一种高强度镁橄榄石轻质材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度镁橄榄石轻质材料及其制备方法。所采用的技术方案是：先将２０～７０ｗｔ％的碳酸盐粉和３０～８０ｗｔ％的滑石原矿粉混合，外加上述混合物３～１０ｗｔ％的结合剂，搅拌５～２５分钟，压制成型；再在６０～１１０℃条件下干燥１２～３６小时或在室内自然干燥２４～４８小时，然后在８００～１４００℃×２～６小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡２４～４８小时；最后在６０～１１０℃条件下干燥１２～３６小时或在室内自然干燥２４～４８小时制得高强度镁橄榄石轻质材料。本发明专利技术具有原料来源广泛、生产成本低和易于工业化生产的特点，所制备的材料性能优良，耐压强度为１０～４０ＭＰａ，体积密度为０．６～１．５克／厘米↑［３］，使用寿命长，且使用温度为１２００℃，有利于节能降耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火保温材料
尤其涉及。
技术介绍
现有的用于工业热工设备特别是有色金属和钢铁冶炼、水泥和玻璃生产设备的轻质保温 材料，如氧化铝空心球材料、轻质高铝材料、轻质镁橄榄石保温材料、轻质粘土、硅藻土材 料等，在这些设备的生产过程中的热量损失较大，因而使这些设备对周围环境的热污染亦较 严重，不仅浪费能源，且影响生产操作环境和条件。因此，研究和开发具有强度高、体积密 度低、耐高温性能和热稳定性能优良的用于工业热工设备特别是有色金属和钢铁冶炼、水泥 和玻璃生产设备用新型轻质保温材料是技术人员所关注的问题。镁橄榄石材料具有高熔点、高强度、高化学稳定性和低导热系数的性能。但目前，生产 镁橄榄石轻质材料的方法有除了传统的发泡法、有机物(包括木屑、焦炭等)烧失成孔法 制备镁橄榄石轻质材料以外，其他类似研究局限于采用菱镁粉、石英粉和二氧化硅微粉为原料的发泡法(李楠. 一种方镁石-橄榄石轻质保温耐火材料及其生产方法，ZL200410013258.1) 和原位分解方法(胡莉敏，李楠.原位分解制备高强度轻质镁橄榄石材料.耐火材料.2005， 39: 283-285),由于上述方法制备的镁橄榄石质轻质材料，没有直接利用我国丰富的滑石 资源。因而成本较高，工业化程度不高，其性能也受到影响。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种原料资源丰富、生产成本低和易于工业化生产的高强度镁橄榄 石轻质材料的制备方法；用该方法制备的镁橄榄石轻质材料的性能优良和使用寿命延长。为实现上述任务，本专利技术所采用的技术方案是:先将20 70wtM的碳酸盐粉和30 80wt% 的滑石原矿粉混合，外加上述混合物3 10wt。/。的结合剂，搅拌5 25分钟，压制成型；再在 60 11(TC条件下干燥12~36小时或在室内自然干燥24 48小时，然后在800 1400°Cx2 6 小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡24 48小时；最后在60 11(TC条件下干燥 12~36小时或在室内自然干燥24 48小时，制得高强度镁橄榄石轻质材料。其中碳酸盐粉为碳酸钠粉、碳酸钾粉、碳酸镁粉的一种，其碳酸盐含量2 80wt%，碳酸盐的粒径为0.1 0mm;滑石原矿粉的氧化镁含量2 25wt%，滑石原矿粉的粒径为0.1 0 mm; 结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸桨废液、工业糊精粉、聚乙烯醇中的一种 以上。由于采用上述技术方案，本专利技术所采用的碳酸盐粉和滑石原矿粉来源广泛，生产成本低， 所制备的高强度镁橄榄石轻质材料是在材料内部由碳酸盐和滑石原矿反应生成，烧结好、物 相结合良好，有利于提高材料的力学性能。同时碳酸盐分解产生的气孔通过制备过程的控制， 不仅能够有效降低材料的体积密度，而且可以和滑石中结合水、氧化铁及部分二氧化硅等反 应，生产可溶于水的盐，降低了材料的导热系数，提高了材料的保温性能。用该方法制备的高强度镁橄榄石质轻质材料的耐压强度为10 40MPa、体积密度在 0.6~1.5克/厘米3，不仅性能优良、耐压强度高、使用寿命高于现有保温材料，且使用温度高， 适用于温度在120(TC以下的各种工业热工设备作为保温材料使用，特别适于有色金属和钢铁 冶炼、水泥和玻璃生产设备的新型保温材料。用该材料取代现有保温材料，有利于降低这些 设备在生产过程中的热量损失，减轻设备对周围环境的热污染，实现节能降耗。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述，并非对本专利技术保护范围的限制。为避免重复描述，对以下实施例所采用原料的理化性能指标统一描述如下碳酸盐粉为碳酸钠粉、碳酸钾粉、碳酸镁粉的一种，其碳酸盐含量2 80wt。/。，碳酸盐的粒径为0.1 0mm; 滑石原矿粉的氧化镁含量2 25 wt%，粒径为0.1 0 mm。 实施例l，先将20 25 wtM的碳酸钠和75 80 wt% 的滑石原矿粉混合，外加上述混合物3 7wtQ/。的木质素磺酸钙结合剂，结合剂溶化成水溶液 后再用于配料，搅拌10 20分钟，压制成型；再在60 11(TC条件下干燥12 24小时，然后 在800 900°Cx5 6小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡24 36小时；最后在60 ll(TC条件下干燥12~24小时，制得高强度镁橄榄石轻质材料。实施例2，除结合剂为木质素磺酸钠外，其余同实施 例1。实施例3，先将25 30 wt。/。的碳酸钾和70 75 wt%的滑石原矿粉混合，外加上述混合物7 10 wtn/。的工业糊精粉，工业糊精粉溶化成水溶液后 再用于配料，搅拌15 25分钟，压制成型；再在60 11(TC条件下干燥24 36小时，然后在 900 1000°Cx4 5小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡36 48小时；最后在60 ll(TC条件下干燥24~36小时，即制得高强度镁橄榄石轻质材料。 实施例4一种以滑石为原料制备高强度镁橄榄石轻质材料的方法，除结合剂为聚乙烯醇外，其余 同实施例3。 实施例5一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，先将30 35 wtn/。的碳酸镁和65 70 wt。/。的 滑石原矿粉，外加上述混合物3 6wt。/。的亚硫酸纸浆废液，亚硫酸纸浆废液溶化成水溶液后 再用于配料，搅拌5 15分钟，压制成型；再在室内自然干燥24 48小时，然后在1000 1100'Cx3 4小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡36 48小时；最后在室内自然干 燥24 48小时，即制得高强度镁橄榄石轻质材料。实施例6一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，除结合剂为木质素磺酸钙和木质素磺酸钠外， 其余同实施例5。 实施例7一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，先将35 40 wt。/。的碳酸钠和60 65 wt。/。的 滑石原矿粉混合，外加上述混合物5 7wty。的工业糊精粉和亚硫酸纸浆废液为结合剂，该结 合剂溶化成水溶液后再用于配料，搅拌10 20分钟，压制成型；再在室内自然干燥24 48 小时，然后在1100 1200X>2 3小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡36 48小时； 最后在室内自然干燥24 48小时，即制得高强度镁橄榄石轻质材料。实施例8一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，除结合剂为工业糊精粉和聚乙烯醇外，其余 同实施例7。 实施例9一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，先将40 45 wty。的碳酸钾和55 60 wt。/。的 滑石原矿粉混合，外加上述混合物5 8 wt。/。的结合剂，搅拌15 25分钟，压制成型，然后 在60 110。C条件下干燥24~36小时，在1200 1300°Cx2 3小时条件下空气中烧成，自然5冷却后用水浸泡36 48小时，再在60 11(TC条件下干燥24~36小时制得高强度镁橄榄石轻 质材料。本实施例中的结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠和工业糊精粉，先溶化成水溶液后 再用于配料。 实施例10一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，除结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、 工业糊精粉和聚乙烯醇外，其余同实施例9。 实施例11一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，先将45 50 wt。/。的碳酸镁和50 55 wtM的 滑石原矿粉混合，外加上述混合物3 6wtQ/。的亚硫酸纸浆废液，亚硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度镁橄榄石轻质材料的制备方法，其特征在于先将２０～７０ｗｔ％的碳酸盐粉和３０～８０ｗｔ％的滑石原矿粉混合，外加上述混合物３～１０ｗｔ％的结合剂，搅拌５～２５分钟，压制成型；再在６０～１１０℃条件下干燥１２～３６小时或在室内自然干燥２４～４８小时，然后在８００～１４００℃×２～６小时条件下空气中烧成，自然冷却后用水浸泡２４～４８小时；最后在６０～１１０℃条件下干燥１２～３６小时或在室内自然干燥２４～４８小时，制得高强度镁橄榄石轻质材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓承继，祝洪喜，张少伟，白晨，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]