富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料技術領域，具體涉及玻璃窯蓄熱室墻體用的一種富鎂鎂橄欖 石-尖晶石復合磚及其制備方法。 二、
【背景技術】：
[0002] 鎂橄欖石（2Mg0*Si02)由于結構緊密、穩(wěn)定、靜電鍵強、晶格能高，熔點1890°C，是 堿性耐火材料中一種良好的組成礦物，特別對制品的高溫結構強度貢獻突出。天然橄欖巖 主要成分橄欖石，為鎂橄欖石和鐵橄欖石的固溶體，并常常固溶有Fe 2SiO4 (熔點1205°C )， 強烈的影響其高溫性能。
[0003] 菱鎂礦是我國的優(yōu)勢礦產，其儲量、產量和出口量均居世界首位。菱鎂礦尾礦是菱 鎂礦開采時的工業(yè)廢棄物，開采時產生大約50%的尾礦，數量巨大、占用土地資源、污染環(huán) 境，危害很大。
[0004] 玻璃窯蓄熱室墻體的格子體磚應用中，鎂橄欖石結合相具有抗硫酸鹽侵蝕的特 征，且抗蠕變性能較好，鎂橄欖石磚常用于蓄熱式冷凝區(qū)，但由于鎂橄欖石抗熱震性差而開 裂會加速損壞，加之鎂橄欖石磚的燒成溫度范圍較窄，實際生產中的難度較大，產品合格率 較低，制品的性能波動較大，性價比不高。 三、

【發(fā)明內容】
：
[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是：針對鎂橄欖石磚現有生產技術中存在的生產難度 大、合格率較低、制品性能波動較大以及性價比較低等不足，本發(fā)明提供一種富鎂鎂橄欖 石-尖晶石復合磚及其制備方法。本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚中加入了電熔鎂鋁 尖晶石，從而大大改善了所制備耐火制品的抗熱震性能和抗侵蝕性，大幅擴寬制品的燒成 溫度和使用溫度，使制品綜合性能更加優(yōu)越，且生產工藝易轉化，可用于玻璃窯蓄熱室墻體 的中部和下部，替代有污染的鎂鉻磚以及價格較高的鎂鋯磚。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術方案為：
[0007] 本發(fā)明提供一種富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，以重量百分比表示，主要由以下 原料制備而成：
[0008] 粒度5~3mm的合成鎂橄欖石25~45 %，粒度3~Imm的合成鎂橄欖石15~ 35%，粒度1~Omm的電熔鎂鋁尖晶石5~20%，粒度小于0. 088mm的合成鎂橄欖石5~ 25 %，粒度小于0. 088mm的電熔鎂鋁尖晶石5~15 %，粒度小于0. 088mm的鎂砂細粉3~ 8%，粒度小于0. 044mma -Al2O3細粉1~5% ;另外加入占上述原料總重量3~6%的紙漿 廢液作為結合劑。
[0009] 根據上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，所述合成鎂橄欖石是通過以下方法制 備而成：
[0010] 首先將菱鎂礦尾礦置于140°C的隧道式干燥器中干燥48小時，干燥后進行破碎， 粉磨至粒度< 0. 88mm ;粉碎后的尾礦粉85wt %配石英砂粉15wt %，并加入4. Owt %的潔 凈水混碾20分鐘，在630噸的壓磚機上壓制成230X 114X65mm的標準磚坯；所得磚坯進 入120°C的隧道式干燥器中干燥24小時，最后送入高溫隧道窯中進行煅燒，煅燒溫度為 1700°C，在該溫度下保溫4. 5小時；煅燒后得到的合成鎂橄欖石進行破碎，分級后得到各種 粒度規(guī)格的產品。
[0011] 根據上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，所述菱鎂礦尾礦為化學浮選尾礦，粒 度 0 ~25mm，水分 8. 5 % ;化學成分為 MgO 45. 93 %，Si025 . 98 %，Fe2O3O. 48 %，CaO 0· 50 %， 酌減46. 2% ;
[0012] 所述石英砂粉的粒度< 0. 44mm，化學成分SiO2S 99. 5%。
[0013] 根據上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，所述合成鎂橄欖石主要成分為： MgO 彡 61%，SiO2S 35%，Fe 203彡 1%，CaO 彡 1%。
[0014] 根據上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，所述電熔鎂鋁尖晶石中MgO多35% ; 鎂砂細粉中MgO彡96. 5% ; a -Al2O3細粉中Al 203彡99%。
[0015] 根據上述的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，所述紙漿廢液中主要成分為木質素磺 酸鎂或木質素磺酸鈣；所述紙漿廢液的比重為I. 1~I. 4g/cm3。
[0016] -種富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
[0017] (1)按照上述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚的原料配比比例準備各種原料；
[0018] (2)將準備好的各種原料混合均勻后加入濕碾機，然后加入結合劑紙漿廢液進行 混碾，混碾15~25min ;
[0019] (3)混碾后所得物料在1000T的壓磚機上進行成型，成型后所得磚坯體積密度控 制在 2. 90 ~3. 05g/cm3;
[0020] ⑷將所得磚還置于溫度為105~140°C的隧道干燥窯內干燥，干燥時間24~28 小時；干燥后送入高溫隧道窯中在1500~1700°C下燒成，在燒成溫度條件下保溫5~8h ; 保溫后得到產品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚。
[0021] 本發(fā)明的積極有益效果：
[0022] 1、本發(fā)明技術方案中采用的合成鎂橄欖石是由低鐵菱鎂礦尾礦作為主要原料高 溫燒結制得的，這樣可有效防止鐵相對制品的高溫性能產生影響，所得產品合成鎂橄欖石 產品中雜質成分（如Fe 2O3等）含量極低，較低的鐵含量避免了使用過程中氧化、還原氣氛 的更替所帶來的膨脹應力而引起的結構破壞。采用尾礦制作耐火材料原料合成鎂橄欖石， 更能起到利廢、防止污染的作用，具有顯著的經濟社會效益。
[0023] 2、利用本發(fā)明技術方案制備的產品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚具有優(yōu)良的高 溫物理化學穩(wěn)定性，并且熱震穩(wěn)定性高、抗侵蝕性好，制造方便且合格率較高等特點，可用 于玻璃窯蓄熱室墻體的中部和下部，可替代有污染的鎂鉻磚以及價格較高的鎂鋯磚。
[0024] 3、利用本發(fā)明技術方案制備的產品富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚具有較好的高 溫性能、體積穩(wěn)定性、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性，可完全滿足玻璃窯蓄熱室墻體的中部和下部 使用。
[0025] 4、本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚中通過引入電熔鎂鋁尖晶石，可以大大提 高所得制品的強度、高溫性能以及體積穩(wěn)定性，同時提升了制品的熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性。
[0026] 5、本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚中引入鎂砂細粉和a -Al2O3細粉，基質中 鎂砂（MgO)與Ci-Al2O 3發(fā)生原位反應生成鎂鋁尖晶石，且MgO有富余，既有起補償收縮的作 用，也可增強制品的抗侵蝕性和抗熱震性能，彌補鎂橄欖石制品的不足。
[0027] 由此可知：本發(fā)明技術方案中采用由低鐵菱鎂礦尾礦合成的鎂橄欖石，通過加入 電熔鎂鋁尖晶石、鎂砂粉和a -Al2O3細粉改善鎂橄欖石制品抗熱震性能的不足，提高制品 的抗侵蝕性，制備出高性能的富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，用于玻璃窯蓄熱室，替代有污 染的鎂鉻磚以及價格較高的鎂鋯磚，節(jié)能環(huán)保，且為利用廢棄資源提供了新的途徑，意義深 遠。具有顯著的經濟效益和社會效益。 四、【具體實施方式】：
[0028] 以下結合實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內容。
[0029] 以下實施例中采用的原料合成鎂橄欖石的制備方法為：
[0030] 首先將菱鎂礦尾礦（菱鎂礦尾礦為化學浮選尾礦，粒度0~25mm，水分8. 5% ;化 學成分為 MgO 45.93%，Si025 . 98%，Fe2O3O. 48%，CaO 0.50%，酌減 46. 2%)置于 140°C 的隧道式干燥器中干燥48小時，干燥后進行破碎，粉磨至粒度< 0. 88mm ;粉碎后的尾礦 粉85wt%配石英砂粉15wt% (石英砂粉的粒度< 0· 44mm，化學成分SiO2S 99. 5% )，并 加入4. Owt %的潔凈水混碾20分鐘，在630噸的壓磚機上壓制成230 X 114 X 65mm的標準 磚坯；所得磚坯進入120°C的隧道式干燥器中干燥24小時，最后送入高溫隧道窯中進行 煅燒，煅燒溫度為1700°C，在該溫度下保溫4. 5小時；煅燒后得到的合成鎂橄欖石進行破 碎，分級后得到各種所需粒度規(guī)格的產品。所得合成鎂橄欖石中主要成分為：MgO多61%， SiO2S 35%，Fe 203彡 1%，CaO 彡 1%。
[0031] 實施例1 :
[0032] 本發(fā)明富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚，以重量百分含量表示，原料組成為：
[0033] 粒度5~3mm的合成鎂橄欖石45%，粒度3~Imm的合成鎂橄欖石15%，粒度1~ Omm的電恪鎂錯尖晶石10 %，粒度小于0· 088mm的合成鎂橄欖石18 %，粒度小于0· 088mm的 電熔鎂鋁尖晶石5 %，粒度小于0. 088mm的鎂砂細粉5 %，粒度小于0. 044mm a -Al2O3細粉 2% ;另外加入占上述原料總重量3%的紙漿廢液（紙漿廢液的比重為I. lg/cm3)。
[0034] 實施例2 :
[0035] 實施例1所述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚的制備方法，詳細步驟如下：
[0036] (1)按照實施例1所述富鎂鎂橄欖石-尖晶石復合磚的原料配比比例準備各種原 料；
[0037] (2)將準備好的各種原料混合均勻后加入濕碾機，然后加入結合劑紙漿廢液進行 混碾，混碾15min ;
[0038] (3)混碾后所得物料在1000噸的壓磚機上進行成型，成型后所得磚坯體積密度控 制在 2. 90 ~3. 05g/cm3;
[0039] (4)將所得磚坯置于溫度為105°C的隧道干燥窯內干燥，干燥28h ;干燥