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一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法

阅读:158发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种利用菱镁矿 尾矿 重烧制备 烧结 镁橄榄石的方法,属于菱镁矿综合利用和耐火材料 煅烧 领域。该烧结镁砂以菱镁矿尾矿、 硅 石细粉、无烟 煤 为原料以及外加结合剂按一定比例配料、共磨、压球、干燥、烧成步骤制备而成。与 现有技术 相比,本发明有益效果是有效利用菱镁矿尾矿,缓解了菱镁矿尾矿堆积所带来的生态环境问题。采用菱镁矿尾矿和硅石细粉为原料,利用重烧方法生产烧结镁橄榄石,充分利用菱镁矿浮选尾矿中 二 氧 化硅 的富集效应,所生产的镁橄榄石耐火材料氧化 铁 含量低,与天然镁橄榄石相比,耐火性能更佳。,下面是一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法专利的具体信息内容。

1.一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,烧结镁橄榄石的原料是由下述质量百分比的组分组成:
粒径为0.074 1mm的菱镁矿尾矿               60 75%
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粒径为0.074 1mm的石细粉                 10 20%
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粒径为0.074 1mm的无烟                   10 20%
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利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石,具体操作步骤如下:
步骤一,将上述菱镁矿尾矿和硅石细粉置于管磨机中共磨20 30分钟,得到共磨料
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步骤二,将步骤一所得共磨料与占所述原料总质量1 5%的无机结合剂置于搅拌机中,~
以300 350r/min混合10 15分钟,得到混合料;
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步骤三,利用压球机在2 6Mpa压下将混合料压制成直径为10 15mm的球料;
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步骤四,将球料置于100 120℃环境中干燥2 5小时,得干燥球料;
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步骤五,将干燥球料与烟煤交替布料到1400 1800℃竖窑中,煅烧5 12小时,随窑自~ ~
然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
2.根据权利要求1所述的一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,所述步骤一中菱镁矿尾矿的MgO含量≥30%,SiO2含量≥55%;硅石细粉中SiO2含量≥
90%。
3.根据权利要求1所述的一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,所述步骤二中的无机结合剂为Mg(OH)2、MgSO4或MgCl2中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,所述步骤五中无烟煤中的C含量≥80%。
5.根据权利要求1所述的一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,所述步骤五中干燥球料与无烟煤以交替方式布料,各层厚度配置为干燥球料厚度110
140mm,无烟煤厚度50 85mm。
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说明书全文

一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法

技术领域

[0001] 本发明属于菱镁矿综合利用和耐火材料煅烧领域,具体涉及一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法。

背景技术

[0002] 镁橄榄石属于斜方晶系,一致熔融二元化合物,晶型稳定,具有较高的荷重软化温度、良好的热震稳定性和化学稳定性,被广泛应用于冶金、建材、玻璃、陶瓷等领域。自然界也有镁橄榄石矿,如国内的河南、湖北等地具有相当储量的天然菱镁矿藏,然后天然镁橄榄石矿含量较高,因此限制其使用范围,因此,工业上合成镁橄榄石的研究就成为行业内的热点之一。
[0003] 目前,工业上镁橄榄石合成方法主要有煅烧法、电熔法,煅烧法所制得样品的体积密度为3.08 g/cm3、气孔率为7.8%、氧化铁含量为1.1%、耐火度大于1650℃。电熔法所制得样品的体积密度为3.11 g/cm3、气孔率为6.4%、氧化铁含量为0.8%、耐火度大于1650℃。最常见的,也最为成熟的就是煅烧法。该方法是以天然镁橄榄矿石矿或天然菱镁矿、轻烧氧化镁、石矿、蛇纹石矿、滑石矿等作为原料,利用高温竖窑、回转窑等煅烧设备进行生产。此外,也可以采用电熔法制备合成镁橄榄石,然而不论是电熔法还是烧结法,原料成本高、产品质量不稳定、工艺复杂、操作繁琐等因素,致使合成镁橄榄石产品价格普遍偏高,大大限制了镁橄榄石在耐火材料行业使用。因此,探索一种生产成本低、致密度高、纯度高、耐火性好的镁橄榄石制备方法已经迫在眉睫。
[0004] 随着菱镁矿资源开采度的加大,优质镁资源不断减少,菱镁矿在浮选时产生大约30%的尾矿,导致尾矿不断堆积。大量堆积的菱镁矿尾矿不仅占用土地资源、破坏地貌植被,其含有的重金属铅、锌以及有害元素和化学药剂更会造成对地表地下水及大气环境的污染。此外,尾矿堆积还潜伏着泥石流、山体滑坡、垮坝等地质灾害,威胁着下游群众的生命财产安全。

发明内容

[0005] 本发明涉及一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,克服现有技术的不足,解决堆积贮存的菱镁矿尾矿的污染环境和资源浪费问题,而且研制一种生产成本低、致密度高、纯度高、耐火性好的镁橄榄石合成新方法,有利于实现菱镁矿尾矿的大规模生产利用。
[0006] 为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:一种利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石的方法,其特征在于,烧结镁橄榄石的原料是由下述质量百分比的组分组成:
粒径为0.074 1mm的菱镁矿尾矿               60 75%
~ ~
粒径为0.074 1mm的硅石细粉                 10 20%
~ ~
粒径为0.074 1mm的无烟                   10 20%
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利用菱镁矿尾矿重烧制备烧结镁橄榄石,具体操作步骤如下:
步骤一,将上述菱镁矿尾矿和硅石细粉置于管磨机中共磨20 30分钟,得到共磨料
~
步骤二,将步骤一所得共磨料与占所述原料总质量1 5%的无机结合剂置于搅拌机中,~
以300 350r/min混合10 15分钟,得到混合料;
~ ~
步骤三,利用压球机在2 6Mpa压力下将混合料压制成直径为10 15mm的球料;
~ ~
步骤四,将球料置于100 120℃环境中干燥2 5小时,得干燥球料;
~ ~
步骤五,将干燥球料与烟煤交替布料到1400 1800℃竖窑中,煅烧5 12小时,随窑自~ ~
然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0007] 所述步骤一中菱镁矿尾矿的MgO含量≥30%,SiO2含量≥55%;硅石细粉中SiO2含量≥90%;所述步骤一中无机结合剂为Mg(OH)2、MgSO4或MgCl2中的任一种。
[0008] 所述步骤五中无烟煤的C含量≥80%;所述步骤五中干燥球料与无烟煤以交替方式布料,各层厚度配置为干燥球料厚度110~
140mm,无烟煤厚度50 85mm。
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[0009] 与现有技术相比,本发明有益效果是:有效利用了菱镁矿尾矿,缓解了菱镁矿尾矿堆积所带来的生态环境问题;采用菱镁矿尾矿和硅石细粉为原料,利用重烧方法生产烧结镁橄榄石,充分利用了菱镁矿浮选尾矿中二氧化硅的富集效应,所生产的镁橄榄石耐火材料氧化铁含量低至0.57%,与天然镁橄榄石相比,耐火性能更佳,耐火度提高至1700℃以上,综合性能优异。附图说明
[0010] 图1为本发明实施例的工艺流程。

具体实施方式

[0011] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
[0012] 实施例1将75kg菱镁矿尾矿菱镁矿尾矿和15kg的硅石细粉硅石细粉置于管磨机中共磨20分钟,得到共磨料;将共磨料与2kg的Mg(OH)2一同置于搅拌机中,以300r/min混合12分钟,得到混合料;利用压球机在5Mpa下将混合料压制成直径为10mm的球料;将球料置于110℃,干燥3小时,得干燥球料;将干燥球料与10kg的无烟煤以交替方式(干燥球料厚度120mm,无烟煤厚度
75mm),在1450℃竖窑中布料并煅烧5.5小时,随窑自然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0013] 按GB/T2997 2000 测试样的体积密度、气孔率;按GB/T 21114 2017测试样的氧化~ ~铁含量;按GB/T 7322 2007测试样的耐火度。本实施例制备的重烧镁橄榄石,体积密度为~
3.30g/cm3,气孔率为5.1%,氧化铁含量0.7%,耐火度大于1700℃。
[0014] 实施例2将75kg的菱镁矿尾矿菱镁矿尾矿和15kg的硅石细粉硅石细粉置于管磨机中共磨25分钟,得到共磨料;将共磨料与2kg的MgSO4一同置于搅拌机中,以300r/min混合15分钟,得到混合料;利用压球机在5Mpa下将混合料压制成直径为10mm的球料;将球料置于110℃,干燥3小时,得干燥球料;将干燥球料与10kg的无烟煤以交替方式(干燥后球料厚度120mm,无烟煤厚度75mm),在1600℃竖窑中布料并煅烧8小时,随窑自然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0015] 按GB/T 2997 2000 测试样的体积密度、气孔率;按GB/T 21114 2017测试样的氧~ ~化铁含量;按GB/T 7322 2007测试样的耐火度。本实施例制备的重烧镁橄榄石,体积密度为~
3.21g/cm3,气孔率为6.0%,氧化铁含量0.65%,耐火度大于1700℃。
[0016] 实施例3将75kg的菱镁矿尾矿菱镁矿尾矿和15kg的硅石细粉硅石细粉置于管磨机中共磨25分钟,得到共磨料;将共磨料与2kg的MgCl2一同置于搅拌机中,以300r/min混合15分钟,得到混合料;利用压球机在5Mpa下将混合料压制成直径为10mm的球料;将球料置于110℃,干燥3小时,得干燥球料;将干燥球料与10kg的无烟煤以交替方式(干燥后球料厚度120mm,无烟煤厚度75mm),在1650℃竖窑中布料并煅烧10小时,随窑自然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0017] 按GB/T 2997 2000 测试样的体积密度、气孔率;按GB/T 21114 2017测试样的氧~ ~化铁含量;按GB/T 7322 2007测试样的耐火度。本实施例制备的重烧镁橄榄石,体积密度为~
3.12g/cm3,气孔率为5.3%,氧化铁含量0.57%,耐火度大于1700℃。
[0018] 实施例4将75kg的菱镁矿尾矿菱镁矿尾矿和15kg的硅石细粉硅石细粉置于管磨机中共磨25分钟,得到共磨料;将共磨料与3kg的MgCl2一同置于搅拌机中,以300r/min混合15分钟,得到混合料;利用压球机在5Mpa下将混合料压制成直径为10mm的球料;将球料置于110℃烘干炉内,干燥3小时,得干燥球料;将干燥球料与10kg的无烟煤以交替方式(干燥后球料厚度
120mm,无烟煤厚度75mm),在1800℃竖窑中布料并煅烧9小时,随窑自然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0019] 按GB/T 2997 2000 测试样的体积密度、气孔率;按GB/T 21114 2017测试样的氧~ ~化铁含量;按GB/T 7322 2007测试样的耐火度。本实施例制备的重烧镁橄榄石,体积密度为~
3.21g/cm3,气孔率为5.31%,氧化铁含量0.62%,耐火度大于1700℃。
[0020] 实施例5将75kg的菱镁矿尾矿菱镁矿尾矿和15kg的硅石细粉硅石细粉置于管磨机中共磨25分钟,得到共磨料;将共磨料与4kg的MgCl2一同置于搅拌机中,以300r/min混合15分钟,得到混合料;利用压球机在5Mpa下将混合料压制成直径为10mm的球料;将球料置于110℃烘干炉内,干燥3小时,得干燥球料;将干燥球料与10kg的无烟煤以交替方式(干燥后球料厚度
120mm,无烟煤厚度75mm),在1750℃竖窑中布料并煅烧11小时,随窑自然降温后出窑,即得到重烧镁橄榄石。
[0021] 按GB/T 2997 2000 测试样的体积密度、气孔率;按GB/T 21114 2017测试样的氧~ ~化铁含量;按GB/T 7322 2007测试样的耐火度。本实施例制备的重烧镁橄榄石,体积密度为~
3.17g/cm3,气孔率为5.28%,氧化铁含量0.54%,耐火度大于1700℃。
[0022] 上述实施例中,菱镁矿尾矿中的MgO含量≥30%,SiO2含量≥55%;硅石细粉中的SiO2含量≥90%。菱镁矿尾矿的粒径为0.074 1mm ,硅石细粉的粒径为0.074 1mm,无烟煤的粒径~ ~为0.074 1mm。无烟煤中的C含量为82%。
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[0023] 本发明所用的无机结合剂(Mg(OH)2、MgSO4或MgCl2)在煅烧的过程中会分解为MgO(s)和气体,具体产生何种气体由选用的无机结合剂种类决定,不会引入其他杂质,所以利用无机结合剂制得的粉矿球团煅烧后杂质含量低;无机结合剂在煅烧过程中产生的气体极少,几乎不会对粉矿球团造成影响,因此所制得的粉矿球团经焙烧后致密程度得到明显提升;本发明选用的无机结合剂无毒,更加符合环保理念。
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