[发明专利]一种氧化镁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。尤其涉及一种氧化镁材料及其制备方法。

背景技术

镁质材料是目前应用最广泛的耐火材料品种，其主要矿物原料为镁砂(化学成分为氧化镁)。镁砂主要分为烧结镁砂、海水镁砂和电熔镁砂三种。烧结镁砂主要由菱镁矿、水镁矿或从海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成。以天然菱镁矿为原料烧制的烧死镁砂称为烧结镁砂，以菱镁矿等为原料经电弧炉熔炼达到熔融状态冷却后形成的称为电熔镁砂，从海水中提取氧化镁制成的称为海水镁砂。随着高温工业的技术的进步和耐火材料技术的发展，对镁砂的品位提出了多种要求。其中，高纯镁砂是选用天然特级菱镁矿石浮选提纯经轻烧、细磨、压球、超高温竖窑煅烧而成，是制砖和不定耐火材料优质原料；中档镁砂是以轻烧氧化镁为原料，经压球、高温竖窑煅烧等工艺生产而成，产品烧结程度好，结晶致密，是生产中档镁质耐火制品的优质原料，也可用于制造各种镁砖、镁铝砖、捣打料、补炉料等。含镁砂的镁质耐火材料具有烧后线变化较小、强度高、抗碱性渣侵蚀的能力强以及耐钠盐熔融物侵蚀能力强等优点，而且制造成本适中，因而在高温工业中有着广泛的应用，既可以制成定型产品也可以制成不定形产品使用，如镁碳砖、镁铝碳砖、镁钙砖、镁质涂料和镁质浇注料等等。

但是，不定形和不含碳的镁质耐火材料有着普遍的缺点，即：抗渣渗透性较差，易剥落、易水化和干燥过程容易产生裂纹等问题影响到了镁质产品的使用效果，这就导致了当浇注料已成为目前国内外主要不定形耐火材料品种时，而镁质浇注料在其中的比重却很低的局面。其原因主要有两个方面：1)镁砂容易水化及镁质浇注料在干燥过程容易产生裂纹；2)镁砂的化学成分为MgO，高温下MgO容易和其它杂质氧化物如CaO、SiO₂、Fe₂O₃和Al₂O₃等发生化学反应形成低熔点化合物，即降低了镁质材料的荷重软化温度，又降低了镁质材料的抗渣渗透能力。因此，对镁砂或氧化镁材料进行改性，已成为提高镁质材料尤其是镁质浇注料性能的重要途径。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足，目的是提供一种氧化镁材料的制备方法，用该方法制备的氧化镁材料抗水化性能好、高温性能稳定、高温强度大和耐侵蚀性优良，是高温工业用高级耐火材料的新型原料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先按氧化镁细粉和混合溶液的质量比为1∶2配料，置于混合机中共混0.5～8小时，得混合浆料；再将混合浆料滤干，在110℃条件下干燥24小时，得到混合料块；然后将混合料块于1000～1300℃条件下保温1～6小时，冷却，球磨至1～200μm，即得氧化铝材料。

所述混合溶液为氢氧化铍和草酸溶液的混合溶液，其中：氢氧化铍为5～30wt％，草酸溶液为70～95wt％。

所述氧化镁细粉中MgO含量≥95wt％；粒径为1～200μm。

所述氢氧化铍中Be(OH)₂含量≥97wt％；粒径为1～500μm。

所述草酸溶液的摩尔浓度为0.2～1mol/L。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

本发明于高温制备时，在共混过程中包裹与氧化镁颗粒表面的Be(OH)₂会分解形成BeO，即MgO颗粒表面将包裹一薄层BeO。BeO高温稳定性比MgO要好，甚至优于ZrO₂，高温稳定性极好。BeO层的存在，可以带来如下良好的效果：

1)制备浇注料时，BeO层将氧化镁材料和水隔离，能保护氧化镁颗粒免于水化，避免因氧化镁颗粒水化后在其表面形成的Mg(OH)₂于预热过程中导致材料开裂的现象；

2)BeO层将氧化镁材料和其它杂质氧化物隔离，避免高温下产生过多的低熔点物相，有利于提高镁质材料的荷重软化温度。

本发明制备的氧化镁材料经检测：MgO含量≥94wt％；显气孔率≤4％。

因此，本发明所制备的氧化镁材料具有抗水化性能好、高温性能稳定、高温强度大和耐侵蚀形优良的特点，是制备高温工业用高级耐火材料的新型原料。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述氧化镁细粉中MgO含量≥95wt％；粒径为1～200μm。