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發明:一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料

發布日期: 2019-10-29 09:20:47    閱讀量(120)    作者:

申請號:CN201610492625.3申請日:2016.06.23國家/省市:41(河南)公開號:CN106116608A公開日:2016.11.16授權公告號:CN106116608B授權公告日:2018.09.18主分類號:C04B35/66 分類號:C04B35/66;C04B35/20;C04B35/626

申請人:河南瑞泰耐火材料科技有限公司

一、技術領域:

本發明涉及一種有色冶煉爐爐襯噴補料,具體涉及一種有色冶煉爐用鎂橄欖石- 碳質噴補料。

二、背景技術:

近些年來,隨著我國有色行業的快速發展,有色冶煉廠不斷采用新工藝、新技術, 同時有色冶煉爐的大型化和高效化發展,對爐襯耐火材料提出了新的性能要求,從而使爐 襯耐火材料的使用環境更加苛刻。在有色重金屬冶煉過程中,鐵硅渣的侵蝕、高溫熔體的沖 刷以及金屬熔體的滲透,使耐火爐襯經常發生嚴重的結構剝落,迫使窯爐不得不停產補爐, 但是頻繁性的停爐修補,不僅損耗窯爐的使用壽命延誤生產,同時也耗費能源。因此,急需 開發研究一種有色冶煉爐爐襯用熱態噴補料,能夠有效延緩冶煉爐的損毀期、提高爐襯壽 命、減少大中修費用,保證生產連續運行。

菱鎂尾礦是浮選菱鎂礦時產生的固體廢棄物,開采菱鎂礦時產生的菱鎂尾礦數量 較多且占地面積大、污染環境,其主要化學成分是氧化鎂、二氧化硅和二氧化碳。

三、發明內容:

本發明要解決的技術問題是:提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料。本發 明噴補料采用利用廢棄菱鎂尾礦合成的鎂橄欖石砂為原料,既有利于環保和鎂質資源再 生,又開發一種適用于有色冶煉爐爐襯修補用的熱態噴補料,且本發明噴補料具有強度高、 抗滲透和耐侵蝕等優異性能。

為了解決上述問題,本發明采取的技術方案為:

本發明提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,所述 鎂橄欖石-碳質噴補料主要由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂30~60%,粒度為2-4mm 的中檔鎂砂10~30%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂10~30%,結合劑5~15%和添加劑6~ 20%組成。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述合成鎂橄欖石砂是由以下 方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉62~80wt%、石英粉10~25wt%和輕燒鎂粉 8~15wt%三種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為10~20分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀或塊狀的固體坯料,固體坯料的體 積密度>2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥或在干燥器中通熱風干燥,干燥后得到料球 或料塊;

d、將步驟c得到的料球或料塊置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫 度為1580~1750℃,焙燒保溫時間為3~6h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球或料 塊;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球或料塊進行破碎分級,得到所需要粒度的合 成鎂橄欖石。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,步驟c中采用壓球設備將粉狀混 合料壓制成球狀;采用自然干燥方式對固體坯料進行干燥。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述得到的合成鎂橄欖石砂中 MgO質量百分含量≥60%,SiO 2質量百分含量≥30%,各種成分的質量百分含量之和為 100%。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述結合劑為三聚磷酸鈉、六偏 磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥中的兩種或兩種以上。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述結合劑由三聚磷酸鈉、六偏 磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥組成,各成分所占的重量百分含量分別為三聚磷酸鈉1~ 10%、六偏磷酸鈉15~40%、硅微粉20~60%和鋁酸鈣水泥10~60%。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述添加劑為輕燒鎂砂、滑石 粉、氧化硼B 2O 3、碳化硅、球狀瀝青和碳酸鋰LiCO 3中的至少一種。

根據上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,所述添加劑由原料輕燒鎂砂、滑 石粉、氧化硼B 2O 3、碳化硅、球狀瀝青和碳酸鋰LiCO 3組成,各原料重量百分組成配比為:粒度 <0.088mm的輕燒鎂砂30~60%、粒度<0.088mm的滑石粉5~20%、粒度<0.088mm的B 2O 31~ 10%、粒度<0.088mm的碳化硅10~30%、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青5~15%和粒度< 0.088mm的碳酸鋰LiCO 3 2~7%。

另外,提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料的制備方法,所述制備方法包 括以下步驟:

a、首先按照上述鎂橄欖石-碳質噴補料的配比比例稱取各種原料、結合劑和添加 劑;

b、將步驟a稱取的細粉原料、結合劑和添加劑加入雙螺旋混合機進行預混合,得到 預混合料;

c、將步驟b得到的預混合料采用500kg級的輪碾式混砂機進行再次混合;混合料加 料順序為:首先加入步驟a稱取的顆粒原料攪拌5~10分鐘,然后加入步驟b得到的預混合料 攪拌10~15分鐘;總混料時間為15~20分鐘,使得噴補料各成分混合均勻,混勻后出料進行 包裝即可。

本發明的積極有益效果:

1、本發明鎂橄欖石碳質噴補料中采用菱鎂尾礦合成的鎂橄欖石砂,浮選高硅菱鎂 石尾礦是固體廢棄物,由于其氧化鎂含量高、氧化鐵和氧化鈣含量低,再加入石英粉和輕燒 鎂砂粉,將低熔點礦物轉化為高熔點的鎂橄欖石相以及有少量的鐵酸鎂存在,使得合成的 鎂橄欖石砂高溫性能好、且與多數耐火材料具有良好的相容性。

2、本發明噴補料中引入碳化硅,由于碳化硅本身具有良好的抗渣侵蝕性、線膨脹 系數小、抗熱震性好且高溫耐磨性好等優點,使得噴補料在使用中避免產生因應力過大引 起的爐襯結構剝落和開裂現象。另外,在高溫加熱中碳化硅氧化生產的SiO 2可附著在內襯 表面,防止渣的滲透,對爐襯起保護作用,延長使用壽命。

3、本發明噴補料配料中采用的添加劑由輕燒鎂砂、滑石粉、B 2O 3、碳化硅、球狀瀝青 和LiCO 3組成。所述添加劑具有比表面大、活性高等特點,有促進燒結作用,從而增強陶瓷結 構的形成;添加劑的加入有助于噴補料的燒結性和流動性的提高,改善其燒結進程、縮短燒 結時間,流動性的改善則使料漿不容易堵塞噴槍,便于施工。

4、本發明鎂橄欖石-碳質噴補料采用結合劑為復合結合劑,選用三聚磷酸鈉、六偏 磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥中的至少兩種。采用復合結合劑可在噴補料反應過程中迅速 形成復合體結構,增強噴補料的粘結性和流動性,同時提高在中溫的強度。

5、本發明鎂橄欖石-碳質噴補料主要用于有色冶煉轉爐或反射爐,具有良好的抗 侵蝕、防滲透、抗剝落性等優點,且附著率高、易于噴補。有效地延長冶煉爐的使用壽命,并 減少維修成本,提高生產效率,實現良好的經濟效益。

四、具體實施方式:

以下結合實施例進一步闡述本發明,但并不限制本發明的內容。

實施例1:

本發明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,由原料粒度為 0-3mm的合成鎂橄欖石砂60%,粒度為2-4mm的中檔鎂砂15%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂 10%,結合劑5%和添加劑10%組成;

所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉70wt%、石英粉15wt%和輕燒鎂粉15wt%三 種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為10分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料,固體坯料的體積密度> 2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥,干燥后得到料球;

d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫度為 1650℃,焙燒保溫時間為4h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級,得到所需要粒度的合成鎂橄 欖石。

以重量百分含量表示,所述結合劑由原料三聚磷酸鈉10%、硅微粉35%和鋁酸鈣 水泥55%組成;

以重量百分含量表示,所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂60%、粒度 為<0.088mm的滑石粉10%、粒度為<0.088mm的B 2O 3 5%、粒度為<0.088mm的碳化硅15%和粒 度為0.1-0.45mm的球狀瀝青10%組成。

本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測,其檢測結果詳見表1。

表1實施例1鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果

實施例2:

本發明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,由原料粒度為 0-3mm的合成鎂橄欖石砂50%,粒度為2-4mm的中檔鎂砂20%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂 15%,結合劑9%和添加劑6%組成;

所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉75wt%、石英粉17wt%和輕燒鎂粉8wt%三 種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為15分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料,固體坯料的體積密度> 2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥,干燥后得到料球;

d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫度為 1700℃,焙燒保溫時間為3h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級,得到所需要粒度的合成鎂橄 欖石。

以重量百分含量表示,所述結合劑由原料六偏磷酸鈉40%和鋁酸鈣水泥60%組 成;

以重量百分含量表示,所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂50%、粒度 為<0.088mm的滑石粉15%、粒度為<0.088mm的碳化硅20%、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青 10%和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO 3 5%組成。

本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測,其檢測結果詳見表2。

表2實施例2鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果

實施例3:

本發明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,由原料粒度為 0-3mm的合成鎂橄欖石砂40%,粒度為2-4mm的中檔鎂砂25%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂 20%,結合劑8%和添加劑7%組成;

所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉62wt%、石英粉25wt%和輕燒鎂粉13wt%三 種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為20分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料,固體坯料的體積密度> 2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥,干燥后得到料球;

d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫度為 1580℃,焙燒保溫時間為6h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級,得到所需要粒度的合成鎂橄 欖石。

以重量百分含量表示,所述結合劑由原料三聚磷酸鈉8%、六偏磷酸鈉37%和硅微 粉55%組成;

以重量百分含量表示,所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂40%、粒度 為<0.088mm的滑石粉20%、粒度為<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度為<0.088mm的碳化硅25%和 粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO 3 5%組成。

本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測,其檢測結果詳見表3。

表3實施例3鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果

實施例4:

本發明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,由原料粒度為 0-3mm的合成鎂橄欖石砂30%,粒度為2-4mm的中檔鎂砂10%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂 30%,結合劑15%和添加劑15%組成;

所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉80wt%、石英粉10wt%和輕燒鎂粉10wt%三 種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為15分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料,固體坯料的體積密度> 2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥,干燥后得到料球;

d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫度為 1750℃,焙燒保溫時間為3h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級,得到所需要粒度的合成鎂橄 欖石。

以重量百分含量表示,所述結合劑由三聚磷酸鈉5%、六偏磷酸鈉16%、硅微粉 42%和鋁酸鈣水泥37%組成;

以重量百分含量表示,所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂30%、粒度 為<0.088mm的滑石粉8%、粒度為<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度為<0.088mm的碳化硅30%、粒 度為0.1-0.45mm的球狀瀝青15%和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO 3 7%組成。

本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測,其檢測結果詳見表4。

表4實施例4鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果

實施例5:

本發明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料,以重量百分含量表示,由原料粒度為 0-3mm的合成鎂橄欖石砂45%,粒度為2-4mm的中檔鎂砂30%,粒度為<0.088mm的電熔鎂砂 10%,結合劑6%和添加劑9%組成;

所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成:

a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm;

b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉72wt%、石英粉18wt%和輕燒鎂粉10wt%三 種原料細粉加入三維混料機中,充分混合均勻,混合時間為15分鐘;

c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料,固體坯料的體積密度> 2.30g/cm 3;將固體坯料進行自然干燥,干燥后得到料球;

d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒,焙燒溫度為 1600℃,焙燒保溫時間為4h,焙燒后進行冷卻,得到合成鎂橄欖石料球;

e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級,得到所需要粒度的合成鎂橄 欖石。

以重量百分含量表示,所述結合劑由原料六偏磷酸鈉25%、硅微粉30%和鋁酸鈣 水泥45%組成;

以重量百分含量表示,所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂55%、粒度 為<0.088mm的滑石粉5%、粒度為<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度為<0.088mm的碳化硅10%、粒 度為0.1-0.45mm的球狀瀝青15%和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO 3 5%組成。

本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測,其檢測結果詳見表5。

表5實施例5鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果

本發明實施例1-5有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料的制備方法:

a、首先按照實施例1-5任一所述鎂橄欖石-碳質噴補料的配比比例稱取各種原料、 結合劑和添加劑;

b、將步驟a稱取的細粉原料、結合劑和添加劑加入雙螺旋混合機進行預混合,得到 預混合料;

c、將步驟a稱取的顆粒原料加入500kg級的輪碾式混砂機中攪拌混合5分鐘,然后 加入步驟b得到的預混合料再次進行混合攪拌15分鐘;總混料時間為20分鐘,使得噴補料各 成分混合均勻,混勻后出料進行包裝即可。

本發明實施例鎂橄欖石-碳質噴補料的使用方法:

有色冶煉窯爐停爐修補時,將本發明制備的鎂橄欖石-碳質噴補料加入高壓噴涂 料罐內,接通氣源和水源,氣壓大于0.5MPa,先進行試噴涂,將水量調整到噴補料能附著并 不流淌位置,加水量8-15wt%。噴補時,噴槍與噴涂面垂直,緩慢移動噴頭,確保噴涂面厚度 均勻,一次噴涂厚度不得大于60mm,噴涂后燒結10-20分鐘后即可投入使用。

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