[发明专利]一种镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种镁橄榄石‑尖晶石‑碳导电耐火材料及其制备方法，该镁橄榄石‑尖晶石‑碳导电耐火材料以工业废渣为原料制成，包括55～75份富镁废渣、10～35份含铝废料以及10～15份富碳生物质材料；制得的镁橄榄石‑尖晶石‑碳导电耐火材料按重量百分数计包括下述组分：SiO₂ 17.5～32.5％、MgO 35.5～51.5％、Al₂O₃ 15～20％、C 8～12％、Fe₂O₃小于2％、CaO小于1％和K、Na小于3％。其制备方法为：先将原料分别破碎、球磨，形成粉体，然后按配方称取粉体状原料混合球磨得到混合粉料，将粉料混匀、成型后埋在含碳匣钵中、在埋碳气氛下高温烧成即得。该导电耐火材料不仅有优良的物理化学性能及高温性能，而且有良好的导电性，具有一般耐火材料无法应用的领域，且实现了资源的二次利用。

技术领域

本发明涉及一种导电耐火材料及其制备方法，特别涉及一种以工业废渣为原料的镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料及其制备方法，属于陶瓷材料领域。

背景技术

耐火材料是高温工业不可或缺的基础材料，广泛应用于钢铁、有色金属、水泥、玻璃、石化、建材、电力及军工等国民经济的各个领域。高温工业尤其是钢铁工业的技术进步，推动了耐火材料的快速发展。近年来对耐火材料的研究主要集中在其优良的高温性能，对其导电性的研究较少，将富碳材料引入到耐火材料中作为导电因子，可形成导电耐火材料，应用于电解槽、溶解槽、高炉炉底、电石炉等。但一般导电耐火材料原材料要求高，产品价格贵。

工业废渣是指在工业生产中，排放出的有毒的、易燃的、有腐蚀性的、传染疾病的、有化学反应性的以及其他有害的固体废物。工业废渣的固体废弃物长期堆存不仅占用大量土地，而且污染环境。大量采矿废石堆积的结果，毁坏了大片的农田和森林地带。工业有害渣长期堆存，经过雨雪淋溶，可溶成分随水从地表向下渗透。向土壤迁移转化，富集有害物质、使堆场附近土质酸化、碱化、硬化，甚至发生重金属型污染。开发利用工业废渣中有效的成分，实现资源化二次利用，变废为宝，生产高附加值的废物资源化产品，是实现可持续发展的重要手段。

已报道的研究中，大部分工业废渣都是用于生产水泥、玻璃等。部分工业废渣中含有较多的SiO₂、Al₂O₃、MgO，是制备导电耐火材料的有效成分，选择成本低、化学性质稳定、储量大的废弃物来制备导电耐火材料具有较高的经济和技术价值。

发明内容

发明目的：针对现有导电耐火材料存在的问题，以工业废渣为原料，提供一种镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料及其制备方法，制得的镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料不仅具有优良的物理化学性能及高温性能，而且还具有良好的导电性。

技术方案：本发明所述的以工业废渣为原料的镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料，按重量百分数计包括下述组分：

该导电耐火材料主要由如下重量份的原料制成：55～75份富镁废渣、10～35份含铝废料以及10～15份富碳生物质材料。

其中，富镁废渣为镍渣、铬渣、硅锰渣、废镁砖中的一种或几种。含铝废料为粉煤灰、煤矸石、污泥、流化床煤灰中的一种。富碳生物质材料为稻壳、秸秆、木炭中的一种。

本发明所述的镁橄榄石-尖晶石-碳导电耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)富镁废渣、含铝废料破碎并粉磨0.5～4h，得到富镁废渣粉体和含铝废料粉体；

(2)富碳生物质材料经预处理后破碎并粉磨1h～3h，得到富碳生物质粉体；

(3)按配方称取55～75份富镁废渣粉体、10～35份含铝废料粉体和10～15份富碳生物质粉体，混合、球磨得到混合粉料，装袋备用；