本发明涉及一种镁橄榄石的制备方法，属于镁橄榄石制备技术领域。
背景技术：
镁橄榄石属于岛状构造的硅酸盐，是橄榄石族矿物的一种。镁橄榄石的硬度大、熔点和耐火度都较高，且具备不水化、化学组成稳定和与其它原料相容性好的特点；另外，独特的镁硅体系使其即可抗酸性渣也可抗碱性渣侵蚀，并且从常温至熔点间无晶型转变，晶型稳定，因此是耐火材料良好的组成矿物。在钢铁工业中使用镁橄榄石耐火材料的部位主要有出铁口堵塞材料、出铁槽、混铁车和盛钢桶内衬等；由于其抗蠕变能力和耐侵蚀性较好而用作玻璃窑炉的蓄热室格子砖。镁橄榄石在耐火材料领域虽有一定的应用但不广泛，限制其成为高级耐火材料的因素就是其较差的抗热震性能。
在橄榄石族矿物中，由于地质生成条件的因素，自然状态下的镁橄榄石中存在大量的2价元素固溶体及杂质包裹体，其中Fe2+与Mg2+的离子半径相近，矿物中Mg2+与Fe2+可以任意比例替换，形成完全类质同象混合物，因此在镁橄榄石中总是存在一部分铁橄榄石，国内外镁橄榄石原料中Fe2O3含量一般为7～11wt％。铁橄榄石的存在一方面会严重降低镁橄榄石的耐火度；另一方面在煅烧情况下铁橄榄石分解生成的FeO会发生晶型转变，产生较大的体积效应，再加上镁橄榄石本身的高热膨胀系数，使镁橄榄石的热震稳定性受到了极大的影响。因此镁橄榄石中铁杂质的存在严重制约了镁橄榄石的广泛应用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对橄榄石族矿物中存在的铁橄榄石严重降低镁橄榄石的耐火度，且在晶型转变时，会影响其热震稳定性的问题，提供了一种以高炉渣为原材料，将其磨成粉末后，与铝粉在煅烧炉中煅烧后，再粉碎，并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的方法。本发明制备的镁橄榄石可作为高级防火材料，耐火性能好，同时以废弃高炉渣为原料，资源回收再利用，保护环境，节约成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）称取1～2kg高炉渣，将其置于球磨机中球磨并过150目筛，得高炉渣粉末，按质量比1:1，将高炉渣粉末与铝粉混合均匀后，置于煅烧炉中煅烧，控制煅烧温度为255～275℃，煅烧1～2h后，静置冷却至室温，将煅烧物置于粉碎机中粉碎并过140目筛，得混合物粉末；
（2）按固液比1:2，将上述制备的混合物粉末与无水乙醇搅拌混合后置于搅拌机中，并用带有磁铁的搅拌器进行搅拌，控制搅拌速度为100～120r/min，每隔10～15min，取出搅拌器并清理搅拌器上的铁粉，直至搅拌器上无铁粉出现后，取出搅拌机中的混合物，并将混合物置于温度为70～75℃烘箱中干燥40～45min，得干燥混合物；
（3）将上述制备的干燥混合物与质量分数为26％盐酸溶液按固液比1:2进行搅拌混合均匀后，静置并过滤，收集滤渣，并将收集的滤渣进行低温干燥30～45min后，将其与质量分数为25％氢氧化钠溶液按固液比1:2进行搅拌混合，静置40～45min后，再过滤，收集过滤液，并将过滤液置于旋转蒸发器中，旋转蒸发浓缩至原有体积的1/2，得浓缩液；
（4）按重量份数计，分别称量45～60份上述制备的浓缩液，25～30份氧化镁粉末，12～20份凹凸棒土和3～5份乙烯—醋酸乙烯共聚物，对其搅拌混合均匀后，置于电弧炉中进行高温熔融炭化，控制温度为1500～1650℃，熔融3～4h后，静置冷却至室温，即可制备得镁橄榄石。
本发明制备的镁橄榄石显气孔率为3.25～3.55％，吸水率为1.08～1.20％，体积密度为2.95～3.15g/cm-3，耐火度达到1660～1780℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的镁橄榄石可作为高级防火材料，耐火性能好，耐火度达到1660～1780℃；
（2）本发明制备的镁橄榄石废弃高炉渣为原料，资源回收再利用，保护环境，节约成本，且制备步骤简单。
具体实施方式
首先称取1～2kg高炉渣，将其置于球磨机中球磨并过150目筛，得高炉渣粉末，按质量比1:1，将高炉渣粉末与铝粉混合均匀后，置于煅烧炉中煅烧，控制煅烧温度为255～275℃，煅烧1～2h后，静置冷却至室温，将煅烧物置于粉碎机中粉碎并过140目筛，得混合物粉末；按固液比1:2，将上述制备的混合物粉末与无水乙醇搅拌混合后置于搅拌机中，并用带有磁铁的搅拌器进行搅拌，控制搅拌速度为100～120r/min，每隔10～15min，取出搅拌器并清理搅拌器上的铁粉，直至搅拌器上无铁粉出现后，取出搅拌机中的混合物，并将混合物置于温度为70～75℃烘箱中干燥40～45min，得干燥混合物；再将上述制备的干燥混合物与质量分数为26％盐酸溶液按固液比1:2进行搅拌混合均匀后，静置并过滤，收集滤渣，并将收集的滤渣进行低温干燥30～45min后，将其与质量分数为25％氢氧化钠溶液按固液比1:2进行搅拌混合，静置40～45min后，再过滤，收集过滤液，并将过滤液置于旋转蒸发器中，旋转蒸发浓缩至原有体积的1/2，得浓缩液；
最后按重量份数计，分别称量45～60份上述制备的浓缩液，25～30份氧化镁粉末，12～20份凹凸棒土和3～5份乙烯—醋酸乙烯共聚物，对其搅拌混合均匀后，置于电弧炉中进行高温熔融炭化，控制温度为1500～1650℃，熔融3～4h后，静置冷却至室温，即可制备得镁橄榄石。
实例1
首先称取2kg高炉渣，将其置于球磨机中球磨并过150目筛，得高炉渣粉末，按质量比1:1，将高炉渣粉末与铝粉混合均匀后，置于煅烧炉中煅烧，控制煅烧温度为275℃，煅烧2h后，静置冷却至室温，将煅烧物置于粉碎机中粉碎并过140目筛，得混合物粉末；按固液比1:2，将上述制备的混合物粉末与无水乙醇搅拌混合后置于搅拌机中，并用带有磁铁的搅拌器进行搅拌，控制搅拌速度为120r/min，每隔15min，取出搅拌器并清理搅拌器上的铁粉，直至搅拌器上无铁粉出现后，取出搅拌机中的混合物，并将混合物置于温度为75℃烘箱中干燥45min，得干燥混合物；再将上述制备的干燥混合物与质量分数为26％盐酸溶液按固液比1:2进行搅拌混合均匀后，静置并过滤，收集滤渣，并将收集的滤渣进行低温干燥45min后，将其与质量分数为25％氢氧化钠溶液按固液比1:2进行搅拌混合，静置45min后，再过滤，收集过滤液，并将过滤液置于旋转蒸发器中，旋转蒸发浓缩至原有体积的1/2，得浓缩液；最后按重量份数计，分别称量60份上述制备的浓缩液，25份氧化镁粉末，12份凹凸棒土和3份乙烯—醋酸乙烯共聚物，对其搅拌混合均匀后，置于电弧炉中进行高温熔融炭化，控制温度为1650℃，熔融4h后，静置冷却至室温，即可制备得镁橄榄石。经检测，本发明制备的镁橄榄石显气孔率为3.55％，吸水率为1.20％，体积密度为3.15g/cm-3，耐火度达到1780℃。
实例2
首先称取1kg高炉渣，将其置于球磨机中球磨并过150目筛，得高炉渣粉末，按质量比1:1，将高炉渣粉末与铝粉混合均匀后，置于煅烧炉中煅烧，控制煅烧温度为255℃，煅烧1h后，静置冷却至室温，将煅烧物置于粉碎机中粉碎并过140目筛，得混合物粉末；按固液比1:2，将上述制备的混合物粉末与无水乙醇搅拌混合后置于搅拌机中，并用带有磁铁的搅拌器进行搅拌，控制搅拌速度为100r/min，每隔10min，取出搅拌器并清理搅拌器上的铁粉，直至搅拌器上无铁粉出现后，取出搅拌机中的混合物，并将混合物置于温度为70℃烘箱中干燥40min，得干燥混合物；再将上述制备的干燥混合物与质量分数为26％盐酸溶液按固液比1:2进行搅拌混合均匀后，静置并过滤，收集滤渣，并将收集的滤渣进行低温干燥30min后，将其与质量分数为25％氢氧化钠溶液按固液比1:2进行搅拌混合，静置40min后，再过滤，收集过滤液，并将过滤液置于旋转蒸发器中，旋转蒸发浓缩至原有体积的1/2，得浓缩液；最后按重量份数计，分别称量45份上述制备的浓缩液，30份氧化镁粉末，20份凹凸棒土和5份乙烯—醋酸乙烯共聚物，对其搅拌混合均匀后，置于电弧炉中进行高温熔融炭化，控制温度为1500℃，熔融3h后，静置冷却至室温，即可制备得镁橄榄石。经检测，本发明制备的镁橄榄石显气孔率为3.25％，吸水率为1.08％，体积密度为2.95g/cm-3，耐火度达到1660℃。
实例3
首先称取1kg高炉渣，将其置于球磨机中球磨并过150目筛，得高炉渣粉末，按质量比1:1，将高炉渣粉末与铝粉混合均匀后，置于煅烧炉中煅烧，控制煅烧温度为260℃，煅烧1h后，静置冷却至室温，将煅烧物置于粉碎机中粉碎并过140目筛，得混合物粉末；按固液比1:2，将上述制备的混合物粉末与无水乙醇搅拌混合后置于搅拌机中，并用带有磁铁的搅拌器进行搅拌，控制搅拌速度为115r/min，每隔12min，取出搅拌器并清理搅拌器上的铁粉，直至搅拌器上无铁粉出现后，取出搅拌机中的混合物，并将混合物置于温度为72℃烘箱中干燥42min，得干燥混合物；再将上述制备的干燥混合物与质量分数为26％盐酸溶液按固液比1:2进行搅拌混合均匀后，静置并过滤，收集滤渣，并将收集的滤渣进行低温干燥40min后，将其与质量分数为25％氢氧化钠溶液按固液比1:2进行搅拌混合，静置42min后，再过滤，收集过滤液，并将过滤液置于旋转蒸发器中，旋转蒸发浓缩至原有体积的1/2，得浓缩液；最后按重量份数计，分别称量50份上述制备的浓缩液，27份氧化镁粉末，20份凹凸棒土和3份乙烯—醋酸乙烯共聚物，对其搅拌混合均匀后，置于电弧炉中进行高温熔融炭化，控制温度为1550℃，熔融3h后，静置冷却至室温，即可制备得镁橄榄石。经检测，本发明制备的镁橄榄石显气孔率为3.35％，吸水率为1.18％，体积密度为3.05g/cm-3，耐火度达到1770℃。