一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法技术

本发明专利技术属防火建筑板材领域，具体涉及一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法。该防火板以改性硫氧镁水泥净浆为防火板上、下面料，以硫氧镁水泥复合耐火隔热掺料、矿物改性材料、轻质填充物、改性剂、发泡剂制成混料为芯层，直接辊压成型；低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板配方组分如下：低品位菱镁矿煅烧得到的氧化镁粉30%~40%，低品位硼尾矿20%~30%、工业废硫酸20%~30%、耐火隔热掺料5%~15%、矿物改性材料15%~25%、轻质填充物5%~10%、外加改性剂1%~3%、发泡剂0.5%~1.5%，外加水。直接辊压成型的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板利用了工业废液和低品位矿物，而且制成的防火板耐火性能好、力学性能强、耐候性稳定、成本低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法


[0001]本专利技术属于防火建筑板材领域，具体涉及一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法。

技术介绍

[0002]硫氧镁水泥具有早期强度高、耐高温性能好、粘结性强等特点符合作为防火板材胶结其他添加物的混合配方，硫氧镁水泥是由硫酸镁溶液与煅烧氧化镁粉末制成，氧化镁本身就是一种耐高温无机物，且制成的硫氧镁水泥综合性能优异，可用于防火板材的制备。胶凝性水泥材料包括氯氧镁水泥、硫氧镁水泥以及磷酸钾、钙、硅镁水泥等等。硫氧镁水泥与氯氧镁水泥相比，二者所使用的原材料类似，都是采用氧化镁这类耐高温材料，但由于氯氧镁水泥中的氯离子，会使得后期成型板材在使用过程中会出现返卤、起霜的现象，限制了其发展；硫氧镁水泥相较于磷酸钾镁水泥而言，水化反应放热低，有利于形成稳定的晶相，采用硫酸镁与氧化镁水化反应形成的胶凝材料，相比之下，硫氧镁水泥中的水合晶相更加稳定；除此之外，其他像硅、钙等添加物，都可以在硫氧镁水泥的基础上进行改性。综合比较，研制硫氧镁水泥基防火板不仅符合节能减排、环境友好的发展理念，更能从多方面进行研发，前景广阔。
[0003]随着经济的高速发展，矿产资源的供需矛盾日益突出，富矿资源日益枯竭，低品位矿及其尾矿作为二次资源势必逐渐受到重视，它们的利用将带来巨大的经济效益、环境效益和社会效益。其中，低品位菱镁矿属于工业尾矿，用低品位菱镁矿尾矿经煅烧、研磨所得的MgO粉，不仅是对于低品位菱镁矿的回收利用，而且煅烧后的MgO粉活性高，遇水化合所产生的碱性环境相对稳定，参与到硫氧镁水泥的水化反应过程中，水化过程放热量小，氢氧化镁活性层在改性剂作用下能够形成无机胶凝相；相比于高品位菱镁矿煅烧、粉碎及研磨所得的氧化镁粉制备工业简单，且原料成本低，具有极大的工业利用价值。
[0004]我国的硼酸盐型硼矿资源以硼镁石型为主的硼矿，在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等领域发挥了重要的作用。但是，硼矿共生了大量的硅酸盐矿物，造成了大量的低品位硼矿及其含硼尾矿被堆积浪费。低品位硼尾矿中所含有的氧化镁与氧化硼经处理后，可作为硫氧镁水泥的原材料的二次利用，这一举动势必带来巨大的社会经济效益。
[0005]废硫酸是一种具有腐蚀性且难以处理的工业废物，同时也是一种潜在的硫资源。我国是硫酸生产消费第一大国，也是硫资源进口第一大国，随着国内硫资源紧缺和环保要求的日益严格，对废硫酸资源化利用迫在眉睫。工业废硫酸中残留的金属阳离子若随着污酸直接泄流到大自然中，对生态环境的破坏是不可逆转的。从节能减排的理念出发，处理工业废硫酸与酸中所含的金属阳离子最好方法便是二次利用，将废硫酸以硫酸盐的形式参与到其他反应当中，金属阳离子也能随之固定下来。
[0006]如何利用废弃资源和低品位矿物制备建筑材料防火板以提高资源利用价值是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提出一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法，该方法利用废硫酸与低品位硼尾矿中的硼镁石经过化学反应能够将二者的经济价值再次利用，废硫酸与硼镁石的反应式为：2MgO
·
3B2O3·
7.5H2O+2H2SO4→
2H3BO3+2MgSO4。由废硫酸与低品位硼尾矿中的硼镁石反应所生产的硫酸镁可作为硫氧镁水泥的补充原料直接参与到水化反应中，而经过实验研究表明，硼酸对于硫氧镁水泥具有缓凝作用，有利于水泥综合性能的提升。硫氧镁水泥是由活性氧化镁与硫酸镁溶液混合制备形成具有胶凝特性的气硬性水泥，具有轻质高强，耐火防潮的特性。利用低品位菱镁矿煅烧提供原料氧化镁，同时采用工业废硫酸与低品位硼尾矿共同反应所得内含硼酸的硫酸镁溶液，以二者成本低、资源利用率高的原料作为硫氧镁水泥基料，复合添加耐火隔热掺料、矿物改性材料、轻质填充物、外加改性剂、发泡剂，直接辊压成型的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板，不仅从工业源头上解决了低品位矿及尾矿资源被浪费的问题，极大缓解了工业废硫酸对环境污染的压力，而且制成的防火板耐火性能好、力学性能强、耐候性稳定、成本低，具有极大的社会经济效益与可持续发展性，应用前景广阔。该专利技术解决了低品位硼尾矿、低品位菱镁矿被堆积浪费以及工业废硫酸难处理的环保问题，并且实现了低成本、高性能、高强度的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板的制备。
[0008]本专利技术所采用的技术如下：一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法，其特征在于，防火板以改性硫氧镁水泥净浆为防火板上、下面料，以硫氧镁水泥复合耐火隔热掺料、矿物改性材料、轻质填充物、外加改性剂、发泡剂为芯层，直接辊压成型；改性硫氧镁水泥净浆，其特征在于，配方组分如下：氧化镁40%~50%，低品位硼尾矿25%~30%、工业废硫酸25%~30%、改性剂1%~3%、外加水0%~10%；硫氧镁水泥复合材料芯层，其特征在于，配方组分如下：氧化镁30%~40%，低品位硼尾矿20%~30%、工业废硫酸20%~30%、耐火隔热掺料5%~15%、矿物改性材料15%~25%、轻质填充物5%~10%、改性剂1%~3%、发泡剂0.5%~1.5%、外加水5%~10%。
[0009]本专利技术还有以下技术特征：优选地，所述氧化镁由菱镁矿尾矿经1000℃煅烧、研磨所得的MgO粉，其比表面积为150~300m2/kg，其中含有MgO质量分数为94~97%，CaO质量分数为0.5~3%，SiO2质量分数为0.5~2.0%；低品位菱镁矿中MgO质量分数为38~44%，CaO质量分数为0.5~4%，SiO2质量分数为0.5~2.5%，Al2O3质量分数为0.5~2.0%，Fe2O3质量分数为0.5~2.0%，灼减45~49%。不仅是对于低品位菱镁矿的回收利用，而且煅烧后的MgO粉活性高，作为硫氧镁水泥的反应原料相比于高品位菱镁矿煅烧、粉碎及研磨所得的氧化镁粉制备工业简单，且原料成本低，具有极大的工业利用价值。
[0010]优选地，所述硫酸镁溶液是利用工业废硫酸与低品位硼尾矿中的硼镁石经过化学反应所得，其中不仅含有硫酸镁，还有反应生成的硼酸，可作为改性剂参与到组分反应中。
[0011]优选地，所述外加改性剂为48%柠檬酸、22%磷酸三钠、16%丙二酸、10%磷酸与水调和配制。
[0012]优选地，所述耐火隔热材料为膨胀蛭石、海泡石中之一或其组合。
[0013]优选地，所述矿物改性材料为白云石、偏高岭土中之一或其组合。
[0014]优选地，所述轻质填充物为锯末、竹原纤维中之一或其组合。
[0015]优选地，所述发泡剂为40%氢氧化钠溶液、30%松香、10%玉米淀粉、5%骨胶、5%三乙醇胺在80~95℃加水搅拌均匀得到。
[0016]本专利技术还提供了利用低品位矿物原料制备的硫氧镁水泥的制备方法，包括以下步骤：(1)在800~1000℃下煅烧低品位菱镁矿1.5h，得到氧化镁粉体，进行研磨、过筛备用；(2)将低品位硼尾矿与工业废硫酸混合0.5~2h，过滤去掉固体渣后得到硫酸镁与硼酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板及其制备方法，其特征在于，防火板以改性硫氧镁水泥净浆为防火板上、下面料，以硫氧镁水泥复合耐火隔热掺料、矿物改性材料、轻质填充物、外加改性剂、发泡剂制成混料为芯层，直接辊压成型；改性硫氧镁水泥净浆，其特征在于，配方组分如下：氧化镁40%~50%，低品位硼尾矿25%~30%、工业废硫酸25%~30%、外加改性剂1%~3%、外加水0%~10%；硫氧镁水泥复合材料芯层，其特征在于，配方组分如下：氧化镁30%~40%，低品位硼尾矿20%~30%、工业废硫酸20%~30%、耐火隔热掺料5%~15%、矿物改性材料15%~25%、轻质填充物5%~10%、外加改性剂1%~3%、发泡剂0.5%~1.5%，外加水5%~10%。2.根据权利要求1所述的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板，其特征在于，所述氧化镁由菱镁矿尾矿经1000℃煅烧、研磨所得的MgO粉，其比表面积为150~300m2/kg，其中含有MgO质量分数为94~97%，CaO质量分数为0.5~3%，SiO2质量分数为0.5~2.0%；低品位菱镁矿中MgO质量分数为38~44%，CaO质量分数为0.5~4%，SiO2质量分数为0.5~2.5%，Al2O3质量分数为0.5~2.0%，Fe2O3质量分数为0.5~2.0%，灼减45~49%。3.根据权利要求1所述的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板，其特征在于，所述硫酸镁溶液是利用工业废硫酸与低品位硼尾矿中的硼镁石经过化学反应所得，其中不仅含有硫酸镁，还有反应生成的硼酸，可作为改性剂参与到组分反应中。4.根据权利要求1所述的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板，其特征在于，所述外加改性剂为48%柠檬酸、22%磷酸三钠、16%丙二酸、10%磷酸与水调和配制。5.根据权利要求1所述的低品位矿物复合硫氧镁水泥基防火板，其特征在于，所述耐火隔热材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄军同，肖金生，帅仁明，曾逸豪，
申请(专利权)人：江西金同矿筑耐火保温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：