利用水菱镁石制备MgO-CaO-Fe2O3砂

在分析水菱镁石化学矿物组成、显微结构和热分解特性的基础上,在900℃保温3 h煅烧水菱镁石制成轻烧MgO粉,按铁鳞和轻烧MgO粉的质量分数分别为8%和92%配料,经球磨、液压成型、1 600℃3 h煅烧后,制备了MgO-CaO-Fe2O3砂,检验了合成MgO-CaO-Fe2O3砂的各项理化性能,并与YB/T 101—2005《电炉炉底用MgO-CaO-Fe2O3系合成料》中DHL-81牌号合成料的性能进行了对比。结果表明:利用水菱镁石制备的MgO-CaO-Fe2O3砂的各项性能指标都达到DHL-81牌号MgO-CaO-Fe2O3合成砂的要求。     

低品位菱镁矿的热选提纯工艺研究

为了使杂质含量较高的低品位菱镁矿得到合理利用,采用热选法对低品位菱镁矿进行提纯,以降低杂质氧化物CaO、SiO_2、Fe_2O_3、Al_2O_3的含量。以30~80 mm的块状菱镁矿为原料,在煅烧温度分别为700、800、900和1 000℃,保温时间分别为1、2、3和4 h的条件下煅烧后,进行轻微破碎,然后用10目(2 mm)-60目(0.28 mm)-100目(0.154 mm)的组合标准筛进行筛分,以研究煅烧制度和筛分粒度对菱镁矿纯度的影响。结果表明:块状菱镁矿在800℃保温3 h条件下煅烧能够完全分解,然后通过破碎、筛分,当筛分粒度为2~0.154 mm时,可以有效提高轻烧镁粉的纯度,降低杂质CaO、SiO_2和Al_2O_3的含量,但对杂质Fe_2O_3含量的降低效果不明显。     

不同活性MgO对高钙镁钙耐火材料性能的影响

通过向轻烧白云石中加入不同活性的菱镁矿分解产物,研究了不同活性MgO粉的引入对高钙镁钙耐火材料的烧结性能和抗水化性能的影响.结果表明:800℃下保温2h得到的轻烧MgO活性最高;MgO粉活性越高,镁钙耐火材料的烧结性能和抗水化性能越好;显微结构分析显示,活性MgO粉在CaO晶粒表面形成了薄膜,抑制了CaO的水化作用.     

镁橄榄石骨料的合成及其对镁橄榄石质耐火材料性能的影响

采用XRD分析了镁橄榄石碎矿细粉及其分别经1200～1600℃3h煅烧后的物相组成,研究了煅烧温度和轻烧MgO加入量对镁橄榄石合成骨料显气孔率和体积密度的影响以及合成骨料对镁橄榄石质耐火材料常温物理性能的影响。结果发现:(1)镁橄榄石原料经1200～1600℃3h煅烧后,物相组成没有明显改变,主要以镁橄榄石相为主。(2)随着煅烧温度的提高,合成骨料的显气孔率先降低后增高,体积密度先增大后减小;以不同煅烧温度合成的骨料为主要原料制备的镁橄榄石质耐火材料试样经1600℃3h处理后收缩趋势增大,显气孔率逐渐下降,体积密度增大,抗折强度没有明显变化,耐压强度缓慢增大。(3)随着轻烧MgO加入量的增加,合成骨料的显气孔率先降低后增高,体积密度先增大后减小;轻烧MgO含量为10%时,合成骨料的显气孔率最小,体积密度最大;以添加轻烧MgO的合成骨料为主要原料制备的镁橄榄石质耐火材料试样收缩增大,显气孔率降低,体积密度增大,抗折强度先下降后增高,耐压强度先增高后降低。     

MgO加入量和煅烧温度对镁橄榄石材料相组成的影响

采用河南西峡的橄榄石原矿,分别配以0、6%、12%、15%、18%、24%(质量分数)的轻烧镁粉和31.85%的菱镁石粉(Mgo质量分数为47.1%),以亚硫酸纸浆废液为结合剂制成φ50 mm×50 mm的圆柱试样,在1 000、1 200、1 300和1 550℃保温3 h煅烧后,采用XRD和SEM分析试样的相组成和显微结构.结果表明:与菱镁石粉比较,轻烧镁粉与橄榄石的反应活性较高;加入6%的轻烧镁粉基本可使橄榄石矿中的顽火辉石和磁铁矿分别转化为镁橄榄石和镁铁尖晶石(煅烧温度1 300℃以上);加入轻烧镁粉或菱镁石粉的试样经1 300℃煅烧后的矿物相趋于稳定.     

CaZrO_3的合成及其高温化学稳定性研究

首先以CaO粉、CaCO_3粉、Ca(OH)_2粉为钙源,以纳米级m-ZrO_2粉、微米级m-ZrO_2粉、微米级CaO部分稳定ZrO_2粉(Ca-PSZ)为锆源,采用高温固相反应法合成了CaZrO_3粉,研究CaZrO_3合成过程中试样的相组成随煅烧温度(800、900、1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500和1 600℃)与保温时间(3、4和5 h)的变化,以探讨其合成机制;然后将合成的CaZrO_3分别与CaO、MgO、Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、ZrO_2粉制成试样在1 500℃保温3 h煅烧,以研究CaZrO_3在不同反应介质中的高温化学稳定性。结果表明:在CaZrO_3合成过程中,CaZrO_3含量并非始终随煅烧温度升高或保温时间延长而增加,期间存在源于CaZrO_3中的Ca~(2+)、O~(2-)离子向m-ZrO_2或c-ZrO_2中扩散而发生的CaZrO_3分解反应。高温下,当CaZrO_3处于碱性(如CaO、MgO)环境中,其高温化学性质稳定;而当CaZrO_3处于非碱性(如Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、ZrO_2)环境中,其高温化学性质不稳定。     

γ-Al2O3和α-Al2O3与其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响

以γ-Al2O3(勃姆石在700℃保温4 h热处理后的产物)、α-Al2O3(Al(OH)3在1 400℃保温4 h热处理后的产物)、勃姆石、Al(OH)3为原料,与轻烧MgO按n(Al2O3):n(MgO)=1的组成配料并制备试样,研究了在800～1 600 ℃下不同氧化铝及其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响.结果表明:γ-Al2O3和α-Al2O3分别同与其对应的氢氧化物为原料的试样具有相似的烧结性能;且以氢氧化物为原料比以氢氧化物煅烧后所得的氧化物为原料更有利于尖晶石的生成,但不利于尖晶石的致密化.     

轻烧MgO粉加入量对镁铁铝复合尖晶石合成的影响

为寻求一种替代镁铬砖的无铬耐火材料,选用轻烧MgO粉、氢氧化铁、活性氧化铝为主原料,外加石墨,制得Φ20mm×10mm的试样,在空气气氛中于1550℃保温6h烧成。研究轻烧MgO粉加入量(质量分数分别为8%、20%和30%)对镁铁铝复合尖晶石合成的影响。结果表明:加入8%(w)轻烧MgO粉的试样中存在刚玉相、深色的铁铝尖晶石相和浅色的镁铁铝复合尖晶石相;加入20%(w)轻烧MgO粉的试样中存在镁铁铝复合尖晶石单一物相,且晶粒发育成熟,晶界完整;加入30%(w)轻烧MgO粉的试样中存在浅灰色和亮白色两种镁铁铝复合尖晶石相,且浅灰色的镁铁铝复合尖晶石中镁的固溶度较亮白色的高,铁的固溶度低;试样的晶面间距随着镁固溶量的增加而增大。     

天然白云石合成镁钙砂新工艺的研究

结合一步煅烧与两步煅烧工艺,采用粒度8～5、5～3、3～1 mm的天然白云石,研究了900、950、1 000、1 100℃轻烧温度下原料的活性和烧结性能;通过改变生料与消化料的混合比例,研究了镁钙砂的烧结性和抗水化性。结果表明:最佳的轻烧条件是粒径8～5 mm,轻烧温度1 000℃;随着生白云石粉含量的增大,镁钙砂的体积密度先增大后减小,在生白云石粉质量分数为50%时镁钙砂的烧结性能最好,体积密度最大可达到3.35 g.cm-3;生白云石粉的质量分数<50%时对合成镁钙砂的抗水化性能影响不大,当生白云石粉的质量分数>50%时,其抗水化性能急剧下降。     

镁钙砂的合成工艺对MgO-CaO砖抗侵蚀性的影响

将45%(w)的轻烧白云石粉用水消化后,与55%(w)的轻烧镁砂粉混合,按两种合成工艺分别制成传统镁钙砂(共磨至≤0.074 mm,湿法压球,以焦炭为燃料煅烧至1 800℃保温16 h)和优质镁钙砂(共磨至≤0.045 mm,干法压球,以重油为燃料煅烧至1 850℃保温8 h),并对两种合成后的镁钙砂进行了化学分析和扫描电镜观察。再将这两种镁钙砂按同种配比制成MgO-CaO砖用于AOD炉上,对用后残砖的杂质成分进行分析。结果表明:重油煅烧的优质镁钙砂的纯度和致密度都远好于焦炭煅烧的传统镁钙砂的,而且用优质镁钙砂制成的镁钙砖的抗渣侵蚀性要优于用传统镁钙砂制成的镁钙砖的。