一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法。具體為將鎂橄欖石原礦粉、輕燒氧化鎂粉、鋁酸鈣水泥、硅微粉混合，加入水快速攪拌1小時(shí)，再緩慢加入發(fā)泡劑，攪拌后直接倒入模具內(nèi)澆注成型；經(jīng)過自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在100-120℃條件下干燥12-36小時(shí)后制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料。該方法制備的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料積密度在0.8~1.8克/厘米3，使用溫度高，使用壽命長。其適于溫度在1000℃以下的各種工業(yè)熱工設(shè)備，可有效地降低這些設(shè)備在生產(chǎn)過程中的熱量損失和設(shè)備對周圍環(huán)境的熱污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
【專利說明】一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐火保溫材料【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)火力發(fā)電廠、核電站和鋼鐵廠以及石油、化工、建材等工廠的工業(yè)窯 爐的外壁散熱一般占窯爐總熱損失的5-30%左右，全國每年通過工業(yè)熱工窯爐爐壁散熱向 大氣環(huán)境排放廢熱折合在1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，不僅大量消耗能源，而且也是造成城市熱島 效應(yīng)的主要元兇之一。對于這樣的散熱形成的熱污染的主要防治辦法是加強(qiáng)保溫、隔熱措 施，使用好的保溫隔熱材料。
[0003] 現(xiàn)有用于工業(yè)熱工窯爐設(shè)備的輕質(zhì)保溫隔熱材料，如氧化鋁空心球材料、輕質(zhì)高 鋁材料、輕質(zhì)鎂橄欖石保溫材料、輕質(zhì)粘土、硅藻土材料等，都是經(jīng)過一定溫度燒成的，在其 生產(chǎn)過程中浪費(fèi)了能源。因此，研究和開發(fā)具有一定強(qiáng)度、體積密度低、耐高溫性能和熱穩(wěn) 定性能優(yōu)良、利用工業(yè)熱工窯爐設(shè)備余熱燒結(jié)材料的新型輕質(zhì)保溫材料是技術(shù)人員所關(guān)注 的問題。鎂橄欖石材料具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高化學(xué)穩(wěn)定性、低導(dǎo)熱系數(shù)。但目前生產(chǎn)鎂橄 欖石輕質(zhì)材料的方法沒有不燒直接使用的。本發(fā)明將提供一種新方法，制備不燒鎂橄欖石 輕質(zhì)材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務(wù)是提供一種原料資源豐富、生產(chǎn)成本低和易于工業(yè)化生產(chǎn)的不燒鎂 橄欖石輕質(zhì)材料的制備方法。用該方法制備的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料利用低溫下鋁酸鈣水 泥和硅微粉的結(jié)合性能，有效地解決輕質(zhì)保溫材料的強(qiáng)度和材料氣孔率之間的矛盾；在工 業(yè)熱工窯爐使用時(shí)利用窯爐的余熱、燒結(jié)產(chǎn)生的陶瓷結(jié)合。制備出的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材 料強(qiáng)度高、氣孔率高、體積密度低、保溫性能好，使用壽命長。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：將鎂橄欖石原礦粉、輕燒氧化鎂 粉、鋁酸鈣水泥、硅微粉混合，加入水快速攪拌1小時(shí)，再緩慢加入發(fā)泡劑，攪拌5-10分 鐘，直接倒入模具內(nèi)澆注成型；經(jīng)過24小時(shí)的自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在100-120°C條件下干燥 12-36小時(shí)后制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料。
[0006] 其中：鎂橄欖石原礦粉的氧化鎂含量> 35 wt%，粒徑< 0. 1 mm;輕燒氧化鎂粉是 菱鎂礦經(jīng)過80(T90(TC輕燒處理，其氧化鎂含量> 85 wt%，粒徑彡0. 1 mm;鋁酸鈣水泥的氧 化錯(cuò)彡65 wt%，粒徑<0.1 mm;娃微粉的二氧化娃彡90 wt%，粒徑<0.005 mm;發(fā)泡劑為生 物蛋白質(zhì)或者植物蛋白質(zhì)在十二烷基苯磺酸鈉中水解后獲得發(fā)泡劑，使用時(shí)攪拌打泡制成 泡沫使用。
[0007] 本發(fā)明所采用的鎂橄欖石原礦粉、輕燒氧化鎂粉和鋁酸鈣水泥、硅微粉來源廣泛， 成本低。中低溫下鋁酸鈣水泥和硅微粉和水反應(yīng)提供材料的強(qiáng)度，同時(shí)能夠有效地保證發(fā) 泡劑產(chǎn)生的微小氣孔在材料內(nèi)部不發(fā)生消泡保證材料的低體積密度；使用過程中利用熱工 窯爐的熱量來燒結(jié)，使得材料內(nèi)部反應(yīng)，形成富鎂橄欖石物陶瓷結(jié)合相，結(jié)合良好，材料的 強(qiáng)度高；同時(shí)使用過程中逐步反應(yīng)燒成后形成的結(jié)合能夠保持微小氣孔不變化，材料的導(dǎo) 熱系數(shù)低，熱阻高，所制備的輕質(zhì)材料使用壽命長。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有：鎂橄欖石原礦粉和輕燒氧化鎂來源廣泛，成本低，生產(chǎn)成本低 和易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，不僅保證材料的中低溫強(qiáng)度，耐壓強(qiáng)度到5MPa以上，而且使用 過程中材料強(qiáng)度沒有明顯降低；同時(shí)使用過程中材料內(nèi)部微小氣孔不變化，材料的導(dǎo)熱系 數(shù)低，熱阻高，所制備的輕質(zhì)材料使用壽命長。
[0009] 所制備的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料積密度在0. 8~1. 8克/厘米3,不僅性能優(yōu)良，且 使用溫度高，使用壽命長。所制備的輕質(zhì)材料適于溫度在1000°c以下的各種工業(yè)熱工設(shè)備， 可有效地降低這些設(shè)備在生產(chǎn)過程中的熱量損失和設(shè)備對周圍環(huán)境的熱污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降 耗。
[0010]

【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對保護(hù)范圍的限制。
[0011] 鎂橄欖石原礦粉的氧化鎂含量> 35 wt%，粒徑< 0. 1 mm ;輕燒氧化鎂粉是菱鎂礦 經(jīng)過80(T90(TC輕燒處理，其氧化鎂含量> 85 wt%，粒徑<0. 1 mm;鋁酸鈣水泥的氧化鋁 彡65 wt%，粒徑<0.1 mm;娃微粉的二氧化娃彡90 wt%，粒徑<0.005 mm;發(fā)泡劑為生物蛋 白質(zhì)或植物蛋白質(zhì)在十二烷基苯磺酸鈉中水解后經(jīng)攪拌成泡沫制得。
[0012] 實(shí)施例1 一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，將73kg的鎂橄欖石原礦粉、22kg的輕燒氧 化鎂粉、l〇kg的錯(cuò)酸I丐水泥和3kg的娃微粉混合，加入15kg的水，快速攪拌1小時(shí)至混合物 均勻，再緩慢加入20 L的發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌5?10分鐘，直接在模具內(nèi)澆注成型；經(jīng)過24 小時(shí)的自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在KKTC條件下干燥12小時(shí)后，即制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料， 體積密度為1.8g/cm 3,該輕質(zhì)材料可以用于溫度在KKKTC以下的加熱爐、退火爐或者熱處 理爐。
[0013] 實(shí)施例2 一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，除發(fā)泡劑為植物蛋白質(zhì)在十二烷基苯磺酸 鈉中水解后獲得發(fā)泡劑外，其余同實(shí)施例1，體積密度為1. 7g/cm3。該輕質(zhì)材料可以用于溫 度在900°C以下的加熱爐、退火爐或者熱處理爐。
[0014] 實(shí)施例3 一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，將85kg的鎂橄欖石原礦粉、18kg的輕燒氧 化鎂粉、8kg的錯(cuò)酸|丐水泥和3 kg的娃微粉混合，加入22kg的水，快速攪拌1小時(shí)至混合物 均勻，再緩慢加入35 L的發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌5?10分鐘，直接在模具內(nèi)澆注成型；經(jīng)過24 小時(shí)的自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在ll〇°C條件下干燥24小時(shí)后即制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，體 積密度為l.〇g/cm 3。該輕質(zhì)材料可以用于溫度在800°C以下的退火爐或者熱處理爐。
[0015] 實(shí)施例4 一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料及其制備方法，將90 kg的鎂橄欖石原礦粉、30 kg的輕燒 氧化鎂粉、10 kg的錯(cuò)酸|丐水泥和5 kg的娃微粉混合，加入25 kg的水，快速攪拌1小時(shí)至 混合物均勻，再緩慢加入40 L的發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌5?10分鐘，直接在模具內(nèi)澆注成型；經(jīng) 過24小時(shí)的自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在130°C條件下干燥36小時(shí)后即制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材 料，體積密度為0. 8g/cm3。該輕質(zhì)材料可以用于溫度在800°C以下的退火爐或者熱處理爐。
【權(quán)利要求】
1. 一種不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，投料按質(zhì)量份計(jì)，包括以下組分： 鎂橄欖石原礦粉 70-90份 輕燒氧化鎂粉 10-30份 鋁酸鈣水泥 8-12份 娃微粉混合 2-5份 水 14-25份； 另外，還包含占上述混合物總體積的20-40%的發(fā)泡劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，鎂橄欖石原礦粉的氧 化鎂含量彡35 wt%，粒徑彡0· 1 mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，輕燒氧化鎂粉是菱鎂 礦經(jīng)過80(T90(rC輕燒處理，其氧化鎂含量> 85 wt%，粒徑<0. 1 mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，鋁酸鈣水泥的氧化鋁 > 65 wt%，粒徑< 0· 1 mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，硅微粉的二氧化硅 > 90 wt%，粒徑< 0· 005 mm η
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，發(fā)泡劑為生物蛋白質(zhì) 或植物蛋白質(zhì)在十二烷基苯磺酸鈉中水解后經(jīng)攪拌成泡沫制得。
7. -種制備權(quán)利要求1所述的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，將鎂橄欖石原礦 粉、輕燒氧化鎂粉、鋁酸鈣水泥、硅微粉混合，加入水快速攪拌1小時(shí)，再緩慢加入發(fā)泡劑， 攪拌5-10分鐘，直接倒入模具內(nèi)澆注成型；經(jīng)過24小時(shí)的自然養(yǎng)護(hù)、脫模，再在100-120°C 條件下干燥12-36小時(shí)后制得不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所制備的不燒鎂橄欖石輕質(zhì)材料，其特征在于，不燒鎂橄欖石輕質(zhì) 材料積密度在〇. 8-1. 8g/cm3,適于溫度在1000°C以下的各種工業(yè)熱工設(shè)備。
【文檔編號】C04B35/66GK104140274SQ201310163741
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】鄧承繼, 祝洪喜, 汪盛明 申請人:湖北紅花高溫材料有限公司