用铁尾矿和镁尾矿制备MS隔热砖的工艺研究

摘要

尾矿综合利用开发高附加值产品的研究是目前国内外普遍关注的课题。本课题结合辽宁省铁尾矿和镁尾矿的物理化学性质，进行了高硅鞍山型铁尾矿和浮选镁尾矿生产镁橄榄石 (M<,2>S) 隔热耐火材料工艺技术的研究。 在研究中，通过相图和热力学等的知识以及多次实验验证，最终确定了镁橄榄石质隔热耐火材料合成实验的可行性和原料的最佳配比。使用XRD、SEM等实验检测方法对铁尾矿和镁尾矿为原料合成镁橄榄石的生成过程、微观结构、相组成进行了研究分析，确定合成反应机理以及合理的烧结制度。实验结果如下： (1) 通过理论分析和多次实验最终确定原料最佳配比为 m<,铁尼矿>：m<,镁尾矿>：m<,轻烧镁粉>=3：5：2，烧成温度为 1450℃。 (2) 实验采用添加物燃尽法制备镁橄榄石隔热耐火砖，用聚苯乙烯小珠球作为添加物可以有效调节砖的气孔率。 (3) 用硅微粉和轻烧镁粉作粘结剂可以使制品具有良好的干坯强度和使用强度。 (4) 利用制得的镁橄榄石隔热砖经破碎后还可以制备镁橄榄石质不定形耐火材料。 (5) XRD和SEM结果表明，制品的主要成分为镁橄榄石和少量方镁石。 (6) 常温抗折抗压、重烧线变化、耐火度和负荷软化实验结果表明：制品能够达到国家标准并且可以取代一些传统的轻质耐火材料，如高铝砖和黏土砖等。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

第一章综述

1.1隔热耐火材料

1.1.1轻质隔热材料的分类

1.1.2轻质隔热耐火材料的特性

1.1.3隔热原理

1.1.4轻质隔热耐火材料的优缺点

1.1.5轻质隔热耐火材料制品及性能

1.2镁橄榄石质隔热耐火材料

1.2.1镁橄榄石的性质

1.2.2天然镁橄榄石原料

1.2.3煅烧镁橄榄石物料过程中的物理化学变化及分析

1.2.4镁橄榄石质制品的应用

1.2.5镁橄榄石的隔热砖与其他隔热砖的性能比较

1.3铁尾矿

1.3.1尾矿的定义

1.3.2铁尾矿的分类

1.3.3铁尾矿的危害

1.3.4国内外尾矿的利用

1.4菱镁矿

1.4.1资源

1.4.2开发利用

1.4.3用途

1.4.4市场

1.6添加物

1.6.1白色污染与废聚苯乙烯

1.7本课题的创新点

第二章实验设备及需检测的性能

2.1实验设备

2.2实验所需检测性能

2.2.1常温耐压

2.2.2气孔率和体积密度

2.2.3热导率(导热系数)

2.2.4重烧线变化

2.2.5耐火度

2.2.6负荷软化温度

2.3实验分析方法

2.3.1扫描电镜

2.3.2 X-衍射

第三章理论分析及实验方法的确定

3.1实验原料

3.1.1铁尾矿

3.1.2轻烧镁粉

3.1.3镁尾矿

3.2计算理论配比

3.3合成镁橄榄石的热力学分析

3.3.1合成镁橄榄石的吉布斯自由能计算结果

3.3.2吉布斯自由能计算结果分析

3.4镁橄榄石合成过程中的液相分析

3.4.1液相量计算的意义

3.4.2合成镁橄榄石的液相量计算

3.4.3液相量的分析

3.4.4液相量对烧结的意义

3.5镁橄榄石质耐火材料的相图分析

3.6镁橄榄石生成过程的XRD图谱实验结果

3.7小结

第四章镁橄榄石隔热耐火材料的制备

4.1硅微粉和轻烧镁粉作粘结剂

4.2密度的调整

4.2.1用聚苯乙烯小珠球作添加物来调整密度

4.2.2聚苯乙烯小珠球的制备

4.3镁橄榄石砖强度的保证和裂纹的控制

4.4砖的制备

4.4.1砖的制作流程图

4.4.2磨料和混合

4.4.3困料

4.4.4砖的成型

4.4.5烘干

4.4.6烧成

4.5轻质镁橄榄石浇注料的制备

第五章实验结果及与其他耐火砖的比较

5.1体积密度、常温抗折强度、常温抗压强度和气孔率结果及分析

5.2重烧线变化结果及分析

5.3耐火度结果及分析

5.4荷重软化温度结果及分析

5.5扫描电镜实验结果

5.6镁橄榄石隔热砖与其他耐火材料的比较

5.7轻质镁橄榄石质浇注料的性能与其他耐火材料的比较

5.7.1重烧线变化实验结果

5.7.2常温抗折强度、常温抗压强度实验结果

5.7.3轻质镁橄榄石质浇注料与其他浇注料的性能比较

5.8本章小结

结论

参考文献

致谢