[发明专利]一种镁橄榄石的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种镁橄榄石的合成方法。

背景技术

大石桥地区是我国硼化物的主产区之一，硼砂企业有近五十年的历史。大石桥地区硼砂生产线都采用碳碱法组织生产，其工艺过程是：将焙烧过的熟硼矿物（90%通过150目）与碱液按固液比1.4~1.6混合，配成料浆，投入碳解釜中，升温至125~135℃，通入二氧化碳，压力控制在0.6MPa左右，反应12~24小时，然后在过滤机中进行固液分离，其滤液经结晶离心分离得95%硼砂，再经气体干燥而得99.5%硼砂，滤饼为硼泥。生产一吨硼砂就要产生3~4吨硼泥，多年来已经积攒了大量的硼泥，造成了很大的环境污染问题。

现有的技术中也有采用天然镁橄榄石与轻烧氧化镁等混合后高温焙烧，制备合成镁橄榄石的方法，焙烧时采用白煤作为燃料，制备成本较高，且合成效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁橄榄石的合成方法，采用硼泥作为原料制备镁橄榄石，在治理硼泥的环境污染同时，制备出性能良好的镁橄榄石。

本发明的制备方法按以下步骤进行：

1、将粒度均为150~240目的轻烧氧化镁粉和天然镁橄榄石粉加入到硼泥中，制成混合物料，加入量按重量比为硼泥:天然镁橄榄石粉:轻烧氧化镁粉=1:（0.1~0.3）:（0.5~0.8）；

2、向混合物料中加入氯化镁并混合均匀，获得结合物料，氯化镁的加入量为混合物料总重量的1~3%；然后加入水并混合均匀，水的加入量为结合物料总重量的8~10%，然后用压球机压制成球状物料，压制时的压力为45±5 MPa；再将球状物料静置养护10~20h；

3、将养护后的球状物料与煤混合后置于高温竖窑中，燃料与坯料的比例按重量比为（3~5）:1，然后加热至1500~1520℃保温3~4h进行高温煅烧，制成镁橄榄石。

上述方法的球状物料的直径为30~60mm。

上述方法中的硼泥为硼砂生产过程中排放的废渣经放置自然干燥后的物料，其成分按重量百分比含SiO₂ 25~30%，Fe₂O₃ 3~6%，Al₂O₃ 1~4%，CaO 1~3%，MgO 35~45%， B₂O₃1~2%，余量为烧失成分；粒度为100~200目。

本发明采用常规的工艺技术，生产工艺简便可靠；不仅可以治理多年积攒的硼泥，解决困扰已久的硼泥的环境和生态的污染，还可以打造完善的硼产业链，为在镁资源日益缺乏的今天寻找到满足使用的新的替代产品，为当地综合合理利用资源、发展循环经济树立典范。本发明的方法生产的合成镁橄榄石氧化镁的含量达到60%以上，杂质含量少，在高温烧结过程中生成更多的高温矿物相—镁橄榄石，减少了低熔点相的生成数量，以其为原料制成耐火制品时，能够提高耐火制品的耐火度及荷重软化温度。

具体实施方式

本发明实施例中采用的硼泥成分按重量百分比含SiO₂ 25~30%，Fe₂O₃ 3~6%，Al₂O₃1~4%，CaO 1~3%，MgO 35~45%， B₂O₃1~2%，余量为烧失量成分和少量杂质；粒度为100~200目。

本发明实施例中采用的天然镁橄榄石的成分按重量百分比含SiO₂ 30~40%，Fe₂O₃5~8%，Al₂O₃ 0.5~1.5%，CaO 1~3%，MgO 40~50%，余量为烧失成分和少量杂质；粒度≤1mm。

本发明实施例中采用的轻烧氧化镁的成分按重量百分比含SiO₂ 3~7%，Fe₂O₃ 0.5~2%，Al₂O₃ 0.5~3%，CaO 1~2%，MgO 80~91%，余量为烧失成分；粒度≤1mm。

本发明实施例中的球状物料的直径为30~60mm。

实施例1

将粒度均为150~240目的轻烧氧化镁粉和天然镁橄榄石粉加入到硼泥中，制成混合物料，加入量按重量比为硼泥:天然镁橄榄石粉:轻烧氧化镁粉=1:0.1:0.5；