[发明专利]一种镁渣发热体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镁渣处理技术领域，具体涉及一种镁渣发热体及其制备方法。

背景技术

镁渣是炼镁时产生的工业废渣，我国每年产生约360万吨的镁渣。镁渣在金属镁的生产过程中产生的废料，从还原罐中取出时仍然保持块状形态，在空气中自然冷却后，表层逐渐粉化为细小的粉末状物质。对于镁渣的处理，目前主要采用倾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等办法进行处理，利用率低下。镁渣的危害主要体现在以下两方面：一方面，金属镁渣为粉尘物，其中的细粉含量很高，直径小于150μm的颗粒超过60％，细于常见的煤灰粉尘、类似于水泥颗粒，悬浮在空气中很难沉降，在自然环境中极易形成粉尘污染，吸入呼吸道，造成呼吸道疾病，加上我国气候多风，其危害性更大。另一方面，金属镁渣还具有很强的吸潮性，容易使土壤盐碱化，造成土壤板结。堆积过金属镁渣的土地及其周边范围基本无法再用于农业耕种，造成农田的大量减少，随着我国耕地面积的减少和近年全球粮食价格的上涨，这一危害逐渐凸现。如何使其资源化利用尚在初步研发之中

真空炉、电阻炉等设备所用发热体常采用石墨、钼材等。以石墨为原材料制备的发热体制造工艺复杂，生产成本高昂，并且制备的发热体的强度较低。以钼板或钼丝为原材料制备的发热体的成本昂贵，并且其电阻温度系数比常规金属要大，一般用感应变压器或自耦变压器来调节调压，另外钼丝在1600度的电阻率比常温下大将近9倍，在升温过程中，功率变化很大，不易实现与加热设备供电参数的匹配。

截止目前，尚未发现有关镁渣发热体及其制备方法的研究见诸报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种成本低廉、工艺简单的镁渣发热体；该镁渣发热体以工业废渣－镁渣为原料组分，具有低投入、高产出的显著特点，开辟了一条将镁渣回收利用的新道路；该镁渣发热体在25℃的电阻率可精确控制在0.02Ω·m～0.1Ω·m，易于实现与加热设备供电参数的匹配。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种镁渣发热体，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：镁渣30%～70%，石墨20%～60%，粘接剂8%～28%；所述粘接剂由热固性酚醛树脂与有机溶剂按质量比1∶1～5混合制成；所述热固性酚醛树脂在25℃的粘度为50mPa·s～500mPa·s，残炭率为50%～60%；所述镁渣由以下质量百分比的成分组成：氧化钙50%～60%，氧化镁3%～10%，三氧化二铁1%～4%，二氧化硅30%～36%，氧化铝1%～4%，余量为不可避免的杂质。

上述的一种镁渣发热体，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：镁渣30%～60%，石墨30%～55%，粘接剂9%～20%。

上述的一种镁渣发热体，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：镁渣50%，石墨40%，粘接剂10%。

上述的一种镁渣发热体，其特征在于，所述有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇、乙醚或甲苯。

另外，本发明还提供了一种制备上述镁渣发热体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将镁渣球磨破碎后过200目筛，得到镁渣粉体；将石墨过100目筛，得到石墨粉体；

步骤二、将步骤一中所述镁渣粉体和石墨粉体与粘接剂加入混捏机中混捏，经挤压成型或模压成型后得到镁渣坯体；

步骤三、将步骤二中所述镁渣坯体干燥后对镁渣坯体的表面进行打磨处理，然后按照设计进行打孔，再次对镁渣坯体的表面进行打磨处理，得到处理后的镁渣坯体；

步骤四、将步骤三中所述处理后的镁渣坯体在真空条件或惰性气氛中烧结，自然冷却后得到镁渣发热体；所述烧结的温度为1400℃～1450℃，所述烧结的时间为3h～5h。

上述的方法，其特征在于，步骤二中所述混捏的时间为60min～120min。

上述的方法，其特征在于，步骤二中所述模压成型的压力为160MPa～200MPa。

上述的方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的温度为80℃～120℃。

上述的方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的时间为12h～24h。

本发明的镁渣发热体的使用方法与现有石墨发热体相同，使用温度≤1300℃，适用于真空烧结炉、真空电阻炉、气氛电阻炉等加热设备。