阅读说明：本技术 一种高纯度致密镁橄榄石的制备方法 (Preparation method of high-purity compact forsterite ) 是由 王衍森 钱景辉 司继庆 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高纯度致密镁橄榄石及其制备方法,属于耐火材料技术领域。本发明所述的高纯度致密镁橄榄石,使用高纯度海水镁砂和高纯度石英,使用有机结合剂,制备方法如下：高纯度海水镁砂50-65%,高纯度石英砂35-50%,外加有机结合剂0.1-3%,装入球磨机中湿法研磨至中位粒径D50≤10微米,过325目振动筛后滤泥、真空炼泥及挤出成型为块状坯体,烘干、1600℃-1700℃保温8-16小时烧成。本发明所述的高纯度致密镁橄榄石,杂质含量极低、SiO<Sub>2</Sub>+MgO≥99%,其他杂质≤1%,镁橄榄石纯度高,气孔率≤3%,体积密度≥2.7g/cm<Sup>3</Sup>；本发明同时提供了一种简单易行、节能环保的制备方法。(The invention relates to high-purity compact forsterite and a preparation method thereof, belonging to the technical field of refractory materials. The high-purity compact forsterite is prepared from high-purity seawater magnesite, high-purity quartz and an organic bonding agent, and has the following preparation method: 50-65% of high-purity seawater magnesia, 35-50% of high-purity quartz sand and 0.1-3% of additional organic bonding agent, the materials are put into a ball mill for wet grinding until the median particle diameter D50 is less than or equal to 10 microns, the materials are filtered, vacuum-mixed and extruded to form a block blank after being screened by a 325-mesh vibrating screen, and the block blank is dried and is sintered at 1600-1700 ℃ for 8-16 hours. The high-purity compact forsterite has extremely low impurity content and SiO 2 More than or equal to 99 percent of MgO, less than or equal to 1 percent of other impurities, high purity of forsterite, less than or equal to 3 percent of porosity and more than or equal to 2.7g/cm of volume density 3 (ii) a The invention also provides a simple, feasible, energy-saving and environment-friendly preparation method.)

一种高纯度致密镁橄榄石的制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种高纯度致密镁橄榄石及其制备方法。

背景技术

镁橄榄石为岛状结构硅酸盐，其理论化学式为2MgO·SiO₂或Mg₂SiO₄，是镁质耐火材料中较耐高温的矿物具有熔点高、导热系数低、稳定性好，耐金属熔体和渣侵蚀性能优良，耐碱蒸气侵蚀性能优良，可用于钢包、玻璃窑炉蓄热室材料、电炉出钢口填充料主要原料等，也可用于水泥窑替代部分方镁石—镁铝尖晶石材料，能够降低筒体温度，提高水泥窑热效率，节约能源。天然镁橄榄石与铁橄榄石伴生，杂质含量高、烧失大，Fe₂O₃及Al₂O₃等杂质在高温下形成低熔物如钙镁橄榄石、堇青石等，影响材料的高温性能。

中国专利申请CN 103044043 A公开了一种致密镁橄榄石耐火原料及其制备方法，其制备方法为：先将69-85%的滑石粉，10-30%的镁质原料细粉，包含电熔镁砂细粉、烧结镁砂细粉和轻烧氧化镁粉中的一项，0.2-2%的添加剂混合，制得混合料；再外加所述混合料1-10%的结合剂，球磨1-3小时，加入3-10%的水，搅拌10-30分钟，压制的坯体，干燥后在1350-1650℃煅烧1-3小时，制得致密镁橄榄石耐火原料。该方法主要是用滑石和电熔镁砂、烧结镁砂和轻烧氧化镁，并且滑石和镁质原料细粉中Fe₂O₃、CaO和Al₂O₃杂质含量分别为小于1.2%和3%，杂质含量较高，易生成堇青石、钙橄榄石、铁橄榄石及玻璃等低温相，影响产品纯度及高温性能。

中国专利申请CN 106187217 A公开了一种镁橄榄石的制备方法，其制备方法为：以高炉渣为原材料，磨成粉末，与铝粉在煅烧炉中煅烧、粉碎，利用磁铁将粉碎的粉末中的铁去除，用盐酸浸泡，过滤，干燥滤渣，与氢氧化钠溶液反应后，除渣，将过滤液浓缩并与氧化镁粉末，凹凸棒土混合，经熔融炭化，静置冷却即可制备镁橄榄石。该方法使用高炉矿渣作为原料，杂质含量高，制作过程使用盐酸、氢氧化钠等强酸强碱，流程多且风险高，合成的镁橄榄石杂质含量高。

中国专利申请CN 104725057 A公开了一种中密度镁橄榄石砂及其制备方法，其制备方法为：取85-93%的菱镁矿尾矿在1200-1350℃下轻烧0.5-5小时，与7-15%的石英粉混合研磨，得到粒径小于0.088mm的轻烧尾矿和石英混合料；再依次外加占上述混合料5-40%的成孔剂，3-12%的结合剂，进行混合、混炼、110-150MPa压强机压、干燥、1650-1720℃焙烧4-9小时制得。菱镁矿尾矿中含有一定量的CaO和Al₂O₃，在高温合成时与MgO和SiO₂反应，分别形成钙橄榄石、堇青石及玻璃相等低温相，影响镁橄榄石纯度及高温性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种高纯度致密镁橄榄石，其杂质含量低、镁橄榄石纯度高，气孔率低，体积密度高。本发明同时提供了一种简单易行、节能环保的制备方法。

本发明所述的一种高纯度致密镁橄榄石的制备方法，其特征在于按照质量分数由如下成分组成：高纯度海水镁砂50-65%，高纯度石英砂35-50%，有机结合剂0.1-3%。

所述的高纯度致密镁橄榄石的制备方法，其特征在于制备方法为：

（1）将高纯度海水镁砂、高纯度石英砂、有机结合剂按照设定的比例进行称量配料。

（2）装入球磨机中，加入按照原料重量计60%的水，湿法研磨至中位粒径D50≤10微米。

（3）泥浆通过325目振动筛及除铁器进行除铁。

（4）滤泥、真空炼泥、挤出成型为块状坯体。

（5）装入烘干车在120℃烘干12小时。

（6）1600℃-1700℃煅烧8-16小时。

所述的高纯度海水镁砂的化学学成分要求如下：MgO≥99%，保证合成镁橄榄石纯度的同时，可以控制水化反应的量，防止出现湿法研磨无法出磨的情况。

所述的高纯度石英砂可以为天然石英或熔融石英或天然石英与熔融石英混合物，石英砂的化学成分要求如下：SiO₂≥99%。

所述的外加有机结合剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明制得的高纯度致密镁橄榄石气孔率≤3%，体积密度≥2.7g/cm3，杂质含量极低、SiO₂+MgO≥99%，其他杂质≤1%，镁橄榄石纯度高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。

实施例1-7

所述的高纯度致密镁橄榄石，其组成原料的种类及重量百分含量如下：

表1

所述的高纯度致密镁橄榄石的制备方法，包括以下步骤：

（1）将高纯度海水镁砂、高纯度石英砂、有机结合剂按照实施例的比例进行称量配料。

（2）装入球磨机中，加入按照原料重量计60%的水，湿法研磨至中位粒径D50≤10微米。

（3）泥浆通过325目振动筛及除铁器进行除铁。

（4）滤泥、真空炼泥、挤出成型为块状坯体。

（5）装入烘干车在120℃烘干12小时。

（6）1600℃-1700℃煅烧8-16小时。

实施例1-5制得的高纯度致密镁橄榄石的物理指标检测结果如下：

表2

通过以上数据可以看出，实施例1制得的高纯度致密镁橄榄石性能最优。