本發(fā)明涉及耐火材料，特別是涉及一種利用富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法。

背景技術：

1、鎂質耐火材料是高溫行業(yè)不可缺少的基礎材料，其具有卓越的高耐火度和強大的抗渣性，能夠在極端高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定性能，廣泛應用于冶金、水泥生產(chǎn)等高溫環(huán)境中的關鍵領域。鎂是鎂質耐火材料的主要原料，其主要來源是天然菱鎂礦、海水、鹽湖鹵水、方解石、蛇紋石、水鎂石、爐渣和廢耐火材料等。目前已有的鎂質耐火材料專利中，如cn118561613b，cn117865653b，使用廢棄鎂質耐火材料作為鎂源；cn115073142b，cn108840692a，cn107686339a使用電熔鎂砂作為鎂源。

2、隨著冶金技術的不斷發(fā)展，大量礦石以硼、鐵、鋁、鈣等為主要提取對象，鎂則進入到尾礦中，未能實現(xiàn)資源利用，造成了浪費。因此，研究從富鎂尾渣制備優(yōu)良鎂質耐火材料的方法是十分具有經(jīng)濟價值與社會效益的，具有重要的意義。

3、現(xiàn)有技術中利用尾渣來制備鎂質耐火材料的記載，如本團隊曾在專利cn113060741b中就涉及到簡單的利用浸出渣制備耐火材料的方法，利用提硼提鐵浸出渣在100-150mpa壓力下壓制成型，干燥處理；處理后在氧化氣氛1300-1350℃下焙燒2-3h，制得鎂質耐火材料，優(yōu)選下耐火度為1650℃～1680℃，體積密度和顯氣孔率分別為1.53g/cm3、1.89％；在該專利中，耐火材料制備過程未加入添加劑，制備方法簡單，耐火材料性能較差；在專利cn106810281b中，記載了一種利用鎳鐵合金尾渣制備鎂橄欖石耐火材料的方法，該專利中利用氧化鎂作為添加劑，通過調控mgo/sio2，mgo/feo，mgo/al2o3，al2o3/sio2，(mgo+cao)/(sio2+al2o3)的比例至特定比例，焙燒后得到鎂質耐火材料，但優(yōu)選條件下耐火材料耐火度為1610-1660℃，耐壓強度為87.5-89.6mpa，體積密度為2.27-2.33g/cm3，顯氣孔率為26.88-27.78％。因此，目前從富鎂尾渣中制備耐火材料的方法，得到的耐火材料耐火度和耐壓強度較低，不能滿足對耐火度要求更高的冶金工業(yè)要求。

4、因此，利用富鎂尾渣制備具有高耐火度和高耐壓強度的鎂質耐火材料是十分有意義的。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述技術問題，為了進一步提升產(chǎn)品的抗壓強度和耐火溫度本發(fā)明提供了一種利用富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法，在實現(xiàn)尾渣綜合利用的同時，還進一步提升了耐火材料的綜合性能。在本發(fā)明中，利用富鎂尾渣制備得到鎂質耐火材料可達到1800℃耐火度及106.7?mpa抗壓強度。

2、本發(fā)明首次實現(xiàn)了大比例利用富鎂渣的同時，還能得到性能極為優(yōu)越的耐火材料。

3、本發(fā)明采用的技術方案是：

4、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法，以富鎂渣、添加劑為原料，富鎂渣與添加劑互配，在配入粘結劑后，壓制成型，燒結，得到鎂質耐火材料，所述添加劑選自氧化鎂，氧化鋁，氧化鋯中的至少一種，所述添加劑添加量為富鎂渣質量的5?wt.%~50wt.%，所述粘結劑為氯化鎂溶液。制備得到的耐火材料具有優(yōu)良的抗熱震性、耐火度、體積密度、抗壓強度和顯氣孔率。

5、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法,其中粘結劑優(yōu)選為1.4?g/cm3的氯化鎂溶液，粘結劑的用量為原料質量的3-5%。

6、本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法，富鎂渣為mgo≥35%的鎂渣。在本發(fā)明中鎂渣可以是選礦渣、冶煉渣中的至少一種。所述富鎂尾渣經(jīng)預焙燒處理后含水量降低，最終得到的鎂質耐火材料性能更加優(yōu)良，預焙燒溫度為400℃及以上，優(yōu)選為800℃。所述富鎂尾渣中吸附水/結晶水含量≥5?wt.%。

7、預焙燒后富鎂渣與添加劑混勻后，加入1.4?g/cm3溶液作為粘結劑，經(jīng)過壓制工序成型，壓制工序的壓力范圍為50~10000mpa、優(yōu)選為50-2000mpa、進一步優(yōu)選為100mpa。

8、燒結包括：在800~1700℃進行焙燒、優(yōu)選為1000-1500℃、進一步優(yōu)選為1300℃；焙燒時間為30min以上、優(yōu)選為90-180min、進一步優(yōu)選為180min。

9、作為優(yōu)選，本發(fā)明提供一種富鎂尾渣制備鎂質耐火材料的方法，富鎂渣主要含有以下化學組分（以氧化物形式表示）以質量百分比計，包括：

10、mgo?40-55%、優(yōu)選為44-55%、進一步優(yōu)選為55%；

11、sio2?0-30%、優(yōu)選為0-20%、進一步優(yōu)選為20%；

12、fe2o30-40%、優(yōu)選為5-20%、進一步優(yōu)選為8%；

13、feo?0-40%、優(yōu)選為5-20%、進一步優(yōu)選為8%；

14、b2o3?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進一步優(yōu)選為0-1%；

15、al2o3?1-20%、優(yōu)選為1-11%、進一步優(yōu)選為9-11%；

16、cao?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進一步優(yōu)選為5%；

17、na2o?0-10%、優(yōu)選為0-5%、進一步優(yōu)選為0-1%。

18、作為更進一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯組成，其中配比（以質量百分數(shù)計）為：富鎂渣70%-90%、氧化鎂0~12%、氧化鋁0~12%、氧化鋯0~10%且氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯三者中至少有一種不為零。

19、作為更進一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯組成，其中配比（以質量百分數(shù)計）為：富鎂渣75%-85%、氧化鎂5%~10%、氧化鋁5%~10%、氧化鋯0~10%，且富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯四者的質量百分數(shù)之和為百分之百。

20、作為更進一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁組成，其中配比（按質量百分數(shù)計）為：富鎂渣的質量百分含量為80-82%、氧化鎂10%、氧化鋁8~10%。

21、作為更進一步的優(yōu)選，原料由富鎂渣、氧化鎂、氧化鋁按質量比，富鎂渣：氧化鎂：氧化鋁=82：10：8組成。

22、本發(fā)明所述的鎂質耐火材料的制備方法，包括以下步驟：

23、(1)按配比準備原料，按設計的各原料攪拌混合均勻，加入粘結劑混合均勻，得到混合料；

24、(2)將步驟(1)中所述混合料倒入模具中，施加壓力為50~10000mpa、優(yōu)選為50-2000mpa、進一步優(yōu)選為100mpa，使之壓制成型，得到初始團塊；

25、(3)然后將步驟(2)中所述得到初始團塊，置于800~1700℃、優(yōu)選為1000-1500℃，進一步優(yōu)選為1300℃進行焙燒，焙燒時間為30min以上、優(yōu)選為90-180min、進一步優(yōu)選為180min，得到鎂質耐火材料。本發(fā)明經(jīng)優(yōu)化后的工藝，首次實現(xiàn)了在較低溫度（如1300℃），可以得到抗壓強度大于105?mpa，耐火度為1800?℃，抗熱震性（測試溫度1100℃）次數(shù)大于等于6次的優(yōu)質產(chǎn)品。

26、本發(fā)明經(jīng)優(yōu)化后，所得產(chǎn)品的顯氣孔率為15.9%，體積密度為3.05?g/cm3，抗壓強度為106.7?mpa，耐火度為1800?℃，抗熱震性（測試溫度1100℃）次數(shù)為7次。

27、本發(fā)明的優(yōu)點在于：

28、1.在本發(fā)明中，富鎂渣添加比高，可完全實現(xiàn)固廢增值利用。

29、2.本發(fā)明工藝可實現(xiàn)優(yōu)良鎂質耐火材料的制備，且可根據(jù)需求調節(jié)所使用添加劑的比例與種類。

30、3.本發(fā)明原料來源廣，制備得到耐火材料性能優(yōu)良，附加價值高。

31、綜上，本發(fā)明具有工藝流程簡單、能耗少、成本低、產(chǎn)品附加值大等特點。為我國豐富的富鎂尾渣資源的高效開發(fā)利用提供了產(chǎn)品制備的可行途徑，有著十分廣闊的推廣應用前景。