CN1172849C - 镁晶材料生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁晶材料生产方法，属于冶金技术领域。本发明通过电弧炉将天然镁橄榄石经过加热、熔融、富集、分离等工艺过程处理后得到了不含铁、钛、镍、铬等金属及杂质的镁晶材料。镁晶材料热稳定性、超高压超强电流绝缘性好，是MgO-SiO2系列中最稳定的高温相耐火材料，与天然镁橄榄石相比，在使用性能及应用范围和使用价值上有了很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过橄榄石生产镁晶材料的工业化生产方法。
背景技术
经过提纯制备的纯晶体镁橄榄石称为镁晶材料。橄榄石存在于超基性岩带，由于成矿条件及地质结构差异，常与不同程度的同类蚀变产物如滑石、蛇玟石、纯橄榄石共存于矿床中。自然界中存在的橄榄石常以镁橄榄石固熔体的形式存在，橄榄石矿床常与铬铁矿共生，所含一定量的铁、钛、镍、铬等金属以包裹的形式存在于橄榄石晶体颗粒的裂隙之中。由于铁、钛、镍、铬等金属及杂质的存在，天然镁橄榄石(简称M2S)与纯净晶体在性能及应用范围和使用价值上有着巨大的差别，纯净晶体的热稳定性、超高压超强电流绝缘性好，是MgO-SiO2系列中最稳定的高温相耐火材料和特瓷材料。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种通过电弧炉对天然橄榄石进行再结晶加工处理，清除晶格间的铁、钛、镍、铬等金属及杂质，并在再结晶过程中将部分偏硅酸镁转变为正硅酸镁，从而制得纯净橄榄石晶体—镁晶材料。
本发明的目的是这样实现的：一种镁晶材料生产方法，将镁橄榄石及其重量5-15％的重烧镁砂、0-2％锈铁销、0.5-1％的石墨电极块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为2000-3200℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在1900-2000℃，加热45-60分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
本发明所提供的镁晶材料生产方法，通过在电弧炉的作用下，使天然镁橄榄石中的铁、钛、镍、铬等金属及杂质除去，得到了镁晶材料，提高了其应用范围和使用价值，得到的镁晶材料热稳定性、超高压超强电流绝缘需性好，是MgO-SiO2系列中最稳定的高温相耐火材料和特瓷材料。
具体实施方式
本发明的生产制备原理如下：
Mg2SiO4熔点为1890℃，在1900℃左右完成熔融，再结晶并富集。
炉液中部分橄榄石重烧生成非晶质SiO2；部分Mg2SiO4被还原成MgSiO3，即MgSiO3玻璃相；同时在炉液中的SiO2与游离态MgSiO3和加入的辅料镁砂(MgO)反应而生成高温相的Mg2SiO4。
炉液中还残存的SiO2则与被还原出来的Fe发生反应，生成FeSi并进行富集，FeSi以其比重差，将原料中带入的钛、镍、铬等金属和FeSi富集成块、片状而与炉液中的Mg2SiO4晶体分离。如果原料纯度高或辅料MgO加入量足够多时，则FeSi生成量少，富集不成块、片状FeSi，而呈细小颗粒Fe及FeSi夹杂在冷凝的镁晶材料中，可在镁晶材料破碎加工过程中用磁铁加以吸除或收集。
原料中所含微量轻金属杂质元素：AI2O3、CaO等，在1900℃以上生成MA(镁、铝尖晶石高温相)和CMS(钙镁橄榄石)低温相，并与Mg2SiO4晶体混杂共存，且无法分离。
实施例一：
将镁橄榄石2500Kg、镁橄榄石重量的5％即125Kg的重烧镁砂、其重量0.5％即125Kg的抗氧化剂即石墨碎块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为2000℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在1900℃，加热60分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
实施例二：
将镁橄榄石2500Kg、镁橄榄石重量的15％即375Kg的重烧镁砂、其重量1％即25Kg的锈铁销、其重量0.75％即18.75Kg的抗氧化剂即石墨碎块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为3200℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在2000℃，加热45分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
实施例三：
将镁橄榄石2500Kg、镁橄榄石重量的10％即250Kg的重烧镁砂、其重量1.5％即37.5Kg的锈铁销、其重量1％即25Kg的抗氧化剂即石墨碎块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为3100℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在1950℃，加热55分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
实施例四：
将镁橄榄石2500Kg、镁橄榄石重量的8％即200Kg的重烧镁砂、其重量2％即50Kg的锈铁销、其重量0.85％即21.25Kg的抗氧化剂即石墨碎块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为3050℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在1980℃，加热55分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
电炉参数：500KVA、1800KVA、6000KVA等电弧炉；电压：10KV；电极φ150×2000、φ300×2000或自焙电极。
Claims (2)
1、一种镁晶材料生产方法，其特征在于：将镁橄榄石及其重量5-15％的重烧镁砂、0-2％锈铁销、0.5-1％的石墨电极块置入三相电极炉中，控制三相电极弧间温度为2000-3200℃，使混合物熔融呈液体状离开电弧区，连续加入上述配比物料，控制炉液温度在1900-2000℃，加热45-60分钟，对弧区连续加料，岩渣经再结晶富集流出炉体到中间包，在中间包中风冷固化，沉入底部的为硅铁合金块，上层的即为镁晶材料。
2、根据权利要求1所述的镁晶材料生产方法，其特征在于：将得到的镁晶块进行粉碎，通过磁选除去少量存在于镁晶块中富集不完整的硅铁合金颗粒。
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