專利名稱：一種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輕質(zhì)磚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。
背景技術(shù)：
節(jié)約能源，是經(jīng)濟(jì)保持可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一，保溫絕熱則是節(jié)能的重要措施之一。因而，具有微納米孔的輕質(zhì)隔熱保溫材料在隔熱保溫領(lǐng)域具有重要的地位。高質(zhì)量的輕質(zhì)耐火制品要求高溫性能好，常溫強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能好；進(jìn)而對(duì)輕質(zhì)材料制備方法提出了更高的要求。 鎂橄欖石質(zhì)輕質(zhì)隔熱材料具有耐壓強(qiáng)度高、體積密度低、隔熱性能好以及高溫?zé)岱€(wěn)定性能優(yōu)良等一系列優(yōu)點(diǎn)。是高溫工業(yè)特別是鋼鐵冶煉、陶瓷及水泥生產(chǎn)設(shè)備用的新型高強(qiáng)度輕質(zhì)隔熱材料。目前，生產(chǎn)鎂橄欖石質(zhì)輕質(zhì)材料主要有氣體發(fā)生法、多孔材料法等。氣體發(fā)生法無法保證氣孔的均勻性，且不穩(wěn)定，導(dǎo)致制品抗渣性差，如氣體發(fā)生法中的采用原位分解方法(胡莉敏、李楠。原位分解制備高強(qiáng)度輕質(zhì)鎂橄欖石材料.耐火材料.2005，39[4] :283-285)制備的鎂橄欖石保溫材料一方面未直接利用鎂橄欖石尾礦生料，不利于資源利用；另一方面，原位分解產(chǎn)生的氣孔的均勻性無法保證且氣孔不規(guī)則，導(dǎo)致制品的強(qiáng)度和隔熱效果也無法保證。多孔材料法適用范圍有限，能耗高；如以碳酸鹽粉、氯化鹽及滑石原礦粉為原料制備鎂橄欖石輕質(zhì)材料的方法(鄧承繼、祝紅喜等。 一種鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，200910060878. 3);以氯化鹽、碳酸鹽及鎂橄欖石原礦粉為原料制備鎂橄欖石保溫材料的方法(鄧承繼、祝紅喜等。 一種鎂橄欖石保溫材料及其制備方法，200910060879.8);以及以氯化鹽及鎂橄欖石原礦粉制備鎂橄欖石輕質(zhì)材料的方法(鄧承繼、祝紅喜等。 一種高熱阻鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，200910060875. X)該系列方法的主要缺陷體現(xiàn)在(l)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需多道工序方能完成；(2)制品氣孔不均勻且形成的多數(shù)為開口氣孔，會(huì)影響制品隔熱保溫效果；(3)用水浸泡會(huì)造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)且增加了生產(chǎn)成本；(4)燒成過程中產(chǎn)生的氯氣直接進(jìn)入空氣中會(huì)污染環(huán)境；(4)浸泡難以將殘留氯化物洗凈，而氯化物熔點(diǎn)較低，這將嚴(yán)重影響制品的高溫使用性能?；蚱渌椒ㄖ苽涞逆V橄欖石輕質(zhì)材料則要么體積密度較大，要么使用溫度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服已有技術(shù)的缺陷，目的是提供一種制作工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，性能優(yōu)良的鎂橄欖石質(zhì)輕質(zhì)磚的制備方法。所制得的鎂橄欖石質(zhì)輕質(zhì)磚具有較高的強(qiáng)度，較低的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將60 95wt^的鎂橄欖石生料和5 40wt^氧化鎂混合，外加25 45wt%的水、0. 05 0. 5wt^的結(jié)合劑、0. 1 0. 5wt^的減水劑和0 0. 5%礦化劑混合均勻，再外加0. 5 2wt^的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1300 1550°C的條件下燒成，保溫2. 5 12小時(shí)。
其中鎂橄欖石生料的粒徑小于200目；氧化鎂為輕燒氧化鎂、燒結(jié)鎂砂、電熔鎂 砂中的一種，粒徑均小于180目；結(jié)合劑為羧甲基纖維素、硅溶膠、酚醛樹脂中的一種；減水 劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉中的一種以上；礦化劑或MgC^或?yàn)镹H4OH。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所用的主要原料鎂橄欖石為目前利用價(jià)值不大 的鎂橄欖石尾礦生料，成本較低；生產(chǎn)工藝也非常簡單，通過通過澆注成型，燒成后即可投 入在鋼鐵、陶瓷等各個(gè)行業(yè)的筑爐保溫材料的生產(chǎn)中使用；同時(shí)整個(gè)過程不會(huì)產(chǎn)生有害氣 體，對(duì)環(huán)境也起到了一定得保護(hù)作用。本發(fā)明采用泡沫法制備的鎂橄欖石輕質(zhì)磚，材料內(nèi)
部形成的大量封閉均勻的微小氣孔，有利于提高材料的隔熱效果和力學(xué)性能，所制備的鎂 橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度0. 6 1. 2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)0. 2 0. 60w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度3. 0 11. 5MPa，能很好地滿足目前熱工工業(yè)生產(chǎn)要求。 因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低，工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，易大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，而生產(chǎn) 出來的輕質(zhì)磚制品亦具有較高的強(qiáng)度，較低的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。具有廣泛的社會(huì)和經(jīng) 濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限 制。
本具體實(shí)施方式
將所要涉及的參數(shù)統(tǒng)一描述如下鎂橄欖石生料的粒徑小于200 目；輕燒氧化鎂、燒結(jié)鎂砂和電熔鎂砂的粒徑均小于180目。實(shí)施例中將不贅述。
實(shí)施例l: —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將60 70wt^的鎂橄欖石生料和30 40wt %的輕燒氧化鎂混合，外加38 45wt %的水、0. 05 0. 2wt %的羧甲基纖維素和 0. 1 0. 3wt%的三聚磷酸鈉混合均勻，再外加0. 5 0. 8wt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪 拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1450 155(TC的條件下燒成，保溫2. 5 6小 時(shí)。 本實(shí)施例1所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 9 1. 2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 30 0. 60w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 0 10. 8MPa。
實(shí)施例2 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將70 75wt^的鎂橄欖石生料和25 30wt %的輕燒氧化鎂混合，外加35 42wt %的水、0. 1 0. 4wt %的酚醛樹脂、0. 2 0. 5wt^的木質(zhì)素磺酸鈉和0. 1 0. 5wt^的MgC^混合均勻，再外加0. 8 2wt^的發(fā)泡 劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1400 150(TC的條件下燒 成，保溫6. 0 IO小時(shí)。 本實(shí)施例2所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 8 1. lg/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 30 0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 4 10. 4MPa。
實(shí)施例3 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將75 80wt^的鎂橄欖石生料和20 25wt^的輕燒氧化鎂混合，外加30 40wt^的水、0. 3 0. 5wt^的硅溶膠、0. 1 0. 2wt% 的三聚磷酸鈉、0. 05 0. 3wt %的木質(zhì)素磺酸鈉和0. 1 0. 4%的MgCl2混合均勻，再外加0. 8 1. 5wt %的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在 1300 150(TC的條件下燒成，保溫8. 0 12小時(shí)。 本實(shí)施例3所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 7 1. 0g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 20-0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 2 9. 4MPa。
實(shí)施例4 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將80 90wt^的鎂橄欖石生料和10 20wt^的輕燒氧化鎂混合，外加25 40wt^的水、0. 05 0. 4wt^的羧甲基纖維素、0. 1 0. 3wt %的六偏磷酸鈉和0. 05 0. 4%的MgCl2混合均勻，再外加1. 0 2. Owt %的發(fā)泡 劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1350 150(TC的條件下燒 成，保溫2. 5 10小時(shí)。 本實(shí)施例4所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 6 0. 9g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 20 0. 50w/(m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 6 11. 5MPa。
實(shí)施例5 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將80 85wt^的鎂橄欖石生料和15 20wt %的輕燒氧化鎂混合，外加28 40wt %的水、0. 05 0. 3wt %的羧甲基纖維素、 0. 05 0. 15wt^的六偏磷酸鈉和0. 1 0. 2wt^的三聚磷酸鈉混合均勻，再外加0. 5 1.0wt^的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1450 155(TC的條件下燒成，保溫6. 0 10小時(shí)。 本實(shí)施例5所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 7 0. 9g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 20 0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 6 10. 8MPa。
實(shí)施例6 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將85 90wt^的鎂橄欖石生料和10 15wt^的輕燒氧化鎂混合，外加25 35wt^的水、0. 05 0. 2wt^的羧甲基纖維素、0. 1 0. 3wt%的六偏磷酸鈉和0. 05 0. 2wt%的MgCl2混合均勻，再外加0. 5 1. 2wt%的發(fā)泡 劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1350 145(TC的條件下燒 成，保溫2. 5 8. O小時(shí)。 本實(shí)施例6所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 6 0. 8g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 20 0. 40w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到4. 0 11. 5MPa。
實(shí)施例7 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將90 95wt^的鎂橄欖石生料和5 10wt %的燒結(jié)氧化鎂混合，外加25 32wt %的水、0. 2 0. 3wt %的硅溶膠、0. 05 0. 2wt%的六偏磷酸鈉、0. 05 0. lwt%的木質(zhì)素磺酸鈉和0. 05 0. 3wt%的MgCl2混合均 勻，再外加0. 8 1. 8wt^的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘 烤，在1400 150(TC的條件下燒成，保溫8. 0 12小時(shí)。 本實(shí)施例7所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 7 1. lg/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 30 0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 5 10. 6MPa。
實(shí)施例8 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將60 75wt^的鎂橄欖石生料和25 40wt^的電熔氧化鎂混合，外加35 45wt^的水、0. 15 0. 35wt %的羧甲基纖維素、0. 1 0. 35wt %的木質(zhì)素磺酸鈉和0. 2 0. 5wt %的MgCl2混合均勻，再外加0. 8 1. 5wt % 的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1400 150(TC的條 件下燒成，保溫8. 0 12小時(shí)。 本實(shí)施例8所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為1. 0 1. 2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 40 0. 60w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 4 10. OMPa。
實(shí)施例9 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將75 85wt^的鎂橄欖石生料和15 25wt %的電熔氧化鎂混合，外加32 40wt %的水、0. 05 0. 25wt %的酚醛樹脂、0. 1 0. 15wt^的六偏磷酸鈉、0. 1 0. 2wt^的三聚磷酸鈉、0. 05 0. 15wt%的木質(zhì)素磺酸鈉和 0. 1 0. 5wt%的MgCl2混合均勻，再外加0. 5 1. Owt%的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻 后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1350 145(TC的條件下燒成，保溫6. 0 10小時(shí)。
本實(shí)施例9所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 9 1. 2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 30 0. 60w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 2 9. 3MPa。
實(shí)施例10 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將85 90wt^的鎂橄欖石生料和10 15wt^的電熔氧化鎂混合，外加30 40wt^的水、0. 1 0. 2wt%的羧甲基纖維素、0. 1 0. 3wt %的六偏磷酸鈉和0. 05 0. 2wt %的NH4OH混合均勻，再外加0. 8 2wt %的發(fā)泡 劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1450 155(TC的條件下燒 成，保溫6. 0 10小時(shí)。 本實(shí)施例10所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 7 1. 0g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 20 0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 0 8. 2MPa。
實(shí)施例11 —種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。先將90 95wt^的鎂橄欖石生料和5 10wt^的燒結(jié)氧化鎂混合，外加25 35wt^的水、0. 2 0. 5wt^的硅溶膠、0. 1 0. 4wt% 的六偏磷酸鈉和0. 1 0. 3wt%的NH4OH混合均勻，再外加0. 6 1. 8wt%的發(fā)泡劑所制成 的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1350 145(TC的條件下燒成，保溫 8. 0 12小時(shí)。 本實(shí)施例11所制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體積密度為0. 8 1. lg/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 30 0. 50w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度達(dá)到3. 2 8. 8MPa。 本具體實(shí)施方式
所用的主要原料鎂橄欖石為目前利用價(jià)值不大的鎂橄欖石尾礦 生料，成本較低；生產(chǎn)工藝也非常簡單，通過通過澆注成型，燒成后即可投入在鋼鐵、陶瓷等 各個(gè)行業(yè)的筑爐保溫材料的生產(chǎn)中使用；同時(shí)整個(gè)過程不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，對(duì)環(huán)境也起到 了一定得保護(hù)作用。本發(fā)明采用泡沫法制備的鎂橄欖石輕質(zhì)磚，材料內(nèi)部形成的大量封閉 均勻的微小氣孔，有利于提高材料的隔熱效果和力學(xué)性能，所制備的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的體 積密度0. 6 1. 2g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)0. 2 0. 60w/ (m. k)，耐壓強(qiáng)度3. 0 11. 5MPa，能很好地 滿足目前熱工工業(yè)生產(chǎn)要求。 因此，本具體實(shí)施方式
具有生產(chǎn)成本低，工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，易大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu) 點(diǎn)，而生產(chǎn)出來的輕質(zhì)磚制品亦具有較高的強(qiáng)度，較低的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)。具有廣泛的 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
權(quán)利要求
一種鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于先將60～95wt％的鎂橄欖石生料和5～40wt％氧化鎂混合，外加25～45wt％的水、0.05～0.5wt％的結(jié)合劑、0.1～0.5wt％的減水劑和0～0.5％的礦化劑混合均勻，再外加0.5～2wt％的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1300～1550℃的條件下燒成，保溫2.5～12小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于所述的鎂橄欖石生料的粒徑小于200目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于所述的氧化鎂為輕燒氧化鎂、燒結(jié)鎂砂、電熔鎂砂中的一種，粒徑均小于180目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于所述的結(jié)合劑為羧甲基纖維素、硅溶膠、酚醛樹脂中的 一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于所述的減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉中的一種以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法，其特征在于所述的礦化劑或MgCl2或?yàn)镹H4OH。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的鎂橄欖石輕質(zhì)磚的制備方法所制備的鎂橄欖石輕質(zhì)磚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂橄欖石輕質(zhì)磚及其制備方法。其技術(shù)方案是先將60～95wt％的鎂橄欖石生料和5～40wt％的氧化鎂混合，外加25～45wt％的水、0.05～0.5wt％的結(jié)合劑、0.1～0.5wt％的減水劑和0～0.5％的礦化劑混合均勻，再外加0.5～2wt％的發(fā)泡劑所制成的泡沫，攪拌均勻后澆注成型，自然干燥，低溫烘烤，在1300～1550℃的條件下燒成，保溫2.5～12小時(shí)。本發(fā)明制得的鎂橄欖石輕質(zhì)磚具有良好的耐壓強(qiáng)度，較低的體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)，只用1300～1550℃熱處理后就可投入鋼鐵、陶瓷等行業(yè)的筑爐保溫材料的生產(chǎn)中使用，而且所使用的鎂橄欖石生料為目前利用價(jià)值不大的鎂橄欖石尾礦，既降低了生產(chǎn)成本，又能實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)E04B1/78GK101713235SQ20091027265
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者吳清順, 李亞偉, 李淑靜, 李遠(yuǎn)兵, 楊力, 桑紹柏, 趙雷, 金勝利, 黃凱 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)