本發(fā)明涉及礦產(chǎn)品加工與環(huán)境保護(hù)，尤其是涉及一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚。

背景技術(shù)：

1、耐火磚簡稱火磚，為一般用耐火黏土或其他耐火原料燒制成的耐火材料，主要用于砌筑冶煉爐、焦?fàn)t等，需要能耐1580℃～1770℃的高溫，并在高溫下能經(jīng)受各種物理化學(xué)變化和機(jī)械作用，常用的耐火磚有耐火粘土磚、硅磚、高鋁磚、鎂磚等。隨著高爐、焦?fàn)t大型化(碳化室由4米升至7米)的快速發(fā)展，對(duì)所使用的耐火材料的質(zhì)量及外形尺寸的要求也有了進(jìn)一步的提高。近年來受國際社會(huì)大環(huán)境的影響，尤其是隨著整個(gè)鋼鐵產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)下行壓力的影響，耐火材料行業(yè)市場(chǎng)競爭壓力也越來越大，產(chǎn)品利潤空間在逐漸地縮小，耐火材料生產(chǎn)商的生存空間也受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著鋼鐵工業(yè)大力發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的消耗量越來越大，資源日趨匱乏，亟需開發(fā)一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的高爐或焦?fàn)t熱風(fēng)爐蓄熱室用高溫耐火材料。

2、我國是菱鎂礦資源大國，已探明的儲(chǔ)量約31億噸，占全世界總儲(chǔ)量的四分之一，主要分布在遼寧、山東兩省，其儲(chǔ)量合計(jì)約占全國總儲(chǔ)量的95％，其中低品位菱鎂礦儲(chǔ)量多達(dá)5.4億噸。選礦后的菱鎂礦尾礦大量廢棄占用了大量土地資源，不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，而且導(dǎo)致了生態(tài)的破壞和環(huán)境的嚴(yán)重污染，因此對(duì)于低品位菱鎂礦開發(fā)利用迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，以sio2含量較高、不能用于制備鎂質(zhì)材料的低品位菱鎂礦尾礦為主要材料并添加一定量的膨潤土作為骨料的高溫耐火磚坯料，結(jié)合相完整，顯氣孔率小，約為14～15％，荷重變形溫度高，約為1700～1720℃，具有優(yōu)良的化學(xué)礦物結(jié)構(gòu)、物理性能和熱震穩(wěn)定性，既節(jié)約了礦產(chǎn)資源，又解決了選礦后菱鎂礦尾礦的排放問題，節(jié)能環(huán)保。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，按重量百分比包括如下組分：

4、低品位菱鎂礦尾礦60～65wt％；

5、膨潤土15～25wt％；

6、氧化鎂5～10wt％；

7、氯化鎂1～3wt％；

8、改性劑5.5～10wt％；

9、結(jié)合劑4～6wt％。

10、進(jìn)一步的，所述改性劑為六偏磷酸鈉、氧化鋯、乙二醇和聚異丁烯順丁烯酸酐共聚物(isobam-104)中的一種或兩種以上混合物。

11、進(jìn)一步的，所述結(jié)合劑為水玻璃和磷酸鹽水泥的混合物，其中水玻璃與磷酸鹽水泥的重量百分比為1.5～2.5:1。

12、進(jìn)一步的，一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

13、1)按照上述耐火磚的成分組成，按質(zhì)量百分比分別稱取低品位菱鎂礦尾礦60～65wt％、礦渣粉15～25wt％、氧化鎂5～10wt％、氯化鎂1～3wt％、改性劑5.5～10wt％、結(jié)合劑4～6wt％以備配料；

14、2)將天然鎂橄欖石與膨潤土共磨15min，混合均勻制得共磨粉；

15、3)向共磨粉中加入氧化鎂、氯化鎂和改良劑，繼續(xù)共磨5min；

16、4)最后再加入結(jié)合劑，一起共磨攪拌混合10min；

17、5)采用機(jī)壓制成耐火磚坯型；

18、6)室溫條件下，將磚坯型放入回轉(zhuǎn)窯煅燒，先緩慢升溫至200～300℃，恒溫0.8～1.5h；待磚坯中自然水氣化排出后，以4～6℃/小時(shí)提高煅燒速率，繼續(xù)升溫至850～950℃，恒溫2.5～3.5h；各礦物中游離水及低熔物燒出后，快速升溫至1650～1750℃，恒溫3.5～4.5h；自然冷卻至650～750℃時(shí)開窯，最后自然冷卻至室溫即可。

19、進(jìn)一步的，所述步驟3)混合后，其混合物的顆粒的粒度小于1mm，其中：0.8～1mm占15％、0.5～0.8m占20％、0.1～0.5mm占30％、小于0.1mm占35％。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、1)本發(fā)明高溫耐火磚，引入了乙二醇和聚異丁烯順丁烯酸酐共聚物(isobam-104)改性劑，可有效解決mgo的易水化問題；引入了氧化鋯改性劑，可顯著改良磚坯的體積密度、相對(duì)密度、常溫耐壓強(qiáng)度、抗熱震性；添加了適量的氯化鎂，可有效提高磚坯結(jié)構(gòu)的致密性能，降顯低氣孔率，使磚坯的各項(xiàng)性能指標(biāo)得到優(yōu)化直至達(dá)到最優(yōu)；

22、2)本發(fā)明鎂橄欖石格子磚，以sio2含量較高、不能用于制備鎂質(zhì)材料的低品位菱鎂礦尾礦為主要材料并添加一定量的膨潤土作為骨料，結(jié)合相完整，顯氣孔率小，約為14～15％，荷重變形溫度高，約為1700～1720℃，具有優(yōu)良的化學(xué)礦物結(jié)構(gòu)、物理性能和熱震穩(wěn)定性；

23、3)本發(fā)明鎂橄欖石格子磚，使得以sio2含量較高、不能用于制備鎂質(zhì)材料的低品位菱鎂礦尾礦得到有效利用，既節(jié)約了礦產(chǎn)資源，又解決了精選選礦后菱鎂礦尾礦的排放問題，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)特征：

1.一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，按重量百分比包括如下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，所述改性劑為六偏磷酸鈉、氧化鋯、乙二醇和聚異丁烯順丁烯酸酐共聚物(isobam-104)中的一種或兩種以上混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，所述結(jié)合劑為水玻璃和磷酸鹽水泥的混合物，其中水玻璃與磷酸鹽水泥的重量百分比為1.5～2.5:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，按重量百分比包括如下組分：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，所述改性劑為六偏磷酸鈉、氧化鋯、乙二醇和聚異丁烯順丁烯酸酐共聚物(isobam-104)的混合物，其中，六偏磷酸鈉:氧化鋯:乙二醇和聚異丁烯順丁烯酸酐共聚物(isobam-104)＝2:1.5:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，所述結(jié)合劑為水玻璃和磷酸鹽水泥的混合物，其中水玻璃與磷酸鹽水泥的重量百分比為2:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，煅燒制度如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種以低品位菱鎂礦尾礦為骨料的高溫耐火磚，其特征在于，按重量百分比包括如下組分：低品位菱鎂礦尾礦60～65wt％；膨潤土15～25wt％；氧化鎂5～10wt％；氯化鎂1～3wt％；改性劑5.5～10wt％；結(jié)合劑4～6wt％。其有益效果是：本發(fā)明，以SiO2含量較高、不能用于制備鎂質(zhì)材料的低品位菱鎂礦尾礦為主要材料并添加一定量的膨潤土作為骨料的高溫耐火磚坯料，結(jié)合相完整，顯氣孔率小，約為14～15％，荷重變形溫度高，約為1700～1720℃，具有優(yōu)良的化學(xué)礦物結(jié)構(gòu)、物理性能和熱震穩(wěn)定性，既節(jié)約了礦產(chǎn)資源，又解決了選礦后菱鎂礦尾礦的排放問題，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)研發(fā)人員：李長江,張義先,趙現(xiàn)華,金釗,馬嘉梁,田亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海城利爾麥格西塔材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6