CN111057841A - 一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，包括以下步骤：首先称取一定量的菱镁矿粉矿，向称取的菱镁矿粉矿中加入无机镁基结合剂，再经过搅拌混合将物料充分混匀，向充分混匀物料中加水并进行机械搅拌、焖料，启动圆盘造球机，先向圆盘造球机中加入所述焖后物料作为母球料，向母球料加水（喷滴）造母球，当母球形成后，视母球长大情况，向母球打水或者加料促使母球长大，当球团长到合适粒度时，停止打水和加料，球团在球盘内滚压10‑20min，即制得菱镁矿粉矿生球。
Description
技术领域
本发明属于菱镁矿综合利用技术领域，尤其涉及一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法。
背景技术
镁质耐火材料因其具有较高的耐火性、耐碱侵蚀等优异的物理化学特性，被广泛用于冶金、建材、化工及金属冶炼等领域。众所周知，镁质耐火材料的基础原料是天然菱镁矿，菱镁矿通过高温煅烧等工艺制备各类镁砂，如：轻烧镁砂、重烧镁砂、电熔镁砂、中档镁砂、高纯镁砂等，使用最多的是烧结镁砂。由于镁砂竖窑生产只能使用块状矿石（>100mm），大量粉矿得不到充分利用，在矿区堆积如山，废弃粉矿堆积占用大量土地，其中很多都是优质矿石。
据不完全统计，菱镁矿区废弃的有利用价值的粉矿高达数千万吨，造成了严重的资源浪费和环境污染，矿区的生态也受到不同程度的影响。为了解决这一问题，研究人员提出了菱镁矿粉矿造球方法。
目前关于菱镁矿粉矿造球的方法有很多，最典型的方式是利用有机结合剂菱镁矿粉矿的造球方法，虽然一般有机结合剂（比如糊精、CMC、PVB、PVC等）的粘结效果相当优异，但在压球料焙烧的过程中会生成CO2和有毒气体，同时又会在菱镁矿压球料中留下许多孔隙，降低烧后镁砂原料的机械性能，而且有些有机结合剂还会带有一定的毒性，不符合环保理念。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，所制备的菱镁矿粉矿生球具有合适的生球粒度、抗压强度和落下强度，符合菱镁矿粉矿压球料用于竖窑煅烧的粒度和强度要求。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
（1）以质量百分比计，将90-99%的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和1-10%粒度为1mm以下的无机镁基结合剂，以50-80r/min搅拌混合20~30min，得混合物料；
（2）外加混合物料总质量5-25%的水，以50-250g/min向混合粉料中滴加，同时机械搅拌，得润湿物料；
（3）将润湿物料在室温下、密封焖料30-50min，得焖后物料；
（4）将焖后物料作为母球料加入到圆盘造球机中，圆盘造球机转动速度为30-70r/min，向母球料中以喷滴方式按50-100g/min的速度加水造母球，当母球形成后，继续向母球打水、加料促使母球长大为球团，当球团粒径达到100-150mm时止打水和加料，让球团继续在圆盘造球机内滚压10-20min，即制得菱镁矿粉矿生球。
所述步骤（1）中，无机镁基结合剂为MgCl2、MgSO4、MgPO4或MgO中的任一种。
所述步骤（1）中菱镁矿粉矿中MgO折烧料含量≥94%。
与现有技术相比，本发明的有益效果：1）本发明所用的无机镁基结合剂与其他的非无机镁基结合剂相比，无机镁基结合剂在焙烧的过程中会分解为MgO（s）和气体（具体产生何种气体由选用的无机结合剂种类决定），不会引入其他杂质，所以利用无机镁基结合剂制得的菱镁矿粉矿生球焙烧后具有杂质含量低的特点，通过无机镁基结合剂制得的菱镁矿粉矿生球经过焙烧后得到的镁砂纯度提高0.5-1%；2）本发明所选用的无机镁基结合剂与有机结合剂相比，抗压强度提高5-10%，落下强度提高15-20%。抗压强度以及落下强度等机械性能的提高是因为无机镁基结合剂在焙烧过程中产生的气体极少，几乎不会对菱镁矿粉矿球团造成影响，而有机结合剂在焙烧中会产生大量的H2O(g)以及CO2（g），利用有机结合剂制得的菱镁矿粉矿生球焙烧后会留下大量的气孔，菱镁矿粉矿球团气孔率的增大会导致其机械性能的降低，所以利用无机镁基结合剂与利用有机结合剂相比，利用无机镁基结合剂制得的菱镁矿粉矿生球经焙烧后机械性能得到明显提升；3）一些有机结合剂（比如PVA）带有一定的毒性，而本发明选用的无机镁基结合剂无毒，更加符合环保理念。
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
对比例1：以糊精为结合剂
本对比例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和1kg粒度为1mm以下的有机结合剂糊精，通过混合、造球，制得一种利用有机结合剂的菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿生球直径为125mm、抗压强度为18.53Kg/球，落下强度6次。
对比例2：以CMC为结合剂
本对比例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9.5kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和0.5kg粒度为1mm以下的有机结合剂CMC，通过混合、造球，制得一种利用有机结合剂的菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿生球直径为140mm、抗压强度为17.11Kg/球，落下强度5次。
对比例3：以PVC为结合剂
本对比例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9.8kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和0.2kg粒度为1mm以下的有机结合剂PVC，通过混合、造球，制得一种利用有机结合剂的菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿生球直径为150mm、抗压强度为15.39Kg/球，落下强度4次。
实施例1：
本实施例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和1kg粒度为1mm以下的无机镁基结合剂，以50r/min搅拌混合20min，得混合物料；外加1.8kg水，以180g/min向混合粉料中滴加，同时机械搅拌，得润湿物料；将润湿物料在室温下、密封焖料30min，得焖后物料；将焖后物料作为母球料加入到圆盘造球机中，圆盘造球机转动速度为30r/min，向母球料中以100g/min速度加水（喷滴形式）造母球，当母球形成后，继续向母球打水、加料促使母球长大为球团，当球团粒径达到125mm时止打水和加料，让球团继续在圆盘造球机内滚压15min，即制得菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿的生球直径为125mm，菱镁矿粉矿生球的抗压强度为19.5Kg/球，落下强度为7次。
实施例2：
本实施例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9.5kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和0.5kg粒度为1mm以下的无机镁基结合剂，以65r/min搅拌混合25min，得混合物料；外加1.5kg水，以150g/min向混合粉料中滴加，同时机械搅拌，得润湿物料；将润湿物料在室温下、密封焖料40min，得焖后物料；将焖后物料作为母球料加入到圆盘造球机中，圆盘造球机转动速度为50r/min，向母球料中以75g/min速度加水（喷滴形式）造母球，当母球形成后，继续向母球打水、加料促使母球长大为球团，当球团粒径达到140mm时止打水和加料，让球团继续在圆盘造球机内滚压15min，即制得菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿的生球直径为140mm，菱镁矿粉矿生球的抗压强度为18.4Kg/球，落下强度为6次。
实施例3：
本实施例所用菱镁矿粉矿理化指标
将9.8kg的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和0.2kg粒度为1mm以下的无机镁基结合剂，以80r/min搅拌混合30min，得混合物料；外加0.8kg水，以80g/min向混合粉料中滴加，同时机械搅拌，得润湿物料；将润湿物料在室温下、密封焖料50min，得焖后物料；将焖后物料作为母球料加入到圆盘造球机中，圆盘造球机转动速度为70r/min，向母球料中以50g/min速度加水（喷滴形式）造母球，当母球形成后，继续向母球打水、加料促使母球长大为球团，当球团粒径达到150mm时止打水和加料，让球团继续在圆盘造球机内滚压20min，即制得菱镁矿粉矿生球。
菱镁矿粉矿生球的抗压强度即荷重实验生球开始裂变形时所负荷的重量，为了保证生球在竖窑中焙烧时能够承受料柱压力而不致破碎，要求所述制得的菱镁矿粉矿生球的抗压强度一般为15~20Kg/球。菱镁矿粉矿生球的落下强度以生球自0.5m高处自由落于钢板上不碎的次数不小于4次为好。本实施例所述制得的菱镁矿粉矿的生球直径为150mm，菱镁矿粉矿生球的抗压强度为16.2Kg/球，落下强度为5次。
Claims (3)
1.一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
（1）以质量百分比计，将90-99%的粒度为0-15mm的菱镁矿粉矿和1-10%粒度为1mm以下的无机镁基结合剂，以50-80r/min搅拌混合20~30min，得混合物料；
（2）外加混合物料总质量5-25%的水，以50-250g/min向混合粉料中滴加，同时机械搅拌，得润湿物料；
（3）将润湿物料在室温下、密封焖料30-50min，得焖后物料；
（4）将焖后物料作为母球料加入到圆盘造球机中，圆盘造球机转动速度为30-70r/min，向母球料中以喷滴方式按50-100g/min的速度加水造母球，当母球形成后，继续向母球打水、加料促使母球长大为球团，当球团粒径达到100-150mm时停止打水和加料，让球团继续在圆盘造球机内滚压10-20min，即制得菱镁矿粉矿生球。
2.根据权利要求1所述的一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，其特征在于，所述步骤（1）中无机镁基结合剂为MgCl2、MgSO4、MgPO4或MgO中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用无机结合剂的菱镁矿粉矿造球方法，其特征在于，所述步骤（1）中菱镁矿粉矿中MgO折烧料含量≥94%。
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