[发明专利]一种镁钙砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁钙砂及其制备方法，属于耐火材料技术领域。

背景技术

镁钙材料具有优良的高温性能和使用效果，能够取代镁铬砖用于水泥窑高温带，避免六价铬的污染，是一种无环境污染的耐火材料。生产镁钙材料所用的原料白云石和石灰石矿蕴藏量大，远比菱镁矿资源丰富；而且镁白云石矿分布广泛，几乎每个省都有，在使用过程中可就地取材，发展镁钙材料更经济合理。镁钙耐火材料已成为碱性耐火材料的发展趋势。我国的镁钙材料主要应用在AOD、VOD精炼炉炉衬，其应用范围还不够广泛。由于我国水泥窑的运转率低，镁钙砖在水泥窑生产间歇期因水化被分解成碎散状态，不能够在水泥窑烧成带中得到广泛应用。镁钙材料在生产、运输和存放过程中都需要有很好的防水化措施，给镁钙产品的应用带来很大困难，易水化性是制约镁钙材料广泛应用的主要因素。

目前提高镁钙材料抗水化性的措施主要集中在提高原料烧结温度、添加烧结剂和材料表面涂抹有机物来达到降低CaO与H₂O反应活性，提高抗水化的目的，但镁钙材料中的CaO仍以游离态的形式存在，很难解决易水化的特性。

因此，要发展镁钙材料，需解决镁钙材料易水化特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前镁钙材料中的CaO仍以游离态的形式存在，很难解决易水化特性的问题，提供了一种镁钙砂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种镁钙砂，其特征在于，包括如下重量份数的原料，100～110份白云石、80～90份菱镁矿、25～30份硼砂、10～15份添加料、6～8份氢氧化钙。

所述添加料的制备，包括如下步骤：

A.按质量比1:3:4，取氧化锂、硅酸钠及水放入容器中搅拌均匀，使用氢氧化钠溶液调节pH至8.5～9.5，静置；

B.在静置结束后，向容器中加入聚苯乙烯磺酸钠，升温至50～55℃，保温，冷却至室温，对容器中的物质进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即可得添加料。

所述步骤B中聚苯乙烯磺酸钠添加量为硅酸钠质量的3～5％。

所述的镁钙砂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照重量份数配比，进行取原料；

（2）将白云石、菱镁矿进行粉碎，收集粉碎混合物，将粉碎混合物、氢氧化钠溶液及苯磺酸钠混合均匀，静置，过滤，收集滤渣，使用水冲洗滤渣至冲洗液呈中性，收集冲洗后的滤渣；

（3）将冲洗后的滤渣进行烘干，磁选除杂，收集除杂后的物质，将除杂后的物质、硼砂、添加料及氢氧化钙进行碾磨，收集碾磨混合物；

（4）将碾磨混合物在1000～1100℃下煅烧，收集煅烧物，将煅烧物放入球磨机中，再加入水进行球磨，收集球磨混合物，静置消化，收集消化混合物；

（5）将消化混合物进行挤压成型，收集挤压物，干燥，将干燥后的挤压物进行烧结，收集烧结物，粉碎，收集粉碎物，即可得镁钙砂。

所述步骤（2）中粉碎混合物、氢氧化钠溶液及苯磺酸钠的质量比为4～5:7～9:0.6～1.8。

所述步骤（4）中水的加入量为煅烧物质量的40～50％。

所述步骤（5）中烧结过程为以8℃/min升温至700～800℃，保温5～7h，再升温至1800～1900℃，保温4～6h，在烧结过程中以15mL/min通入二氧化碳，即可。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以白云石、菱镁矿作为原料，利用碱液去除其中的铝，通过磁选去除其中的铁，防止其中的金属氧化物杂质对镁钙砂耐温性的影响，同时促进晶粒的形成及长大，促进烧结作用；

（2）本发明添加了硅酸钠以便在挤压过程中物料间的结合，同时使用氧化锂以降低烧结温度，使其在低温状态下形成微量的液相，以填充颗粒物质间的空隙，已达到致密效果，提高抗水化性能；

（3）本发明添加了硼砂，在烧结过程中氧化钙与氧化硼的结合物，降低游离氧化钙的含量，并与氧化镁形成三维网状结构，同时在有水深入时，在锂的作用下，形成了氧化钙、氧化硼与水的结合物，以结合态形成结合水，进一步提高抗水化性能；

（4）本发明增加氢氧化钙，使在烧结过程中，高活性氧化钙的形成，同时在烧结过程中，通入二氧化碳，以便表面形成碳酸盐类的保护层。

具体实施方式

添加料的制备：