本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種氧化鎂材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鎂質(zhì)材料是目前應(yīng)用最廣泛的耐火材料品種，其主要礦物原料為鎂砂(化學(xué)成分為氧化鎂)。鎂砂主要分為燒結(jié)鎂砂、海水鎂砂和電熔鎂砂三種。燒結(jié)鎂砂主要由菱鎂礦、水鎂礦或從海水中提取的氫氧化鎂經(jīng)高溫煅燒而成。以天然菱鎂礦為原料燒制的燒死鎂砂稱為燒結(jié)鎂砂，以菱鎂礦等為原料經(jīng)電弧爐熔煉達(dá)到熔融狀態(tài)冷卻后形成的稱為電熔鎂砂，從海水中提取氧化鎂制成的稱為海水鎂砂。隨著高溫工業(yè)的技術(shù)的進(jìn)步和耐火材料技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鎂砂的品位提出了多種要求。其中，高純鎂砂是選用天然特級(jí)菱鎂礦石浮選提純經(jīng)輕燒、細(xì)磨、壓球、超高溫豎窯煅燒而成，是制磚和不定耐火材料優(yōu)質(zhì)原料；中檔鎂砂是以輕燒氧化鎂為原料，經(jīng)壓球、高溫豎窯煅燒等工藝生產(chǎn)而成，產(chǎn)品燒結(jié)程度好，結(jié)晶致密，是生產(chǎn)中檔鎂質(zhì)耐火制品的優(yōu)質(zhì)原料，也可用于制造各種鎂磚、鎂鋁磚、搗打料、補(bǔ)爐料等。含鎂砂的鎂質(zhì)耐火材料具有燒后線變化較小、強(qiáng)度高、抗堿性渣侵蝕的能力強(qiáng)以及耐鈉鹽熔融物侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且制造成本適中，因而在高溫工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，既可以制成定型產(chǎn)品也可以制成不定形產(chǎn)品使用，如鎂碳磚、鎂鋁碳磚、鎂鈣磚、鎂質(zhì)涂料和鎂質(zhì)澆注料等等。但是，不定形和不含碳的鎂質(zhì)耐火材料有著普遍的缺點(diǎn)，即：抗渣滲透性較差，易剝落、易水化和干燥過程容易產(chǎn)生裂紋等問題影響到了鎂質(zhì)產(chǎn)品的使用效果，這就導(dǎo)致了當(dāng)澆注料已成為目前國內(nèi)外主要不定形耐火材料品種時(shí)，而鎂質(zhì)澆注料在其中的比重卻很低的局面。其原因主要有兩個(gè)方面：1)鎂砂容易水化及鎂質(zhì)澆注料在干燥過程容易產(chǎn)生裂紋；2)鎂砂的化學(xué)成分為MgO，高溫下MgO容易和其它雜質(zhì)氧化物如CaO、SiO2、Fe2O3和Al2O3等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成低熔點(diǎn)化合物，即降低了鎂質(zhì)材料的荷重軟化溫度，又降低了鎂質(zhì)材料的抗渣滲透能力。因此，對(duì)鎂砂或氧化鎂材料進(jìn)行改性，已成為提高鎂質(zhì)材料尤其是鎂質(zhì)澆注料性能的重要途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，目的是提供一種氧化鎂材料的制備方法，用該方法制備的氧化鎂材料抗水化性能好、高溫性能穩(wěn)定、高溫強(qiáng)度大和耐侵蝕性優(yōu)良，是高溫工業(yè)用高級(jí)耐火材料的新型原料。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：先按氧化鎂細(xì)粉和混合溶液的質(zhì)量比為1∶2配料，置于混合機(jī)中共混0.5～8小時(shí)，得混合漿料；再將混合漿料濾干，在110℃條件下干燥24小時(shí)，得到混合料塊；然后將混合料塊于1000～1300℃條件下保溫1～6小時(shí)，冷卻，球磨至1～200μm，即得氧化鋁材料。所述混合溶液為氫氧化鈹和草酸溶液的混合溶液，其中：氫氧化鈹為5～30wt％，草酸溶液為70～95wt％。所述氧化鎂細(xì)粉中MgO含量≥95wt％；粒徑為1～200μm。所述氫氧化鈹中Be(OH)2含量≥97wt％；粒徑為1～500μm。所述草酸溶液的摩爾濃度為0.2～1mol/L。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：本發(fā)明于高溫制備時(shí)，在共混過程中包裹與氧化鎂顆粒表面的Be(OH)2會(huì)分解形成BeO，即MgO顆粒表面將包裹一薄層BeO。BeO高溫穩(wěn)定性比MgO要好，甚至優(yōu)于ZrO2，高溫穩(wěn)定性極好。BeO層的存在，可以帶來如下良好的效果：1)制備澆注料時(shí)，BeO層將氧化鎂材料和水隔離，能保護(hù)氧化鎂顆粒免于水化，避免因氧化鎂顆粒水化后在其表面形成的Mg(OH)2于預(yù)熱過程中導(dǎo)致材料開裂的現(xiàn)象；2)BeO層將氧化鎂材料和其它雜質(zhì)氧化物隔離，避免高溫下產(chǎn)生過多的低熔點(diǎn)物相，有利于提高鎂質(zhì)材料的荷重軟化溫度。本發(fā)明制備的氧化鎂材料經(jīng)檢測(cè)：MgO含量≥94wt％；顯氣孔率≤4％。因此，本發(fā)明所制備的氧化鎂材料具有抗水化性能好、高溫性能穩(wěn)定、高溫強(qiáng)度大和耐侵蝕形優(yōu)良的特點(diǎn)，是制備高溫工業(yè)用高級(jí)耐火材料的新型原料。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。為避免重復(fù)，現(xiàn)將本具體實(shí)施方式所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述：所述氧化鎂細(xì)粉中MgO含量≥95wt％；粒徑為1～200μm。所述氫氧化鈹中Be(OH)2含量≥97wt％；粒徑為1～500μm。所述草酸溶液的摩爾濃度為0.2～1mol/L。實(shí)施例1一種氧化鎂材料及其制備方法。先按氧化鎂細(xì)粉和混合溶液的質(zhì)量比為1∶2配料，置于混合機(jī)中共混0.5～3小時(shí)，得混合漿料；再將混合漿料濾干，在110℃條件下干燥24小時(shí)，得到混合料塊；然后將混合料塊于1100～1300℃條件下保溫1～3小時(shí)，冷卻，球磨至1～100μm，即得氧化鋁材料。所述混合溶液為氫氧化鈹和草酸溶液的混合溶液，其中：氫氧化鈹為5～10wt％，草酸溶液為90～95wt％。本實(shí)施例制備的氧化鎂材料經(jīng)檢測(cè)：MgO含量≥94wt％；顯氣孔率≤4％。實(shí)施例2一種氧化鎂材料及其制備方法。先按氧化鎂細(xì)粉和混合溶液的質(zhì)量比為1∶2配料，置于混合機(jī)中共混3～6小時(shí)，得混合漿料；再將混合漿料濾干，在110℃條件下干燥24小時(shí)，得到混合料塊；然后將混合料塊于1100～1200℃條件下保溫3～5小時(shí)，冷卻，球磨至100～150μm，即得氧化鋁材料。所述混合溶液為氫氧化鈹和草酸溶液的混合溶液，其中：氫氧化鈹為10～20wt％，草酸溶液為80～90wt％。本實(shí)施例制備的氧化鎂材料經(jīng)檢測(cè)：MgO含量≥95wt％；顯氣孔率≤3％。實(shí)施例3一種氧化鎂材料及其制備方法。先按氧化鎂細(xì)粉和混合溶液的質(zhì)量比為1∶2配料，置于混合機(jī)中共混6～8小時(shí)，得混合漿料；再將混合漿料濾干，在110℃條件下干燥24小時(shí)，得到混合料塊；然后將混合料塊于1200～1300℃條件下保溫5～6小時(shí)，冷卻，球磨至1～200μm，即得氧化鋁材料。所述混合溶液為氫氧化鈹和草酸溶液的混合溶液，其中：氫氧化鈹為20～30wt％，草酸溶液為70～80wt％。本實(shí)施例制備的氧化鎂材料經(jīng)檢測(cè)：MgO含量≥98wt％；顯氣孔率≤2％。本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：本具體實(shí)施方式制備的氧化鎂材料在共混過程中，包裹與氧化鎂顆粒表面的Be(OH)2會(huì)分解形成BeO，即MgO顆粒表面將包裹一薄層BeO。BeO高溫穩(wěn)定性比MgO要好，甚至優(yōu)于ZrO2，高溫穩(wěn)定性極好。BeO層的存在，可以帶來如下良好的效果：1)制備澆注料時(shí)，BeO層將氧化鎂材料和水隔離，能保護(hù)氧化鎂顆粒免于水化，避免因氧化鎂顆粒水化后在其表面形成的Mg(OH)2于預(yù)熱過程中導(dǎo)致材料開裂的現(xiàn)象；2)BeO層將氧化鎂材料和其它雜質(zhì)氧化物隔離，避免高溫下產(chǎn)生過多的低熔點(diǎn)物相，有利于提高鎂質(zhì)材料的荷重軟化溫度。本具體實(shí)施方式制備的氧化鎂材料經(jīng)檢測(cè)：MgO含量≥94wt％；顯氣孔率≤4％。因此，本具體實(shí)施方式所制備的氧化鎂材料具有抗水化性能好、高溫性能穩(wěn)定、高溫強(qiáng)度大和耐侵蝕形優(yōu)良的特點(diǎn)，是制備高溫工業(yè)用高級(jí)耐火材料的新型原料。