一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法
2023-05-17 11:37:26 1
專利名稱：一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法
技術領域：
本發明涉及一種白雲石熟料及其處理的方法,特別是涉及一種製備耐高溫、防水化的白雲 石熟料的方法。
背景技術：
白雲石是CaC03 'MgC03或CaOMgO 2 (C02)的復鹽,具有高的耐火性和抗鋼渣侵蝕 性，是生產鎂鈣磚的優良原料,而且儲量豐富,價格低廉。但是由於它在110(TC煅燒後，C02全 部排出後，即形成MgO和CaO的混合物，這種混合物比重很低，機械強度很小，氣孔率和化 學活性較高，極易吸水潮解，生成Ca(OH)2和Mg(OH)2,產生自身膨脹，使顆粒水化而碎成粉 末，不能作為耐火材料應用於生產，從而失去了使用價值。長期以來，人們一直在尋求解決 白雲石熟料及其製品不水化的問題而不懈努力。當前國內外市場銷售的白雲石熟料及其製品 採用的防水化措施是(1)將熟料顆粒用耐水性物質或油類進行覆蓋，形成一層保護膜，或 稱為"包衣"法；(2)將熟料顆粒用耐水性物質進行油浸、蠟浸或抽真空包裝，隔絕與大氣接 觸。但是上述方法保持不破比較困難，在使用過程中極易損壞，如果保護膜、蠟層油層或包 裝一旦破裂、脫落或開啟，CaO、 MgO顆粒或製品裸露於大氣中，仍然會潮解水化粉碎，從 而失去使用性能，造成重大經濟損失。發明內容本發明的目的是提供高耐火性、抗渣性良好、價格低廉並且不會潮解水化的一種製備耐 高溫、防水化的白雲石熟料的方法。本發明的目的是由以下方式實現的1. 一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法，其特徵是(1) 將生白雲石礦石在1050-110(TC輕燒後，加水使其充分消化，得到含CaO、 MgO的輕燒白雲石粉，將該輕燒白雲石粉過篩乾燥，並取樣講行化驗(2) 將步驟(l)所得到的白雲石輕燒粉按照重量百分比外加結合劑，結合劑的成分為Si02、 P205、 CaF2、 Ce02、 Fe2O^QTi02，結合劑佔輕燒粉的重量百分比為8-13X的Si02、 1-2%的？205、 l-1.5X的CaF2、 0.25-0.5%的Ce02、 1-3%的Fe2O^B 2-4%的Ti02，先經混 砂機千混，使其均勻混合；(3) 將步驟(2)中所得到的混合物進入混砂機，外加重量比為8 — 12%的水充分攪 拌，得到混練無溼團，即無乾粉的均勻溼粉；(4) .將歩驟(3)中所得到的溼粉料稱量，按照密度^2.2g/ci^打坯；(5) .將步驟(4)中所得到的溼坯自然乾燥20-24小時，然後再進入35-75"乾燥房幹 燥至殘留水含水量小於lwt%;(6) .將步驟(5)中所得的幹坯料放入窯中進行燒制，燒結窯的內襯和底部用鎂磚料 砌築，燒結曲線是點火均勻升溫到30(TC用6-8小時，300'C均勻升溫到800'C用9-11小 時，80(TC均勻升溫到120(TC用6-8小時，120(TC均勻升溫到1600。C用12-14小時，大於 1600'C恆溫不小於8小時；(7) .清除步驟(6)燒制的坯料塊上的火痣及雜物,即得到耐高溫、不水化的白雲石熟料。本發明的優點是1. 由於在燒制過程中加入重量比為8-13%的&02，其作用是在大於160(TC高溫煅燒中， 利用CaO與Si02相同的化學活性進行固相反應，使其生成高熔點大於210(TC的 2CaO Si02(C2S)、和3CaO Si03(C3S)，這種高熔點的新型化合物可徹底解決CaO易水化而 粉碎的難題；2. 加入重量百分比為1-2%的？205，可以防止在低溫既900-130(TC階段C2S的晶型轉變 時造成體積變化，而提前形成C3S並生成高熔點的3CaO ■ P205(C3P);3. 加入重量百分比為l-1.5X的CaF2，可以促進CaO的燒結，並加速C3S的合成，儘量 減少不穩定的C2S的含量，從而保證白雲石熟料的穩定性；4. 加入重量百分比為0.25-0.5%的Ce02，可固溶於CaO、 MgO晶粒之間或附著與晶粒表 面，使CaO、 MgO晶格發生畸變，促進CaO、 MgO晶粒的正常發育長大，從而提高白雲石熟料的緻密度及防水化性；5. 加入重量百分比為1-3%的Fe203，可以形成10%左右的液相，隨著煅燒溫度的提高， 這些液相既可分布在方鎂石晶粒之間，並逐漸聚集到鎂鈣熟料晶粒夾角的空隙處，，致使白雲 石熟料提高體積密度,降低氣孔率；6. 加入重量百分比為2-4%的Ti02可降低煅燒溫度，提高體積密度，降低氣孔率，並可 長期穩定白雲石熟料的防水性。用本發明的方法生產出的白雲石熟料或稱謂鎂鈣熟料的礦物成分是以方美石為主，其次 為CaO，和C2S、 C3S以及少量的C4AF、 C2F。 MgO、 CaO、 C2S、 C3S都是高耐火晶相，這 些礦物相的增高，有利於白雲石質耐火材料耐火度和荷重軟化溫度的提高，因為C2S、 C3S 熔點高，晶體的結晶強度大，高溫下可塑變形小，以及其尖稜狀結晶顆粒提高了製品對剪切 力的抵抗能力，而且它在高溫下形成的液相粘度相當大，所以C2S、 C3S為結合相的製品的 突出優點是1. 用本發明製成的白雲石熟料及其製品經過實驗高壓鍋蒸煮2小時的破壞性檢驗，沒有 發生粉碎水化現象。2. 本發明由於添加了可以降低燒結溫度又不影響高溫性能的物質，所以不需要更高的燒 結溫度，即可使其體積密度達到3.0g/cm3，強度達到40Mpa以上。3. 荷重軟化溫度大於1700°C，耐火性能好。4. 對鹼性鋼渣及鐵質爐渣有較高的化學穩定性，所以使用壽命長。5. 由於用本發明生產的白雲石熟料不水化，為長期保存提供了方便，而且可以應用含水 粘結劑直接進行生產，不需油浸處理即可直接使用，簡化了生產工藝，解決了白雲石熟料易 水化的難題。
具體實施方式
實施例h(1).將重量百分比為CaO 20% 、 Si02 < 2%、 A1203 < 0.2%Fe2O3 < 0.5%5的生白雲石礦石在1050-1100。C輕燒，取得到含CaO、 MgO的產物，用重量百分比為43-45 %的水將其充分消化48-50小時，使其形成粉末狀；(2) .將步驟(1)中所得到的消化後的白雲石粉通過0.5 — 1.0mm的篩網過篩後，乾燥 至殘留水小於l^f/。，再經磨細為小於0.074mm，即大於200目的白雲石輕燒粉待用，取樣 分析，其化學成分按重量百分比為CaO35%、 Si02<3%、 Al2O3<0.2%、 Fe203 < 0.5%;(3) .取步驟(2)中所得到的輕燒白雲石粉70Kg加30Kg輕燒鎂粉，其化學成分按重 量百分比為CaO: 32.42%、 MgO: 48.69%、 Si02: 1.01%、 Fe203: 0.27%、 A1203: 0.29 %、按照重量百分比外加含Si02,、 Fe203、 CaF2、 Ce02、 P205和Ti02成分的結合劑，結合劑 的重量分別為Si02 : 9.50Kg、 Fe203 : L50Kg、 CaF2 : l.OOKg、 Ce02 : 0.25Kg、 P205 : 1.50Kg和TiO2 : 2.00Kg，先經混砂機充分幹混，使其均勻混合；(4) .將步驟(3)中所得到的混合物進入混砂機，外加8 — 12%的水充分攪拌，得到 混練無溼團，即無乾粉的均勻溼粉；(5) .將步驟(4)中所得到的溼粉料稱量，按照密度^2.2g/cn^打坯；(6) .將步驟(5)中所得到的溼坯自然乾燥20-24小時，然後再進入35-75'C乾燥房幹 燥至殘留水含水量小於1%;(7) .將步驟(6)中所得的幹坯料進行裝窯燒制，燒結窯的內襯和底部用鎂磚料、鎂 鉻磚或同質材料砌築，坯體裝窯時，留出上下層、橫豎之間的通火道，燒結曲線是點火均 勻升溫到300"C用6-8小時，30CTC均勻升溫80(TC用9-11小時，800'C均勻升溫1200'C用 6-8小時，1200。C均勻升溫1600。C用12-14小時，大於1600。C不小於8小時；(8) .清除步驟(7)燒制的坯料塊上的火痣及雜物,即得到體積密度達到不小於3.0g/cm3， 強度達到40Mpa以上的耐高溫、不水化的白雲石熟料。實施例2:(1).將重量百分比為CaO 20% 、 Si02 < 2%、 A1203 < 0.2%Fe2O3 < 0.5% 的生白雲石礦石在IIOO'C輕燒，得到的CaO、 MgO產物用重量百分比為44X的水將其充分消化48-50小時，使其全部形成粉末狀；(2) .將步驟(1)中所得到的消化後的白雲石粉通過0.5 — 1.0mm的篩網過篩後，乾燥 至殘留水小於1^%，再經磨細為小於0.074mm，即大於200目的白雲石輕燒粉待用，取樣 分析，其化學成分按重量百分比為CaO35%、 Si02 < 3%、 A1203 < 0.02%、 Fe2O3<0.5%;(3) .取步驟(2)中所得到的輕燒白雲石粉80Kg加20Kg輕燒鎂粉，其化學成分按重 量百分比為CaO: 34.38%、 MgO: 42.78%、 Si02: 0.41%、 Fe203: 0.18%、 A1203: 0.16 %、按照重量百分比外加含Si02,、 Fe203、 CaF2、 Ce02、 P205和Ti02成分的結合劑，結合劑 的重量分別為Si02 : 10.83Kg、 Fe203 : 2.00Kg、 CaF2 : 2.00Kg、 Ce02 : 0.25Kg、 P205 : 1.50Kg禾n Ti02 : 2.00Kg，先經混砂機充分幹混，使其均勻混合；(4) .將歩驟(3)中所得到的混合物進入混砂機，外加8 — 12%的水充分攪拌，得到混 練無溼團，即無乾粉的均勻溼粉；(5) .將步驟(4)中所得到的溼粉料稱量，按照密度^2.2g/cn^打坯；(6) .將步驟(5)中所得到的溼坯自然乾燥20-24小時，然後再進入35-75'C乾燥房幹 燥至殘留水含水量小於1%;(7) .將歩驟(6)中所得的幹坯料進行燒制，燒結窯的內襯和底部用鎂磚料、鎂鉻磚 或同質材料砌築；坯體裝窯時，留出上下層、橫豎之間的通火道，燒結曲線是點火均勻升 溫到300。C用6-8小時，30(TC均勻升溫800。C用9-11小時，80(TC均勻升溫120(TC用6-8 小時，120(TC均勻升溫1600'C用12-14小時，大於1600。C恆溫8小時；(8) .清除步驟(7)燒制的坯料塊上的火痣及雜物，即得到體積密度達到3.0g/cm3，強 度達到40Mpa以上耐高溫、不水化的白雲石熟料。實施例3:(1).將重量百分比為CaO 20% 、 Si02 < 2%、 A1203 < 0.2%Fe2O3 < 0.5% 的生白雲石礦石在1050-1100。C輕燒，得到的CaO、 MgO產物用重量百分比為43-45%的水將其充分消化48-50小時，使其全部形成粉末狀；(2) .將步驟(1)中所得到的消化後的白雲石粉通過0.5-1.0mm的篩網過篩後，乾燥 至殘留水小於1^%，再經磨細為小於0.074mm，即大於200目的白雲石輕燒粉待用，取樣 分析，其化學成分按重量百分比為CaO35%、 Si02 < 3%、 Al2O3<0.02%、 Fe203 < 0.5%;(3) .取步驟(2)中所得到的輕燒白雲石粉lOOKg，其化學成分按重量百分比為 CaO: 43.72%、 MgO: 31.19%、 Si02: 0.10%、 Fe203: 0.10%、 A1203: 0.07%、按照重量百 分比外加含Si02、 Fe203、 CaF2、 Ce02、 P2Ojn 1102成分的結合劑，結合劑的重量分別為 Si02: 13.20Kg、 Fe203: 2.0.Kg、 CaF2: 2.0Kg、 Ce02: 0.30Kg、 P205: 1.50Kg和TiO2: 2.50Kg，先經混砂機充分幹混，使其均勻混合；(4) .將步驟(3)中所得到的混合物進入混砂機，外加8—12%的水充分攪拌，得到混 練無溼團，即無乾粉的均勻溼粉；(5) .將步驟(4)中所得到的溼粉料稱量，按照密度^2.2g/cmS打坯；(6) .將步驟(5)中所得到的溼坯自然乾燥20-24小時，然後再進入35-75t:乾燥房幹 燥至殘留水含水量小於1%;(7) .將步驟(6)中所得的幹坯料進行燒制，燒結窯的內襯和底部，用鎂磚料鎂鉻磚 或同質材料砌築；坯體裝窯時，留出上下層、橫豎之間的通火道，燒結曲線是點火均勻升 溫到30(TC用6-8小時，30(TC均勻升溫80(TC用9-11小時，80(TC均勻升溫1200。C用6-8 小時，120(TC均勻升溫160(TC用12-14小時，大於160(TC恆溫不小於8小時；(8) .清除步驟(7)燒制的坯料塊上的火痣及雜物,即得到體積密度不小於3.0g/cm3， 強度達到40Mpa以上的耐高溫、不水化的白雲石熟料。本發明一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法，在燒制時，可以在豎窯、迴轉窯、 隧道窯及園窯中進行，採用重油、燃氣或冶金焦炭做燃料可以降低環境汙染。
權利要求
1.一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法，其特徵是(1).將生白雲石礦石在1050-1100℃輕燒後，加水使其充分消化，得到含CaO、MgO的輕燒白雲石粉，將該輕燒白雲石粉過篩乾燥，並取樣進行化驗；(2).將步驟(1)所得到的白雲石輕燒粉按照重量百分比外加結合劑，結合劑的成分為SiO2、P2O5、CaF2、CeO2、Fe2O3和TiO2，結合劑佔含白雲石輕燒粉的重量百分比為8-13％的SiO、1-2％的P2O5、1-1.5％的CaF2、0.25-0.5％的CeO2、1-3％的Fe2O3和2-4％的TiO2，先經混砂機幹混，使其均勻混合；(3).將步驟(2)中所得到的混合物進入混砂機，外加重量百分比為8-12％的水充分攪拌，得到混練無溼團，即無乾粉的均勻溼粉；(4).將步驟(3)中所得到的溼粉料稱量，按照密度≥2.2g/cm3打坯；(5).將步驟(4)中所得到的溼坯自然乾燥20-24小時，然後再進入35-75℃乾燥房乾燥至殘留水含水量小於1wt％；(6).將步驟(5)中所得的幹坯料放入窯中進行燒制，燒結窯的內襯和底部用鎂磚料砌築，燒結曲線是點火均勻升溫到300℃用6-8小時，300℃均勻升溫800℃用9-11小時，800℃均勻升溫1200℃用6-8小時，1200℃均勻升溫1600℃用12-14小時，大於1600℃恆溫不小於8小時；(7).清除步驟(6)燒制的坯料塊上的火痣及雜物，即得到耐高溫、不水化的白雲石熟料。
全文摘要
一種製備耐高溫、防水化的白雲石熟料的方法，涉及白雲石熟料的處理方法，是將生白雲石礦石輕燒，並用水充分消化、過篩，乾燥磨細後取樣分析，按照重量百分比外加成分為8-13％的SiO2、1-2％的P2O5、1-1.5％的CaF2、0.25-0.5％的CeO2、1-3％的Fe2O3和2-4％TiO2的結合劑，先經混砂機幹混再入混砂機均勻混合，加水充分攪拌，得到混練無溼團，按照密度≥2.2g/cm3打坯，再乾燥，按照燒結曲線是點火均勻升溫到300℃用6-8小時，300℃均勻升溫800℃用9-11小時，800℃均勻升溫1200℃用6-8小時，1200℃均勻升溫1600℃用12-14小時，大於1600℃恆溫不小於8小時燒制，即得到耐高溫、不水化的白雲石熟料。
文檔編號C04B2/10GK101215107SQ20071030721
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月30日 優先權日2007年12月30日
發明者張廣發 申請人:張廣發