一種核殼包覆結構鎂鈣砂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鎂鈣砂技術領域。具體涉及一種核殼包覆結構鎂鈣砂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鎂鈣砂一般是指以MgO和CaO為主要化學成分的高溫燒結混合物，主要用于制備鎂鈣磚、鎂白云石磚、鎂鈣碳磚等堿性耐火材料制品。然而，鎂鈣砂及鎂鈣質耐火材料制品易吸收外界環(huán)境中的水分發(fā)生水化反應，引發(fā)明顯的體積膨脹而粉化損毀?？梢哉f，改善鎂鈣砂的燒結及抗水化性能直接關系到鎂鈣質耐火材料的工業(yè)生產(chǎn)、儲運和使用。
[0003]目前，制備鎂鈣砂主要選用“添加物加入法”，以白云石礦起始原料、或以菱鎂礦和石灰石為起始原料，經(jīng)破碎、輕燒后加入少量添加劑(如？6203、々1203、3；[02、1'；[02、21'02、祖203或稀土氧化物等)進行混合，成型，高溫(1500?1650°C)燒成，破碎即得合成鎂鈣砂。
[0004]采用“添加物加入法”制備鎂鈣砂，主要通過添加劑與MgO或CaO在高溫條件下發(fā)生反應，形成低熔點物相或固溶體促進燒結，以此提高鎂鈣砂的燒結性能和致密度，減少MgO和CaO與外界接觸的“通道”，減緩鎂鈣砂的水化反應。但采用“添加物加入法”制備鎂鈣砂，不僅燒成溫度較高和能耗大，且添加物的引入(如稀土氧化物)進一步增大了鎂鈣砂的生產(chǎn)成本。此外，采用“添加物加入法”并未有效解決鎂鈣砂的水化問題，一旦鎂鈣砂由表及里發(fā)生水化，則水化反應持續(xù)進行，進而損毀材料。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術缺陷，目的是提供一種生產(chǎn)成本低、制備工藝簡單和能耗小的核殼包覆結構鎂鈣砂的制備方法。用該方法所制備核殼包覆結構鎂鈣砂核殼包覆結構完整，抗水化性能優(yōu)良。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案的步驟是:
步驟一、將白云石礦破碎至5?8mm，在900?1000°C條件下熱處理0.5?1小時，即得輕燒白云石料。
[0007]步驟二、將輕燒白云石料球磨至粒徑小于80μπι，即得輕燒白云石細粉。
[0008]步驟三、按輕燒白云石細粉:水的質量比為100:(35?40)，將輕燒白云石細粉和水在圓盤造粒機中混合0.2~0.3小時，造粒成型，制得球形白云石顆粒料。
[0009]步驟四、將球形白云石顆粒料浸入Cu(0H)2凝膠中1?2分鐘，取出，得到包覆結構白云石顆粒料。
[0010]步驟五、將包覆結構白云石顆粒料在30?35°C條件下干燥12?15小時，然后在110?120°C條件下干燥6?12小時，再置于電阻爐中升溫至1200?1400°C，保溫2?3小時，隨爐冷卻至室溫，即得核殼包覆結構鎂鈣砂。
[00?1 ] 所述白云石礦為CaMg(CC>3)2，白云石礦的主要化學成分是:Ca⑶3為53?54wt%，MgC03為42?44wt%，F(xiàn)e2〇3 < 0.3wt%,Si02 < lwt%，Al203 < 0.5wt%0
[0012]所述Cu(0H)2凝膠的固含量為15?25wt%，pH值為8.0~8.5。
[0013]由于采用上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果:
本發(fā)明以天然白云石礦為制備鎂鈣砂的起始原料，來源豐富，生產(chǎn)成本低；白云石礦經(jīng)破碎、球磨和混合后造粒成型，然后浸入Cu(0H)2凝膠中形成包覆結構，制備工藝簡單。本發(fā)明經(jīng)1200?1400°C燒成，大幅降低了核殼包覆結構鎂鈣砂的燒成溫度，能耗小。
[0014]此外，Cu(0H)2凝膠在高溫下分解成CuO微晶，燒結活性好，易與MgO和CaO微晶形成低熔相而發(fā)生流動傳質，促進鎂鈣砂表層燒結，形成完整核殼包覆結構，減少鎂鈣砂表面孔隙，所制備的核殼包覆結構鎂鈣砂水化增重率為0.1-0.6%，抗水化性能優(yōu)良。
[0015]因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低、制備工藝簡單和能耗小的特點，用該方法制備的核殼包覆結構鎂鈣砂核殼包覆結構完整，抗水化性能優(yōu)良。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制:
為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述: 所述白云石礦為CaMg(CO3)2，白云石礦的主要化學成分是:CaC03為53?54wt%，MgC03為
42?44wt%，F(xiàn)e2〇3 < 0.3wt%,Si02 < lwt%，Al2〇3 < 0.5wt%0
[0017]所述Cu(0H)2凝膠的固含量為15?25wt%，pH值為8.0~8.5。
[0018]實施例1
一種核殼包覆結構鎂鈣砂及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將白云石礦破碎至5?8mm，在900?950°C條件下熱處理0.5~1小時，即得輕燒白云石料。
[0019]步驟二、將輕燒白云石料球磨至粒徑小于80μπι，即得輕燒白云石細粉。
[0020]步驟三、按輕燒白云石細粉:水的質量比為100:(35?37)，將輕燒白云石細粉和水在圓盤造粒機中混合0.2~0.3小時，造粒成型，制得球形白云石顆粒料。
[0021]步驟四、將球形白云石顆粒料浸入Cu(OH)^膠中1?2分鐘，取出，得到包覆結構白云石顆粒料。
[0022]步驟五、將包覆結構白云石顆粒料在30?35°C條件下干燥12?15小時，然后在110?120°C條件下干燥6?12小時，再置于電阻爐中升溫至1300?1400°C，保溫2?3小時，隨爐冷卻至室溫，即得核殼包覆結構鎂鈣砂。
[0023]本實施例所制備的核殼包覆結構鎂鈣砂水化增重率為0.1?0.3%，抗水化性能優(yōu)良。
[0024]實施例2
一種核殼包覆結構鎂鈣砂及其制備方法。本實施例所述制備方法的具體步驟是:
步驟一、將白云石礦破碎至5?8mm，在900?950°C條件下熱處理0.5~1小時，即得輕燒白云石料。
[0025]步驟二、將輕燒白云石料球磨至粒徑小于80μπι，即得輕燒白云石細粉。
[0026]步驟三、按輕燒白云石細粉:水的質量比為100:(36?38)，將輕燒白云石細粉和水在圓盤造粒機中混合0.2~0.3小時，造粒成型，制得球形白云石顆粒料。
[0027]步驟四、將球形白云石顆粒料浸入C