一种高致密方镁石-镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113402286A(43)申请公布日2021.09.17(21)申请号202110823044.4(22)申请日2021.07.21(71)申请人东北大学地址110000辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人马北越任鑫明王露露昝文宇(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)11562代理人许佳(51)Int.Cl.C04B35/66(2006.01)C04B35/20(2006.01)C04B35/04(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种高致密方镁石-镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高致密方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法，包括以下步骤：以菱镁矿尾矿和多晶硅切割废料为原料，预处理后混合均匀，经过成型、干燥、高温烧结后随炉冷却即可，本发明以菱镁矿尾矿和多晶硅切割废料等工业废料为原料，一方面省去了高昂的原料成本，同时缓解了尾矿和废料堆积所带来的环境压力，另一方面，制备的产品致密化程度更高，综合性能更佳。CN113402286ACN113402286A权利要求书1/1页1.一种高致密方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以菱镁矿尾矿和多晶硅切割废料为原料，预处理后混合均匀，经过成型、干燥、高温烧结后随炉冷却即可。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)原料预处理：分别对菱镁矿尾矿和多晶硅切割废料进行预处理；(2)混料：将经过预处理的菱镁矿尾矿和多晶硅切割废料混合，球磨，形成混合均匀的原料；(3)成型：在步骤(2)混合均匀的原料中添加粘结剂，压制生坯；(4)干燥：将压制成型的生坯干燥；(5)高温烧结：将干燥后的生坯1250～1650℃烧结并保温2～4h，随炉冷却得到最终产品。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)预处理过程为：菱镁矿尾矿破碎、过筛；多晶硅切割废料400～600℃煅烧2～4h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)按菱镁矿尾矿与晶体硅切割废料质量比(85～95)∶(5～15)混合。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)粘结剂的添加量为原料的2wt％～5wt％。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、液态酚醛树脂、水玻璃的一种或几种组合。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～30h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的升温速率为900℃以内为1～3℃/min，900～1650℃以内为5～10℃/min。9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的高致密方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷。2CN113402286A说明书1/7页一种高致密方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及方镁石‑镁橄榄石耐火陶瓷制备技术领域，特别是涉及一种高致密方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]方镁石具有熔点高(2800℃)、原矿储量大等优点，但晶格能大，难以烧结，且线膨胀系数大导致抗热震性差。镁橄榄石具有线膨胀系数小、热导热低、抗渣性好等优点，但是镁橄榄石存在杂质含量和气孔率较高等问题，导致耐火度低。[0003]方镁石和镁橄榄石通常由菱镁矿、硅石矿、滑石矿等天然矿物经高温烧结或电熔制成。相较而言，烧结法因处理温度低(1450～1900℃)所制产品致密度低，但成本低廉；电熔法处理温度高(2800℃以上)所制产品结晶性好，但成本更高。在“碳达峰”和“碳中和”背景下，无疑能耗更低的烧结法更具推广潜力，因此如何提升烧结法所制产品的综合性能是亟需解决的研究难点。目前常用的解决方案是将原料先在较低温度下经过一次轻烧，然后在目标温度下再次重烧得到最终产品。经过两次煅烧虽然能一定程度提高产品的致密度等性能，但随着工序增加成本也相应增加，并且两次煅烧也增加了额外的能耗。[0004]另一方面，随着近些年来粗放式的发展，持续的弃贫采优造成高品位矿石的价格高居不下，同时矿区内大量尾矿堆积如山造成了严重的环境问题。因此，如果能将尾矿再次合理利用，对降低包括方镁石‑镁橄榄石在内的镁质耐火材料的成本、缓解相应行业压力均具有重要意义。发明内容[0005]本发明旨在解决现有技术存在的问题，目的为在降低方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷材料制备成本基础上，同时提高其综合性能，并具体提供了一种制备低成本高致密的方镁石‑镁橄榄石复合耐火陶瓷及其制备方法。本发明通过以反浮选菱镁矿尾矿