一种镁基复合耐火原料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及耐火材料原材料加工制备领域，特别是一种镁基复合耐火原料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 目前菱镁矿资源进入了快速消耗时期，多年来的无序开采以及采富弃贫的传统资 源利用模式，使得菱镁矿正面临着严重的资源危机，优质矿产资源急剧减少，低品位矿石被 废弃并占地堆放，造成资源的极大浪费，且形成白色污染，严重污染环境，缩短矿山服务年 限。由于菱镁资源属不可再生资源，因此对低品位矿及尾矿的开发利用就显得迫在眉睫。
[0003] 合理利用低品位菱镁矿及尾矿，加快优质镁基复合耐火原料的合成是今后菱镁矿 的研宄重点。镁质材料尤其是低品位镁质材料中含有CaO、Si0 2、A1203、Fe2O3等杂质成分， 形成的低熔点矿相会显著降低镁质材料的高温使用性能和抗渣侵蚀性能，这在很大程度上 限制了镁质材料在高温乃至超高温领域的应用。在低品位菱镁矿石的基础上，开发性能优 异的镁基复相材料，可以减少液相量的生成并可控制液相的几何分布，有效地解决单相镁 质材料的以上弊端。
[0004] Sialon是上世纪70年代初期首先由日本的Oyama和Kamigaito (1971)及英国 的Jack和Wilson (1972)所发现并迅速发展起来的一类Si-Al-O-N四元系高温结构材料， sialon陶瓷在烧结过程中形成的瞬时液相的离子在烧结后期能进入晶格形成sialon相， 使晶界得到净化，有利于提高材料的高温性能。因此，以其为结合相的材料具有优异的高 温性能、强度、抗冲击性和抗侵蚀性。
[0005] 以低品位菱镁矿或菱镁矿尾矿轻烧后制得的轻烧菱镁矿为主要原料，加入复合添 加剂共磨，之后添加复合结合剂，混合均匀后压制成球或成坯，干燥后经高温氮化处理，制 备一种新型镁基复合耐火材料，实现基质部分组成由低熔相向高熔相转变，低品位菱镁矿 由低附加值产品向高附加值产品转变。这不仅可以提高低品位菱镁矿及尾矿的综合利用 率，拓宽镁质材料的应用领域，还可以节约能源，降低污染，保护环境。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种镁基复合耐火原料及其制备方法，有效提高低品位菱镁矿及尾 矿综合利用率。
[0007] -种镁基复合耐火原料，该原料的化学组份及各组分的重量百分比含量为：
[0008] 轻烧菱镁矿 83~86% 金属铝粉 1~2% 金属娃粉 3~5% a -Al2O3细粉 3~5% 添加剂 1~3% 复合结合剂 3~4% ;
[0009] 所述的轻烧菱镁矿中重量百分比含量MgO彡75%，SiO2S 10. 0%，CaO彡2. 0% ;
[0010] 所述的金属硅粉重量百分比含量Si彡99. 0%，粒度彡0. 074mm ;
[0011] 所述的金属铝粉重量百分比含量Al彡99. 0%，粒度< 0.074mm;
[0012] 所述的a -Al2O3细粉重量百分比含量Al 203彡99. 5%，粒度彡0· 045mm ;
[0013] 所述的添加剂为粒度彡0. 045mm的稀土氧化物Y203、Dy2O3和Er 203中的一种或任 意两种及三种的组合物；
[0014] 所述的复合结合剂为按重量百分比，由30~50%的乙二醇和50~70%的酚醛树 脂配制而成。
[0015] -种镁基复合耐火原料的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0016] a.按下列一种镁基复合耐火材料的化学组份及各组分的重量百分比含量称取物 料：
[0017] 轻烧菱镁矿 83~86% 金属铝粉 1~2% 金属桂粉 3~5% a -Al2O3细粉 3~5% 添加剂 1~3% 复合结合剂 3~4% ;
[0018] 所述的轻烧菱镁矿中重量百分比含量MgO彡75%，SiO2S 10. 0%，CaO彡2.0% ;
[0019] 所述的金属硅粉重量百分比含量Si彡99. 0%，粒度< 0. 074mm ;
[0020] 所述的金属铝粉重量百分比含量Al彡99. 0%，粒度彡0. 074mm ;
[0021] 所述的a -Al2O3细粉重量百分比含量Al 203彡99. 5%，粒度彡0· 045mm ;
[0022] 所述的添加剂为粒度彡0. 045mm的稀土氧化物Y203、Dy2O3和Er 203中的一种或任 意两种及三种的组合物；
[0023] 所述的复合结合剂为按重量百分比，由30~50%的乙二醇和50~70%的酚醛树 脂配制而成；
[0024] b.将低品位菱镁矿或尾矿置于马弗炉中，经900°C轻烧处理，制得轻烧菱镁矿；
[0025] c.将轻烧菱镁矿和添加剂置于球磨机中共磨，出粉率< 10t/h ;
[0026] d.将轻烧菱镁矿、金属铝粉、Ci-Al2O3细粉和添加剂混合，混合好的物料加入复合 结合剂，经100~180MPa压力，压制成直径为Φ 50mm的球体或230 X 114 X 65mm的砖坯；
[0027] e.成型后的坯体置于干燥箱内，在180_190°C下干燥24h，干燥后的坯体经 1550-1600°C的高温氮化处理3-5h。
[0028] 本发明与现有同类技术相比，其显著地的有益效果体现在：
[0029] 1.对低品位菱镁矿及尾矿进行基质改性处理，提高了其综合利用率，节约能源，保 护环境；
[0030] 2.充分利用了低品位菱镁矿及尾矿中Ca0、Si02、Al20 3等杂质成分，并通过引入单 一或复合添加剂，制备新型镁基复合耐火原料，充分利用方镁石和塞隆陶瓷各自的优异性 能，扬长避短，提高了低品位镁质材料的抗热震性和抗渣渗透性。
[0031] 3.与普通的单相镁质原料相比，本发明的新型镁基复合耐火原料由于引入了单一 或复合添加剂，因此体积密度及热导率较单相镁质原料较低，显气孔率则较单相镁质原料 略高，而这正是新型镁基复合耐火原料抗热震性能得以提高的原因，热导率的下降则使得 新型镁基复合耐火原料可以用来制作隔热保温材料。
【具体实施方式】
[0032] 下面用实施例更详细描述本发明。
[0033] 实施例1
[0034] 一种镁基复合耐火原料，该原料的化学组份及各组分的重量百分比含量见表1中 实施例1，其中，复合结合剂按重量百分比，由30%的乙二醇和70%的酚醛树脂配制而成。
[0035] 一种镁基复合耐火原料的制备方法，该方法的步骤如下：
[0036] a.按表1实施例1的化学组分及重量百分比，称取各种物料；
[0037] b.将低品位菱镁矿或尾矿置于马弗炉中，经900°C轻烧处理，制得轻烧菱镁矿；
[0038] c.将轻烧菱镁矿和复合添加剂置于球磨机中共磨，出粉率< 10t/h ;
[0039] d.将轻烧菱镁矿、金属铝粉、Ci-Al2O3细粉和添加剂混合，混合好的物料加入复合 结合剂，经IOOMPa压力，压制成直径为Φ 50mm的球体；
[0040] e.成型后的坯体置于干燥箱内，在180-190°C下干燥24h，干燥后的坯体经 1550-1600°C的高温氮化处理3-5h。
[0041] 成品检测结果见表1的实施例1。
[0042] 实施例2
[0043] 一种镁基复合耐火原料，该原料的化学组份及各组分的重量百分比含量见表1中 实施例2,其中，复合结合剂按重量百分比，由50%的乙二醇和50%的酚醛树脂配制而成。
[0044] 一种镁基复合耐火原料的制备方法，该方法的步骤如下：
[0045] a.按表1实施例2的化学组分及重量百分比，称取各种物料；
[0046] b.将低品位菱镁矿或尾矿置于马弗炉中，经900°C轻烧处理，制得轻烧菱镁矿；
[0047] c.将轻烧菱镁矿和复合添加剂置于球磨机中共磨，出粉率