[发明专利]一种高密度烧结镁砂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高密度烧结镁砂的制备方法，本发明采用菱镁矿为原料，通过细磨及浮选提纯、超细粉碎和研磨、轻烧分解、产品成型以及煅烧工艺制得体积密度≥3.40g/cm³的高密度烧结镁砂，其组成成分中以重量百分含量计MgO≥97.5％，CaO/SiO₂≥2；本发明工艺流程简单，节能环保，尤其适用于加工低品位菱镁矿，可以高效利用菱镁矿资源。

技术领域

本发明涉及耐火材料产品制造技术领域，尤其涉及一种高密度烧结镁砂的制备方法。

背景技术

烧结镁砂是生产镁质耐火材料的主要原料。烧结镁砂的性能，特别是烧结镁砂的体积密度对于耐火材料的抗渣侵性能和高温强度具有重要影响，直接影响耐火材料的使用寿命。世界高端耐火材料市场对高档烧结镁砂的含量定义是MgO≧97.5％，体积密度≧3.40g/cm³。研究结果和生产实践表明，当烧结镁砂的体积密度≧3.40g/cm³时，所制备耐火材料的使用性能显著提高，使用寿命为一般密度烧结镁砂的一倍。另外，这种高密度烧结镁砂可以替代电熔镁砂做为耐火原料使用，这样不但可以节省能源、减少环境污染，同时还可以大幅度降低耐火原料成本。

目前大多企业生产烧结镁砂所采用的生产工艺为：菱镁矿－浮选提纯－轻烧镁－磨细－成型－烧结镁砂。采用上述工艺生产的烧结镁砂，其最高密度只能达到3.25～3.30g/cm³，因无法满足使用需求和高档镁砂的出口要求，因而造成了镁质资源的极大浪费。

我国的菱镁矿属于粗晶质矿系，其分解后生成的MgO残留有碳酸镁，即MgCO₃的“假晶”结构。由于这种“假晶”结构阻碍MgO的烧结，因此利用传统生产工艺难以获得致密化的高密度烧结镁砂。

为了破坏由菱镁矿分解所带来的“假晶”结构，在先专利申请曾通过改变原料种类(详见授权公告号CN1301228C“一种烧结镁砂的制备方法”)，并采用如下工艺制备了体积密度大于3.40g/cm³的高密度烧结镁砂，即采用菱镁矿～经一次轻烧～进行多次水化处理得到氢氧化镁～再经二次轻烧得到轻烧氧化镁～成型～烧结镁砂。从上述工艺可知，为了得到高密度烧结镁砂，通过上述工艺制备烧结镁砂的轻烧镁是由氢氧化镁分解而来的。即该工艺的烧结镁砂是要先将菱镁矿原料转化为氢氧化镁，再以氢氧化镁作为原料制造高密度烧结镁砂，而不是以菱镁矿作为原料直接生产出高密度烧结镁砂。尽管利用上述工艺可以制备体积密度大于3.40g/cm³的高密度烧结镁砂，但由于需要经过两次轻烧和原料转化，以及多次水化，过滤，冷却和干燥等工艺过程，使生产工艺繁杂，生产成本大幅增加。因此而难以推广和广泛应用。

发明内容

针对上述现有技术和工艺方法存在的不足和缺陷，本发明提供一种高纯度，高体积密度烧结镁砂的制备方法。本发明的制备方法是以菱镁矿为原料，通过两级研磨和一次浮选提纯选矿处理获得超细菱镁精矿粉，经过一次轻烧获得轻烧氧化镁粉体，再经过压制成型和煅烧制得高密度烧结镁砂。该工艺方法简单了许多，缩短了生产周期，使成本大幅下降。其工艺步骤如下：

A研磨及提纯选矿，采用磨机将所述菱镁矿磨细至200目，即74μm，其中，-200目含量≥75％，然后在浮选槽内进行湿法浮选提纯选矿处理，获得组成成分以重量百分比计MgO≥47.05％，CaO/SiO₂≥2的菱镁精矿粉；

B超细粉碎及研磨，采用超细粉碎设备对获得的所述菱镁精矿粉进一步磨细，获得细度≤5μm的超细菱镁精矿粉；

C轻烧分解，将获得的所述超细菱镁精矿粉在悬浮炉或多层炉中，经过800～1000℃下加热分解，获得轻烧氧化镁粉体；

D压制成型，采用压机在≥300MPa的压力下将获得的所述轻烧氧化镁粉体压制成型，得到体积密度较高的轻烧氧化镁粉坯体；