轻质镁橄榄石砖的研制

以陕西商南的镁橄榄石为原料,以石油焦粉为造孔剂(其加入质量分数分别为30%、35%、40%),分别采用羧甲基纤维素、硅溶胶、MgCl2.6H2O为结合剂,以5 kN的压力成型后,分别于1 250、1 300、1 350℃保温3 h煅烧,测试烧后试样的线变化率、体积密度及耐压强度。结果表明:以MgCl2.6H2O为结合剂,加入40%质量分数的石油焦,经1 300℃保温3 h煅烧,可制备出体积密度为1.15 g.cm-3,耐压强度为3.58 MPa的轻质镁橄榄石砖。     

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。     

泡沫法制备镁橄榄石隔热耐火材料

以镁橄榄石、硅微粉、轻烧氧化镁、六水氯化镁为主要原料,减水剂、聚乙烯醇、磷酸为外加剂,菱镁水泥作为结合剂,采用泡沫法制备了镁橄榄石隔热耐火材料,研究烧结温度对显微结构及物理性能的影响.结果表明:加入硅微粉后能提高料浆的流变性能,高温烧结后,试样孔结构发生了显著的改变,由椭圆形孔变为结构不规则且有层状空隙的h孔结构,且烧后孔壁棱角分明,孔壁中有微孔结构存在.随着温度的升高,试样的线收缩率和耐压强度逐渐增大,1100℃前增大速率较小,且数值较小,1100℃后显著增大.     

具有发展前景的耐火原料--镁橄榄石

制定了由科夫多尔斯克采选矿公司的选矿生产中的尾矿浮选镁橄榄石的工艺。所得镁橄榄石精矿含MgO 50．9％、FeO 4．4％-5．2％、CaO 0．6％。试验室的工艺试验表明，镁橄榄石精矿可用于生产耐火陶瓷，其质量不亚于精陶器。     

原位分解制备高强度轻质镁橄榄石材料

以菱镁矿、粉石英、二氧化硅微粉为原料,利用原位分解形成气孔技术制备轻质镁橄榄石材料,并借助XRD和SEM等方法研究了烧成温度(分别为1200℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)对轻质材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明:制备轻质镁橄榄石材料的最佳烧成温度为1300～1400℃,在这一温度范围内烧成制得的轻质镁橄榄石材料有较高的气孔率,气孔平均孔径<10μm,且分布均匀,耐压强度可达40～50MPa,是一种高强度的轻质耐火材料。     

熔盐介质中制备镁橄榄石轻质材料的机理

以天然镁橄榄石和复合熔盐Na2 CO3+ NaCl为原料,经过900～ 1200℃反应烧结10 h以及蒸馏水溶解熔盐处理等过程,获得具有小尺寸气孔、较高强度的镁橄榄石轻质材料.采用X射线衍射(XRD)分析物相组成及变化,扫描电子显微镜( SEM)观察材料的显微结构包括气孔大小及分布情况.结果表明:反应制备的烧结体在由原始Na2 CO3-NaCl组成熔盐体系中,随着混合盐加入量的减少,经洗盐处理后的试样耐压强度增加,体积密度相应增加,而显气孔率减少;试样制备过程主要是盐熔化后,经过水溶解处理后,其占据的空间将形成气孔,而熔盐体系中Na2CO3会分解,CO2从烧结试样中逸出,从而烧结体中也形成了孔隙;混合盐与天然镁橄榄石中含铁杂质反应,生成可溶于水的化合物,在水处理阶段移出烧结体外.     

基于正交设计优化镁橄榄石轻质球形骨料的制备工艺

为了研究各因素对镁橄榄石轻质球形骨料性能的影响以优化其制备工艺,以菱镁矿细粉（<0.045 mm）、天然硅石粉（<0.048 mm）和二氧化硅微粉为起始物料,使用浓度15%（w）的硫酸镁溶液为结合剂,采用圆盘造粒机成型料球,经高温煅烧后制备了镁橄榄石轻质球形骨料。选取二氧化硅微粉加入量（5%、10%、15%,w）、罐磨机转速(300、400、500 r·min^-1)、研磨时间（1、1.5、2 h）和煅烧温度（1 400、1 420、1 450℃）为研究因素,每个因素各选取3个水平进行正交设计,分析了各因素对球形骨料性能的影响。结果表明：二氧化硅微粉加入量和煅烧温度为主要影响因素,而罐磨机转速和研磨时间为次要影响因素。综合考虑,最优工艺路线为二氧化硅微粉加入量、罐磨机转速、研磨时间和煅烧温度分别为10%（w）、300 r·min^-1、1 h和1 420℃。采用优化工艺生产的轻质球形骨料的性能优良,孔径分布均匀,微孔数量增加,有望作为优良的碱性隔热耐火原料。     

熔盐法制备方镁石-镁橄榄石轻质隔热耐火材料

低品位菱镁矿作为制备镁质隔热耐火材料的原料是未来的主要研究方向之一。以高硅菱镁矿和三级滑石矿为原料,经预处理后得到轻烧镁粉和滑石粉,以NaCl熔盐为反应介质,通过熔盐法制备了方镁石-镁橄榄石(MgO-Mg₂SiO₄)轻质隔热耐火材料。研究了NaCl加入量、烧结温度、保温时间以及原料配比对试样制备的影响。结果表明：当NaCl的加入量为轻烧镁粉-滑石粉混合料质量的20%、烧结温度为1 200℃、保温时间为6 h、m(轻烧镁粉)∶m(滑石粉)=5∶5时,试样的综合性能最优,此时其体积密度为1.46 g·cm^-3,显气孔率为55.0%。此外,发现滑石自分解和镁橄榄石的合成均可在试样内部形成气孔。     

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.     

利用硼泥制备镁橄榄石质多孔陶瓷

利用硼泥废渣、钾长石、羧甲基纤维素钠等原料在950～1200℃不同烧结温度下制备了具有一定强度和气孔率的多孔陶瓷样品。利用TG,DTA,XRD、气孔率、抗弯强度和抗压强度等方法对陶瓷样品进行测试分析。优选获得了抗弯强度达10～33MPa,抗压强度为10～40MPa,气孔率达30％的镁橄榄石质多孔陶瓷。     

玻璃窑用轻质镁橄榄石砖的研制

为了开发玻璃窑用碱性耐火隔热产品,以镁橄榄石砂和镁砂为主原料制备了轻质镁橄榄石砖,并研究了结合剂种类(分别为MgCl2.6H2O、亚硫酸盐纸浆和QH)及其加入量(质量分数分别为5%、7.5%和10%)、添加剂加入量(质量分数分别为2%、3%、4%和5%)、造孔剂菱镁矿加入量(质量分数分别为10%、15%、20%、28%和36%)以及烧成温度(分别为1 300、1 350、1 400、1 450和1 500℃)对轻质镁橄榄石砖的影响。结果表明:以镁橄榄石砂为主要原料,添加36%(w)的造孔剂和4%(w)的添加剂,同时外加7.5%(w)的QH作结合剂,干燥后于1 400℃保温2 h煅烧,可以生产出体积密度为1.84 g.cm-3,显气孔率为43%,耐压强度为10 MPa,热导率(800℃)为0.63 W.m-1.K-1的玻璃窑用轻质镁橄榄石砖。     

高镁质铁尾矿制备镁橄榄石耐火材料试验研究

以河北省某高镁质铁尾矿为原料,经预先煅烧、熟料细磨后掺加少量轻烧镁砂和电熔镁砂,采用模压成型、高温烧结等工艺制备镁橄榄石耐火材料。采用正交试验探讨了铁尾矿熟料细磨时间、粘结剂乙二醇溶解酚醛树脂用量、成型压力、最高烧结温度、保温时间对烧结样品的体积密度、常温抗压强度和荷重软化温度的影响,并优化了工艺参数,结果表明：在铁尾矿熟料细磨15 min、粘结剂用量为8%、等静压成型压力为130 MPa、最高烧结温度为1 500℃、保温时间为6 h的最佳工艺条件下,得到的烧结样品体积密度为2.80 g/cm³、常温抗压强度为50.7 MPa、荷重软化温度为1 685℃、抗热震性为10次,主晶相为镁橄榄石,次晶相为方镁石,另含少量尖晶石。研究成果可为此类铁尾矿的综合利用提供技术支撑。     

硼泥制备镁橄榄石多孔陶瓷的研究

本着环保、矿尾高效利用的原则,对硼砂尾矿制备镁橄榄石多孔陶瓷工艺进行了实验研究,结果表明:最优条件助烧剂为硼酸,硼泥和硼酸的质量比为4∶1,造孔剂10％,成型压力15MPa,烧结温度1000℃,保温时间为2小时,样品可以形成镁橄榄石,其线收缩为2.08％,体收缩为15.15％,气孔率为18.10％,抗弯强度为586MPa.制品完全可以达到技术标准要求,硼砂尾矿变废为宝的方案切实可行.     

烧结温度对合成镁橄榄石性能的影响

以电熔镁砂、二氧化硅微粉为原料,采用固相反应法合成镁橄榄石,研究了不同烧结温度及不同配比对合成镁橄榄石材料性能的影响.研究结果表明:以镁橄榄石的理论配比配料合成镁橄榄石,在温度较低时在镁砂表面形成一层镁橄榄石,随着温度的升高,镁橄榄石层变厚,方镁石颗粒被镁橄榄石层包围;烧结温度从1350℃升到1600℃,试样的显气孔率降低,组织结构变得致密,接近镁橄榄石理论配比的试样综合性能较优.     

低品位菱镁矿与硅石制备镁橄榄石的研究

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料制备镁橄榄石材料。研究了低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉引入量对制备的镁橄榄石材料中镁橄榄石的晶胞常数、微观结构及常温性能的影响。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对试样的相组成和显微结构进行了研究。利用X′ pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞常数进行分析。结构与性能分析结果表明：低品位菱镁矿中氧化镁与天然硅石中二氧化硅在高温条件下通过固相反应可以制备出以镁橄榄石为主晶相的镁橄榄石材料。随着低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉引入量的增加,镁橄榄石材料中镁橄榄石相的晶胞常数和晶胞体积有增加趋势。同时,随着方镁石相在镁橄榄石材料中的脱溶作用,镁橄榄石材料的体积密度和强度逐渐降低,显气孔率和吸水率逐渐增加。     

氧化镧对镁橄榄石晶体结构及性能的影响

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料,以氧化镧为添加剂,通过固相反应烧结制备镁橄榄石.研究讨论了氧化镧对镁橄榄石材料相组成、晶胞参数、微观结构及常温性能的影响.用XRD和SEM法对烧后试样的相组成和显微结构进行研究.利用X' pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞参数进行计算.按国家标准,检测镁橄榄石试样的体积密度、显气孔率、吸水率和常温耐压强度.结果表明:加入适量氧化镧可以促进了低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉与天然硅石中通过固相反应烧结合成制备镁橄榄石.氧化镧加入量为1.2％时,镁橄榄石的晶胞体积最大,镁橄榄石中引入氧化镧所造成的结构缺陷加速了离子扩散速度,而过量的氧化镧会进入晶界液相中.综合以上分析,氧化镧的引入量为1.2％时,镁橄榄石材料综合性能最好,其体积密度为2.44 g/cm3,显气孔率为23％,吸水率为9.5％,常温耐压强度为30.1 MPa.     

以Na2SO4介质制备镁橄榄石轻质材料的性能研究

以天然镁橄榄石和Na2SO4为原料,采用树脂作为结合剂,将原料压制成型,分别经900、1 000、1 100℃保温10 h烧后,再经过蒸馏水洗盐处理,经110℃24 h烘干后制备了镁橄榄石轻质材料。检测了试样的体积密度、显气孔率及常温耐压强度,并利用XRD、SEM及EDS分析了原料的相组成和试样的显微结构。结果表明:随着烧成温度的升高,镁橄榄石烧结程度良好,在材料中形成骨架结构;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1时,熔盐与镁橄榄石反应生成的MgO具有较完整的晶体形貌,晶粒尺寸大的约5μm,小的约1μm;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1.3,在1 100℃烧后,经蒸馏水洗盐处理后的试样综合性能最佳,其显气孔率为56%,体积密度为1.3 g·cm-3,耐压强度为18 MPa。     

氧化锆对低品位菱镁矿制备镁橄榄石的影响

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料,以氧化锆为添加剂,通过固相反应烧结制备镁橄榄石。研究讨论了氧化锆对镁橄榄石材料相组成、晶胞参数、微观结构及常温性能的影响。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对烧后试样的相组成和显微结构进行研究。利用X′ Pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞参数进行计算。结果表明：加入适量氧化锆可以促进低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉与天然硅石通过固相反应烧结合成制备镁橄榄石。锆离子的置换作用导致镁橄榄石相的晶胞参数和晶胞体积减小。氧化锆加入质量分数为1.2%时,镁橄榄石综合性能最好,其密度为1.87 g/cm³,显气孔率为35.1%,吸水率为18.7 %,常温耐压强度为17.9 MPa。