物相。钙、铁等元素可以与镍铁渣的硅等元素生成尖晶石。从而使轻质隔热材料具有低的导热系数是，较高的强度。
优选的方案，所述镍铁渣细粉由镍铁水淬渣经球磨后，过200目筛，取筛下物即得。
优选的方案，所述镍铁渣细粉按质量百分比计其成分如下：SiO2含量为 44.02～48.67wt％，MgO含量为27.63～31.55wt％，FeO含量为7.29～12.84wt％， Al2O3含量3.86～5.93wt％，Cr2O3含量为2.08～3.14wt％，余量为杂质。
优选的方案，含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料固含量为 3wt％～10wt％。
在本发明中，含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料由CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀获得，其中固含量是指 CMC与玉米淀粉的在浆液中的总质量。
优选的方案，将活性漂珠、镍铁渣细粉混合获得混匀生料，然后将含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料浇灌在混匀生料上，继续混合均匀，获得混合料。发明人发现，将活性漂珠、镍铁渣细粉先进行混合，再与具有一定粘性的含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料进行混合，可以使作为有机结合剂的含羧甲基纤维素钠(CMC)和玉米淀粉的浆料充分分散在混合生料中。
优选的方案，所述压制成型的压力为2～10MPa。
进一步的优选，所述压制成型的压力为4～6MPa。
优选的方案，所述干燥的温度为80-150℃，干燥的时间为2-6h.
优选的方案，所述焙烧的温度为1100℃～1300℃，时间为60～210min。
进一步的优选，所述焙烧的温度为1100℃～1200℃，时间为90～120min。
优选的方案，所述焙烧的气氛为空气气氛。
本发明中的评价指标(抗压强度和导热系数的结果均采用专用检测仪器测试)如体积密度、显气孔率、吸水率的计算公式如下：
Figure BDA0002312349380000051
Figure BDA0002312349380000052
Figure BDA0002312349380000053
m1——干燥试样的质量(g)
m2——饱和试样在水中的质量(g)
m3——饱和试样在空气中的质量(g)
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
由于隔热材料应用的特殊性，对于隔热材料来就，其导热系数是其最基本也是最重要的指标，目前对普通隔热材料来说，工业应用要求导热系数为1.5W/m. k，因而只有将导热系数做到1.5W/m.K以下，才能具有广泛的应用前景。
在本发明中，采用镍铁渣为原料，添加活性漂珠，通过调控镍铁渣和漂珠的比例来控制烧制过程隔热相(镁橄榄石，方石英，堇青石，莫来石等)的生成量，从而降低隔热砖的导热系数。
同时，本发明中，采用大、中、小粒径活性漂珠混合级配得到的活性漂珠可以提高材料孔隙度，在降低材料体积密度同时进一步形成部分镁橄榄石和莫来石，方石英等来提高材料的抗压强度和降低材料的导热系数，同时粒径级配可以优化孔径分布与孔道结构等织构特性。莫来石结构具有较强的抗压强度和较低的导热系数，方石英在高温下具有稳定性。而有机结合剂的加入可以提升材料的抗压强度，有助于提高材料微孔率(高温下有机结合剂如玉米淀粉和CMC会变成气体“逃逸”出去使得材料部分微孔化)，进而降低材料体积密度和导热系数。通过镍铁渣、造孔剂和有机结合剂的协同作用，利用超固相烧结技术获得的镍铁渣源材料可以满足“高温”、“轻质”和“隔热”的综合要求。
本发明变废为宝，环境友好，镍铁渣的利用率在80％左右，不仅可以很好地解决镍铁渣大量堆存带来的环境问题，而且制备得到的镁橄榄石型复相隔热材料性能优良，尤其是导热系数低于1.0W/m.K，抗压强度大于10MPa，体积密度低于1.5g/cm3可以完全满足隔热材料的工业需求，应用前景广阔。总的说来，本发明具有良好的经济效益及社会效益。
本发明以镍铁渣为原料，制备镁橄榄石型复相隔热材料所需外加的添加剂种类少(只需添加少量漂珠和微量的有机结合剂)，工艺简单、生产条件及产品性能易于控制，易于实现工业生产。
本发明具有工艺简单，生产成本低，环境友好的特点。利用镍铁渣制备得到的镁橄榄石型复相复相隔热材料具有导热系数低、抗压强度高、体积密度小、显气孔率高等诸多优点，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的原料统一描述如下，具体实施例中不再赘述：
所述镍铁渣按质量百分比计其成分如下：
SiO2含量为44.02～48.67wt％，MgO含量为27.63～31.55wt％，FeO含量为 7.29～12.84wt％，Al2O3含量3.86～5.93wt％，Cr2O3含量为2.08～3.14wt％，余量为杂质。
所述漂珠的含量为：
SiO2含量为72.34wt％，MgO含量为0.54wt％，Fe2O3含量为3.69wt％，Al2O3含量14.72wt％，CaO含量为0.60wt％，余量为杂质。
实施例1
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣细粉)＝85wt％；
w(活性漂珠)＝15wt％；
有机结合剂采用外配法：
w(CMC)＝0.5wt％；
w(玉米淀粉)＝9.5wt％
本实施例1利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.52W/m.K，抗压强度为39MPa，体积密度为1.38g/cm3，吸水率为13％。
实施例2
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例2利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.34 W/m.K，抗压强度为45MPa，体积密度为1.35g/cm3，吸水率为15％。
实施例3
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝75wt％；
w(漂珠)＝25wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例3利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.28 W/m.K，抗压强度为35MPa，体积密度为1.28g/cm3，吸水率为23％。
实施例4
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝70wt％；
w(漂珠)＝30wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例4利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.26 W/m.K，抗压强度为30MPa，体积密度为1.20g/cm3，吸水率为18％。
实施例5
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝65wt％；
w(漂珠)＝35wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例5利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.21 W/m.K，抗压强度为21MPa，体积密度为1.18g/cm3，吸水率为27％。
实施例6
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1300℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例6利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.78 W/m.K，抗压强度为38MPa，体积密度为1.47g/cm3，吸水率为26％。
实施例7
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1250℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例7利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.67W/m.K，抗压强度为43MPa，体积密度为1.45g/cm3，吸水率为26％。
实施例8
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1150℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例8利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.17W/m.K，抗压强度为21MPa，体积密度为1.28g/cm3，吸水率为29％。
实施例9
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1100℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例9利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.12W/ m.K，抗压强度为13MPa，体积密度为1.18g/cm3，吸水率为18％。
实施例10
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧210min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80％；
w(漂珠)＝20％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例10利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.67 W/m.K，抗压强度为35MPa，体积密度为1.49g/cm3，吸水率为21％。
实施例11
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧180min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80％；
w(漂珠)＝20％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例11利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.58W/m.K，抗压强度为35MPa，体积密度为1.46g/cm3，吸水率为18％。
实施例12
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧90min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80％；
w(漂珠)＝20％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例12利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.57 W/m.K，抗压强度为26MPa，体积密度为1.31g/cm3，吸水率为17％。
实施例13
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在10MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例13利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.56W/m.K，抗压强度为44MPa，体积密度为1.49g/cm3，吸水率为16％。
实施例14
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在8MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5％。
本实施例14利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.46 W/m.K，抗压强度为39MPa，体积密度为1.53g/cm3，吸水率为12％。
实施例15
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在6MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例15利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.26 W/m.K，抗压强度为35MPa，体积密度为1.23g/cm3，吸水率为16％。
实施例16
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨3小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在2MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例16利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.2481W/m.K，抗压强度为31MPa，体积密度为1.19g/cm3，吸水率为16％。
实施例17
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨4小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例17利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.25 W/m.K，抗压强度为37MPa，体积密度为1.39g/cm3，吸水率为16％。
实施例18
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨2小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例18利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.48 W/m.K，抗压强度为31MPa，体积密度为1.19g/cm3，吸水率为17％。
实施例19
将镍铁水淬渣在行星式球磨机中球磨1小时后，过200目筛，取筛下物获得镍铁渣细粉。
将粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30：50；即为活性漂珠。
将CMC(羧甲基纤维素钠)和玉米淀粉中加入适量的水充分搅拌均匀，得到浓度5％的有机结合剂溶液。
将镍铁渣细粉、活性漂珠，有机结合剂溶液，混合均匀，在4MPa压力下压制成型，干燥处理；处理后在空气气氛1200℃下焙烧120min，制得镁橄榄石型复相隔热材料。
混合均匀后，混合物各组分关系为：
w(镍铁渣)＝80wt％；
w(漂珠)＝20wt％；
所述的镍铁渣的粒径为86％小于0.074mm。
所述有机结合剂溶液的添加量为镍铁渣和漂珠的10wt％。
所述的CMC的添加量是0.5wt％。
本实施例19利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.78 W/m.K，抗压强度为29MPa，体积密度为1.46g/cm3，吸水率为19％。
对比例1
其他的条件与实施例2相同，仅是活性漂珠的粒径均为40～80目。
本对比例1利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.8921 W/m.K，抗压强度为5.21MPa，体积密度为1.69g/cm3，吸水率为13％,气孔率 32％。
对比例2
其他的条件与实施例2相同，仅是活性漂珠的粒径均为100～200目，写下结果。
本对比例2利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为 0.9001W/m.K，抗压强度为38.21MPa，体积密度为1.89g/cm3，吸水率为11.3％, 气孔率28％。
对比例3
其他条件与实施2相同，仅是活性漂珠的制备方法为：粉煤灰漂珠经600℃焙烧2h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于5％的稀盐酸溶液中清洗，然后水洗，再于20％ZnCl2溶液中浸泡活化，5％的稀盐酸溶液中清洗，然后水洗筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200 目的活性漂珠C；按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20：30： 50。写下结果。
本对比例3利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为0.8921 W/m.K，抗压强度为5.01MPa，体积密度为1.83g/cm3，吸水率为11％,气孔率 35％。
对比例4
其他的条件与实施例1相同，仅是有机结合剂溶液中仅含CMC。
本对比例4利用镍铁渣制备的镁橄榄石型复相隔热材料：导热系数为1.001W/m.K，抗压强度为5.41MPa，体积密度为1.88g/cm3，吸水率为10％,气孔率31％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。

Claims (8)

1.一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将活性漂珠、镍铁渣细粉、含羧甲基纤维素钠和玉米淀粉的浆料混合获得混合料，混合料压制成型获得生坯，生坯经干燥、焙烧即得轻质隔热材料；
所述混合料中，各组分的质量百分比的关系为：镍铁渣细粉65～85wt％；活性漂珠15～35wt％；CMC 0.1～0.6wt％；玉米淀粉7～10wt％；
所述活性漂珠由粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C组成，按质量比计，活性漂珠A：活性漂珠B：活性漂珠C＝20～30：20～30:40～50,
所述活性漂珠的制备方法为：先将粉煤灰漂珠经600～800℃焙烧1.5～3.5h，然而将焙烧后的粉煤灰漂珠置于CaCl2溶液中浸泡活化，水洗、筛分获得粒径为40～80目的活性漂珠A，粒径为80～100目的活性漂珠B，粒径为100～200目的活性漂珠C。
2.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：所述镍铁渣细粉由镍铁水淬渣经球磨后，过200目筛，取筛下物即得。
3.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：含羧甲基纤维素钠和玉米淀粉的浆料固含量为3wt％～10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：将活性漂珠、镍铁渣细粉混合获得混匀生料，然后将含羧甲基纤维素钠和玉米淀粉的浆料浇灌在混匀生料上，继续混合均匀，获得混合料。
5.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：所述压制成型的压力为2～10MPa。
6.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：所述干燥的温度为80-150℃，干燥的时间为2-6h。
7.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：所述焙烧的温度为1100℃～1300℃，时间为60～210min。
8.根据权利要求1所述的一种镁橄榄石型复相隔热材料的制备方法，其特征在于：所述焙烧的气氛为空气气氛。
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