[发明专利]一种玻璃窑蓄热室用高纯镁橄榄石砖

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别是一种玻璃窑蓄热室用高纯镁橄榄石砖。

背景技术

玻璃工业是著名的耗能大户，也是排放二氧化碳的大户。目前，我国正计划发展第二代浮法玻璃生产技术，其主要目的就是节能、降耗、减排、环境友好，玻璃窑用耐火材料也要适应这一需求。

目前，采用低成本的石油焦粉取代重油或天然气作为玻璃窑炉燃料是浮法玻璃企业降低成本的主要途径。但是由于国内采用的石油焦粉中硅、硫、钒的含量普遍较高。尤其是硅和钒，即使在一级品石油焦，其含量也超过燃油燃料油规定限值的3倍。在燃烧的过程中，所产生的硅灰和V₂O₅对传统的镁质格子砖产生严重的侵蚀作用，引起砖结构性破坏和荷软降低，最终导致格子砖出现变形、剥落，堵塞格子砖，影响窑炉的正常运行。

镁橄榄石质格子砖相较于镁质砖更能适用于当前玻璃窑蓄热室的使用环境。然而天然镁橄榄石因其铁含量较高(Fe₂O₃含量往往大于5％)，不仅不利于制品烧结，更严重影响了制品的高温性能，使之不能适用于使用温度更高的现代玻璃窑炉蓄热室。同时天然原料中较高的CaO含量也会导致制品抗硫酸盐侵蚀能力的下降。通过采用低杂质，尤其是低铁原料人工合成高纯镁橄榄石砂，进而制造的镁橄榄质格子砖则可以避免这一问题。

菱镁矿是我国的优势矿产，其储量、产量和出口量均居世界首位。菱镁矿尾矿是菱镁矿开采时的工业废弃物，开采时产生大约50％的尾矿，数量巨大、占用土地资源、污染环境，危害很大。而菱镁矿尾矿的主要化学成分为MgO与SiO₂，杂质如Fe、Ca含量非常低，粒度极细，经处理具有作为耐火材料原料的潜力。

镁橄榄制品中加入一定量的高纯镁砂，可以强化镁橄榄石基质，防止镁蔷薇辉石和顽火辉石等低熔点相的出现，提高制品抗侵蚀能力。

针对以上技术特点，本发明以菱镁矿尾矿合成的高纯镁橄榄石砂为主要原料，制成的高纯镁橄榄石砖铁含量小于2％，钙含量小于1％，既有利于烧结，又提高了抗侵蚀能力及高温性 能，同时又对废弃菱镁矿资源资源充分利用。该种新材料用于玻璃窑不仅可以获得很长的使用寿命，有利于环境保护，有利于玻璃工业的节能减排效果。

发明内容

本发明的目的在于研究一种玻璃窑蓄热室用高纯镁橄榄石砖，以合成高纯镁橄榄石砂为主要原料，该合成砂充分利用浮选高硅菱镁矿尾矿，达到了充分利用资源的目的。基于合理的矿物组成和致密的组织结构，高纯镁橄榄石砖与以天然镁橄榄石原料为主要原料的产品相比较，具有良好的耐高温、耐气氛变化、抗侵蚀性能。高纯镁橄榄石砖更能适应当前采用替代燃料的玻璃窑炉环境，可替代玻璃窑蓄热室中部格子体的高纯镁质材料，延长玻璃窑炉使用寿命。本发明采用采用以菱镁矿尾矿合成的高纯镁橄榄石砂为主要原料，既合理利用菱镁矿资源，由降低制品中铁含量，同时以高纯镁砂对镁橄榄石基质进行强化，同时以高纯镁砂强化基质，因而能够使高纯镁橄榄石砖具有耐硫酸盐侵蚀、抗气氛变化等性能，在玻璃窑蓄热室应用，替代现有的镁铬砖，取得良好的使用效果。本发明的技术路线为：

●以菱镁矿尾矿合成的高纯镁橄榄石砂为主要原料。

●添加高纯镁砂强化基质。

●控制制品总体Fe₂O₃含量不大于2％，CaO含量小于1％。

根据上述设想，提出实施本发明的方案：

本发明的高纯镁橄榄石砖重量百分比为：

所述合成高纯橄榄石砂为以菱镁矿尾矿为主要原料，采用二步煅烧工艺合成的镁橄榄石砂，化学成分为MgO＝55-85％、Fe₂O₃＝0.5-2.0％、CaO小于1％，其他杂质1-5％；体积密度为2.60-2.85g/cm³ 。

所述高纯镁砂化学成分为MgO＝95-98％、其他杂质1-5％；其中Fe₂O₃和CaO含量均小于1％；体积密度为3.10-3.35g/cm³ 。

所述木质磺酸镁结合剂为市售同名物质配制的比重1.05-1.25g/cm³的水溶液。

控制砖的总体Fe₂O₃含量不大于2％，CaO含量小于1％。

本发明所述砖的加工工艺为：