本發(fā)明屬于耐火材料行業(yè)，尤其涉及尖晶石領(lǐng)域中的一種高鎂尖晶石及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

鎂鋁尖晶石的主要化學(xué)成分為氧化鋁和氧化鎂，具有良好的抗侵蝕能力、抗磨蝕能力和熱震穩(wěn)定性，其最大的用途是代替鎂鉻砂制造鎂鋁尖晶石磚用于水泥回轉(zhuǎn)窯的建造，不但避免了鉻公害，而且具有良好的抗剝落性?，F(xiàn)有技術(shù)中的鎂鋁尖晶石的化學(xué)組成中，氧化鋁含量都高達(dá)60%以上，氧化鎂含量最高在35%左右，現(xiàn)有的此類鎂鋁尖晶石為主料制備成的耐火材料難以完全滿足水泥回轉(zhuǎn)窯的高耐火性能和熱震穩(wěn)定性能的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高鎂尖晶石及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明制得的高鎂尖晶石相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有更加優(yōu)越的耐火度和熱震穩(wěn)定性能，進(jìn)而延長水泥回轉(zhuǎn)窯的使用壽命。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

設(shè)計(jì)一種高鎂尖晶石，由下述質(zhì)量配比的組分制成：

Al₂O₃ 15-38%、Fe₂O₃ 0.1%-0.8%、SiO₂ 0.1%-0.8%、Na₂O 0.1%-0.5%、CaO 0.5%-1.5%，余量為MgO。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高鎂尖晶石由下述質(zhì)量配比的組分制成：Al₂O₃ 25%、Fe₂O₃ 0.8%、SiO₂ 0.8%、Na₂O 0.5%、CaO 1.5%，余量為MgO。

上述高鎂尖晶石的制備方法如下：

1）按照各組分的質(zhì)量配比取工業(yè)氧化鋁粉和輕燒鎂粉，其中工業(yè)氧化鋁粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≥98.5%，F(xiàn)e₂O₃≤0.2%，SiO₂≤0.2%，Na₂O≤0.2%，余量為雜質(zhì)；輕燒鎂粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≤1.0%、MgO≥95%、CaO≤1.5%、Fe₂O₃≤0.5%，SiO₂≤0.5%，Na₂O≤0.5%，余量為雜質(zhì)；

2）采用行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，對(duì)原料進(jìn)行不低于10分鐘的攪拌，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為80-120轉(zhuǎn)/分；將混合后的原料在電爐內(nèi)加熱至熔融態(tài)，然后將熔融態(tài)物質(zhì)水冷至固態(tài)并破碎至顆粒即得所述高鎂尖晶石。

進(jìn)一步的，所述步驟1）中，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度為0-200目，輕燒鎂粉的粒度為0-3mm。

進(jìn)一步的，所述步驟2）中，電爐的電壓為120-170V，電流5000-8000A。

進(jìn)一步的，所述步驟2）中，采用噴淋水對(duì)熔融態(tài)物質(zhì)進(jìn)行48小時(shí)的冷卻。

進(jìn)一步的，所述步驟2）中，采用顎式破碎機(jī)對(duì)冷卻后的物質(zhì)進(jìn)行破碎至顆粒粒徑為0.25mm-2.5mm。破碎后的物質(zhì)通過磁選機(jī)后加塑料內(nèi)襯包裝為25kg/袋或1噸/袋的成品即可。

上述高鎂尖晶石在耐火材料中的應(yīng)用。較為常見的，高鎂尖晶石通常應(yīng)用于耐火磚的制備，例如：以高鎂尖晶石為主原料，混合一部分其他原料和結(jié)合劑，經(jīng)高壓，高溫?zé)Y(jié)得到高鎂尖晶石磚，應(yīng)用在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶上，可以代替現(xiàn)有的鎂鉻磚和鎂鐵鋁尖晶石磚，不但避免了鉻公害，而且具有更優(yōu)異的抗剝落性和抗熱震穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述高鎂尖晶石是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的鎂鋁尖晶石的組分進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后的產(chǎn)品，兩者的組分對(duì)比如下：

表1 本發(fā)明與現(xiàn)有產(chǎn)品的組分對(duì)比

本發(fā)明中的氧化鎂組分質(zhì)量含量高達(dá)58-82wt%，由于氧化鋁的熔點(diǎn)為2050度，MgO的熔點(diǎn)在 2800度，所以大大提高了尖晶石的熔點(diǎn)。同樣的，采用高鎂尖晶石作為主要成分制成的鎂鋁尖晶石磚的熔點(diǎn)也隨之大大提高，這就使得鎂鋁尖晶石磚制成的高溫窯具有良好的耐火性能、熱震穩(wěn)定性和抗剝落性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過調(diào)高鎂鋁尖晶石中MgO含量，克服鎂鋁尖晶石制得的耐火材料在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下易融化和體積變化的難題，使得水泥回轉(zhuǎn)窯的耐火度和熱震穩(wěn)定性及抗剝落性進(jìn)一步提高，延長水泥回轉(zhuǎn)窯的使用壽命。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種高鎂尖晶石，由下述質(zhì)量配比的組分制成：Al₂O₃ 38%、Fe₂O₃ 0.8%、SiO₂ 0.8%、Na₂O 0.5%、CaO 1.5%，余量為MgO。

其制備方法如下：1）按照各組分的質(zhì)量配比取工業(yè)氧化鋁粉和輕燒鎂粉，其中工業(yè)氧化鋁粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≥98.5%，F(xiàn)e₂O₃≤0.2%，SiO₂≤0.2%，Na₂O≤0.2%，余量為雜質(zhì)；輕燒鎂粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≤1.0%、MgO≥95%、CaO≤1.5%、Fe₂O₃≤0.5%，SiO₂≤0.5%，Na₂O≤0.5%，余量為雜質(zhì)，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度為0-200目，輕燒鎂粉的粒度為0-3mm。

2）采用行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，對(duì)原料進(jìn)行不低于10分鐘的攪拌，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分；將混合后的原料在電爐內(nèi)加熱至熔融態(tài)，電爐的電壓為120V，電流5000A，然后將熔融態(tài)物質(zhì)采用噴淋水進(jìn)行48小時(shí)的冷卻至固態(tài)，然后通過顎式破碎機(jī)對(duì)冷卻后的物質(zhì)進(jìn)行破碎至顆粒粒徑為0.25mm-2.5mm。破碎后的物質(zhì)通過磁選機(jī)后加塑料內(nèi)襯包裝為25kg/袋或1噸/袋的成品即得所述高鎂尖晶石。

實(shí)施例2

一種高鎂尖晶石，由下述質(zhì)量配比的組分制成：Al₂O₃ 15%、Fe₂O₃ 0.8%、SiO₂ 0.8%、Na₂O 0.5%、CaO 1.5%，余量為MgO。

其制備方法如下：1）按照各組分的質(zhì)量配比取工業(yè)氧化鋁粉和輕燒鎂粉，其中工業(yè)氧化鋁粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≥98.5%，F(xiàn)e₂O₃≤0.2%，SiO₂≤0.2%，Na₂O≤0.2%，余量為雜質(zhì)；輕燒鎂粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≤1.0%、MgO≥95%、CaO≤1.5%、Fe₂O₃≤0.5%，SiO₂≤0.5%，Na₂O≤0.5%，余量為雜質(zhì)，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度為0-200目，輕燒鎂粉的粒度為0-3mm。

2）采用行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，對(duì)原料進(jìn)行不低于10分鐘的攪拌，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分；將混合后的原料在電爐內(nèi)加熱至熔融態(tài)，電爐的電壓為170V，電流8000A，然后將熔融態(tài)物質(zhì)采用噴淋水進(jìn)行48小時(shí)的冷卻至固態(tài)，然后通過顎式破碎機(jī)對(duì)冷卻后的物質(zhì)進(jìn)行破碎至顆粒粒徑為0.25mm-2.5mm。破碎后的物質(zhì)通過磁選機(jī)后加塑料內(nèi)襯包裝為25kg/袋或1噸/袋的成品即得所述高鎂尖晶石。

實(shí)施例3

一種高鎂尖晶石，由下述質(zhì)量配比的組分制成：Al₂O₃ 23%、Fe₂O₃ 0.8%、SiO₂ 0.8%、Na₂O 0.5%、CaO 1.5%，余量為MgO。

其制備方法如下：1）按照各組分的質(zhì)量配比取工業(yè)氧化鋁粉和輕燒鎂粉，其中工業(yè)氧化鋁粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≥98.5%，F(xiàn)e₂O₃≤0.2%，SiO₂≤0.2%，Na₂O≤0.2%，余量為雜質(zhì)；輕燒鎂粉的質(zhì)量組分配比為：Al₂O₃≤1.0%、MgO≥95%、CaO≤1.5%、Fe₂O₃≤0.5%，SiO₂≤0.5%，Na₂O≤0.5%，余量為雜質(zhì)，所述工業(yè)氧化鋁粉的粒度為0-200目，輕燒鎂粉的粒度為0-3mm。

2）采用行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，對(duì)原料進(jìn)行不低于10分鐘的攪拌，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分；將混合后的原料在電爐內(nèi)加熱至熔融態(tài)，電爐的電壓為170V，電流8000A，然后將熔融態(tài)物質(zhì)采用噴淋水進(jìn)行48小時(shí)的冷卻至固態(tài)，然后通過顎式破碎機(jī)對(duì)冷卻后的物質(zhì)進(jìn)行破碎至顆粒粒徑為0.25mm-2.5mm。破碎后的物質(zhì)通過磁選機(jī)后加塑料內(nèi)襯包裝為25kg/袋或1噸/袋的成品即得所述高鎂尖晶石。