[发明专利]金属镁电解槽用高纯氧化镁干式捣打料

说明书

技术领域

本发明涉及金属镁电解槽用耐火材料，具体涉及到一种安装砌筑在电解法生产金属镁电解槽上，防止电解质渗透的高纯氧化镁干式捣打料。 

背景技术

镁是五大轻金属之一，其合金广泛用于汽车、家电、航空、航天等领域。目前我国是金属镁生产和出口大国，但我国镁的提炼目前还存在采用“皮江法”生产工艺，该生产工艺落后、产能低下、耗能高、污染严重，这种生产工艺无法使我国成为金属镁生产强国。 

  熔盐电解法炼镁成本低，原料来源广泛，是当今生产金属镁的主要方法，该生产工艺的主要设备为电解槽，随着国家对环保节能的的严格要求，目前国内已经逐渐采用了熔盐电解法制备金属镁的生产工艺，目前电解槽的耐火材料炉衬采用定型耐火砖，如：粘土砖、熔铸砖和硅藻土砖及硅酸铝纤维板砌筑，粘土砖和熔铸砖为工作层，硅藻土砖和纤维板为保温层，在使用过程中温度为650℃—720℃电解质和金属镁容易从粘土砖、熔铸砖和硅藻土砖渗透而造成消防生产安全事故和氯气泄漏污染环境生产事故，同时电解槽受损会造成频繁修理，影响电解工艺的稳定和电解工序产量。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明用高纯氧化镁干式捣打料主要代替目前镁电解槽采用的熔铸砖和硅藻土砖。次工作层目前所用的产品为熔铸砖、粘土砖和硅藻土砖，在次工作层采用整体填充高纯氧化镁干式捣打料，没有1条砖缝，避免了熔铸砖、粘土砖和硅藻土砖砌筑所产生的砖缝，同时高纯氧化镁该材料具有非常好的抗高温电解质侵蚀渗透性能，因为该材料采用了干式捣打，材料具有一定的弹性和弥合性，能抵消因材料在温度波动时产生的膨胀收缩而产生的缝隙和裂纹，从而保证了高温下耐火材料的整体性。 

本发明所采用的方案是：1、采用高纯电熔镁砂（冶标YB/T5266中牌号为FM985质量标准）和烧结海水镁砂（冶标YB/T5266中牌号为FM99质量标准）做为主要原料，添加外加剂，外加剂由低温结合剂、高温烧结剂及高温防渗剂等3种外加剂组成。 2、将电熔镁砂用破碎机破碎筛分成粒度为3mm-1mm和1mm-0mm的颗粒，再将烧结海水镁砂用磨粉机粉碎成粒度为≤0.088mm和≤0.0325mm细粉。3、将粒度为3mm-1mm和1mm-0mm的电熔镁砂颗粒和≤0.088mm和≤0.0325mm烧结海水镁砂细粉按照质量百分比准确称量：电熔镁砂颗粒3mm-1mm30%-40%和1mm-0mm30%-40%，烧结海水镁砂≤0.088mm的细粉15%-20%和≤0.0325mm的细粉10%-15%，烧结海水镁砂和电熔镁砂总质量合量为100%，外加剂的加入量为烧结海水镁砂和电熔镁砂总质量的百分比（外加量），低温结合剂外加量为烧结海水镁砂和电熔镁砂总质量的1%-2%，高温烧结剂外加量为烧结海水镁砂和电熔镁砂总质量的0.3%-0.8%，高温防渗剂外加量为烧结海水镁砂和电熔镁砂总质量的2.5%--3.5%，然后将称量准确的烧结海水镁砂、电熔镁砂和3种外加剂加入立式强制搅拌机混合6-8分钟，然后进行包装。3、在砌筑次工作层时采用干式捣打料捣打填充来代替定型耐火砖的砌筑。 

所述低温结合剂为硫酸镁和高纯轻烧镁粉复合低温结合剂； 

所述高温烧结剂为钝化的金属镁粉末；

所述高温防渗剂为氧化镁细粉。

本发明制得的干式捣打料在金属镁电解槽上使用，使用效果比原用定形砖好，是不定形耐火材料在镁电解槽上的一次创新性使用。 

本发明的有益效果是： 

1、与现有的使用定型耐火砖砌筑电解槽次工作层技术相比，采用高纯镁砂代替低档的含二氧化硅较高的粘土质耐火砖和硅藻土砖，避免了在高温下比金属硅活泼的金属镁将低档的含二氧化硅较高的粘土质耐火砖和硅藻土砖中二氧化硅中的硅置换而导致耐火材料的损坏，从而提高了电解槽耐火材料的使用效果。

2、采用干式捣打填充次工作层，避免了熔铸砖、粘土砖和硅藻土砖砌筑所产生的砖缝，采用干式捣打料，材料具有一定的弹性和弥合性，能抵消因材料在温度波动时产生的膨胀收缩而产生的缝隙和裂纹，从而保证了高温下耐火材料的整体性，从而提高了电解槽耐火材料的使用效果。 

3、镁质干式捣打料和同样纯度的镁质致密浇注料、捣打料和喷涂料相比导热系数要低于同样纯度的镁质致密浇注料、捣打料和喷涂料导热系数，和定型粘土砖和硅藻土砖相比综合导热系数要高；且高纯度的氧化镁在电解槽上使用，抗侵蚀、抗渣性好，防渗效果好。 

4、选取的原料组成合理，简单快捷，易于推广使用，有利于产业化生产制造和节能降耗。 

本发明高纯氧化镁理化性能见下表：