[发明专利]一种镁橄榄石轻质隔热耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种镁橄榄石轻质隔热耐火材料及其制备方法，该耐火材料按重量百分数计包括下述组分：SiO₂ 28～39％、MgO 40～58％、Al₂O₃ 10～18％、Fe₂O₃小于2％、CaO小于2％和K、Na及其他一些杂质小于3％；该耐火材料以富镁废渣和含铝废料的混合物为主料、辅以生物质粉、发泡剂制成，其中，主料按重量百分数计，包括60～78％的富镁废渣及22～40％的含铝废料。该耐火材料的制备方法为：先将原料分别破碎、球磨，形成粉体，然后按配方称取粉体状原料混合球磨得到混合粉料，将粉料混匀、成型后放在匣钵中、在空气中高温烧制而成。制得的耐火材料气孔率高、导热系数小、耐火度高、抗热震性好、重烧线收缩率小。

技术领域

本发明涉及一种耐火材料及其制备方法，特别涉及一种以富镁废渣为原料的镁橄榄石轻质隔热耐火材料及其制备方法。

背景技术

隔热耐火材料是指气孔率高、体积密度小、具有绝热性能、对热可起屏蔽作用的材料。由于隔热耐火材料的质量很轻，通常又称为轻质耐火材料。轻质隔热耐火材料，除了主要用于高于环境温度的条件下防止热的流出损失外，还可以用于低于环境温度的条件下防止热的流入。一般情况下，工业窑炉砌体蓄热损失和炉体表面散热损失，约占燃料消耗的24～45％，采用轻质隔热耐火材料可以减少热量的损失，减轻炉体重量，简化窑炉构造，提高产品质量，降低环境温度，改善劳动条件。

镁橄榄石具有导热系数小、抗渣性好、不水化等特点，可应用于耐火材料。但目前镁橄榄石耐火材料原材料要求高，产品价格贵。选择成本低、化学性质稳定、储量大的废弃物来制备镁橄榄石耐火材料具有较高的经济和技术价值。

富镁废渣是工业冶炼中排放出来的一种固体废弃物，它的形成过程为高温熔融状态下经水淬快速冷却形成的一种脆性炉渣。随着我国金属产量逐年增加，富镁废渣的产量也逐年不断增长，大量堆积侵占土地，污染环境，已报道的研究中，大部分都是用于生产水泥、玻璃等。富镁废渣中含有较多的SiO₂、MgO，是制备镁橄榄石轻质耐火材料的理想原料，开发利用富镁废渣中有效的成分，实现资源化二次利用，变废为宝，生产高附加值的废物资源化产品，是实现可持续发展的重要手段。

发明内容

发明目的：针对现有镁橄榄石耐火材料存在的问题，以富镁废渣为原料，提供一种气孔率高导热系数小、耐火度高、抗热震性好、重烧线收缩率小的镁橄榄石轻质隔热耐火材料，并提供一种制备该耐火材料的方法，该方法生产成本低，操作简单，易于工艺控制。

技术方案：本发明所述的以富镁废渣为原料的镁橄榄石轻质隔热耐火材料，按重量百分数计包括下述组分：

该耐火材料以富镁废渣和含铝废料的混合物为主料、辅以生物质材料和发泡剂制成，其中，主料按重量百分数计，包括60～78％的富镁废渣及22～40％的含铝废料。

较优的，主料与生物质粉、发泡剂的质量比为100：(5～15)：(0～5)。

上述原料中，富镁废渣可为镍渣、铬渣、硅锰渣、废镁砖中的一种或几种。含铝废料可为粉煤灰、煤矸石、污泥、流化床煤灰中的一种。生物质材料为稻壳、秸秆、木炭中的一种。发泡剂为碳酸盐、硼酸盐、碳粉中的一种。

本发明所述的镁橄榄石轻质隔热耐火材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料预处理：富镁废渣、含铝废料破碎并粉磨0.5～4h，得到富镁废渣粉体和含铝废料粉体；生物质材料经预处理后破碎并粉磨1h～3h，得到生物质粉体；

(2)球磨混料：按配方称取富镁废渣粉体、含铝废料粉体、生物质粉体、发泡剂，混合、球磨得到混合粉料；

(3)在混合粉料中加水或工业废液，混匀、成型，得到生坯；