基本信息
- 項目名稱：
- 用鎂渣制備耐火材料的工藝研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 目前，山西省主要采用皮江法生產(chǎn)金屬鎂，鎂渣是金屬鎂冶煉過程中排出的工業(yè)廢渣,每冶煉產(chǎn)出1噸金屬鎂，大約產(chǎn)出6.5～8噸鎂渣。對于鎂渣的處理，目前主要采用傾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等辦法進行處理，利用率很低。本項目研究了一種以鎂渣為主要原材料制備耐火材料的工藝。
- 詳細介紹：
- 本項目的基本原理在于粉體顆粒在高溫下發(fā)生固相反應生成性能穩(wěn)定的固溶體，關鍵技術在于原料配方及燒結工藝。創(chuàng)新點在于開發(fā)了以鎂渣為主要原料制備綠色耐火材料的新工藝，提高了鎂渣的利用率。
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作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 鎂渣是金屬鎂冶煉過程中排出的工業(yè)廢渣。山西省主要采用皮江法生產(chǎn)金屬鎂。在其生產(chǎn)過程中，每冶煉產(chǎn)出1噸金屬鎂，大約產(chǎn)出6.5～8噸鎂渣。鎂渣在金屬鎂的生產(chǎn)企業(yè)中屬于廢料，從還原罐中取出時仍然保持塊狀形態(tài)，在空氣中自然冷卻后，表層逐漸粉化為細小的粉末狀物質。對于鎂渣的處理，目前主要采用傾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等辦法進行處理，利用率很低。 鎂渣的危害主要體現(xiàn)在以下兩方面：一方面，金屬鎂渣為粉塵物，其中的細粉含量很高，直徑小于150μm的顆粒超過60％，細于常見的煤灰粉塵、類似于水泥顆粒，懸浮在空氣中很難沉降，在自然環(huán)境中極易形成粉塵污染，吸入呼吸道，造成呼吸道疾病，加上我國北方氣候干燥多風，更加劇了危害的嚴重性。另一方面，金屬鎂渣還具有很強的吸潮性，容易使土壤鹽堿化，造成土壤板結。堆積過金屬鎂渣的土地及其周邊范圍基本無法再用于農(nóng)業(yè)耕種，造成大量的農(nóng)田減少，隨著我國耕地面積的減少和近年全球糧食價格的上漲，這一危害逐漸凸現(xiàn)。 本項目的基本原理在于粉體顆粒在高溫下發(fā)生固相反應生成性能穩(wěn)定的固溶體，關鍵技術在于原料配方及燒結工藝。創(chuàng)新點在于開發(fā)了以鎂渣為主要原料制備耐火材料的新工藝，提高了鎂渣的利用率，使高鈣耐火材料的抗水化性能、抗壓強度及耐火度達到使用要求。
科學性、先進性
- 將開發(fā)出一種以鎂渣為主要原料的耐材制備新工藝，所制備的新型耐材與傳統(tǒng)耐材相比，具有以下幾個優(yōu)點： 1、以工業(yè)固體廢棄物鎂渣為主要原料制備耐材料的技術，為國內(nèi)首創(chuàng)； 2、所制備的鎂渣耐材水化性能實現(xiàn)沸水浴70h無粉化，避免傳統(tǒng)高鈣磚抗水化性能差的致命缺陷； 3、所制備的耐材鎂渣利用量大（質量分數(shù)大于35%，全國最大鎂渣水泥生產(chǎn)線鎂渣利用質量分數(shù)為30%）。 技術說明及參考文獻： [1] 原碧霞. 全國最大的鎂渣水泥生產(chǎn)線在廣靈啟動[J]. 建材工業(yè)信息. 2002(1): 41.
獲獎情況及鑒定結果
- 暫無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 有償轉讓
作品可展示的形式
- 圖片 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術及優(yōu)勢：以鎂渣為原材料采用高溫燒結制備耐火材料的技術，為國內(nèi)首創(chuàng)。 應用范圍：1、將鎂產(chǎn)業(yè)的固體廢棄物鎂渣作為主要原料，實現(xiàn)固體廢物的資源化；2、該技術可應用于鎂產(chǎn)業(yè)的固廢處理及鋼鐵、煅燒菱鎂礦等行業(yè)的耐火材料。 市場分析及經(jīng)濟效益預測：通過煉鎂廠以鎂渣為原料，以燒結為主要工藝制備煉鎂爐膛內(nèi)壁耐材是實現(xiàn)資源化的好辦法，走自產(chǎn)自銷的路線符合循環(huán)經(jīng)濟的理念。實現(xiàn)固體廢棄物鎂渣的資源化，開發(fā)一種以鎂渣為主要原料燒結耐火材料的工藝，為鎂渣的循環(huán)利用開辟一條新的途徑，實現(xiàn)固體廢棄物鎂渣的資源化；實現(xiàn)提高固體廢棄物的利用量，以節(jié)約更多的自然資源；提高利用固體廢棄物的附加值并有利于實現(xiàn)環(huán)保。
同類課題研究水平概述
- 國外對鎂渣這種工業(yè)廢料的研究很少，可以說直到現(xiàn)在相關這種廢渣材料應用的研究仍寥寥無幾。巴西聯(lián)邦大學的學者在2004年開始對這種工業(yè)廢料作了初步的研究，表明鎂渣摻入砂漿中與硅酸鹽水泥相比，試樣中所含的堿性氧化物成分可以提高砂漿的耐久性。 國內(nèi)已有武漢理工大學、西南工學院、合肥水泥研究院、山西建筑科學研究院、武漢理工大學和吉林建筑工程學院、太原科技大學等單位對鎂渣進行了研究。方向主要集中兩方面，一方面在利用鎂渣替代一部分水泥熟料生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥，日前已經(jīng)在很多地區(qū)試生產(chǎn)，但通常鎂渣中含有一定量的未被還原的MgO，MgO加入到水泥中會由于吸水性導致水泥的抗水能力急劇下降，從而導致水泥標號下降，引發(fā)工程安全問題，為此我組從其他角度研究鎂渣綜合利用；另一方面集中在利用鎂渣與部分水泥熟料、石膏等作免燒耐火材料，而免燒耐火材料最大的不足在于游離CaO的水化，CaO+H2O=Ca(OH)2，由于鎂渣中CaO含量占65%，CaO水化生成Ca(OH)2，產(chǎn)生膨脹，而使免燒材料出現(xiàn)裂紋或開裂。CaO的水化活性是本質問題，任何方式的鈍化只能延緩其水化進程，而不能改變其本質，因此通過燒結工藝，提高燒成溫度及在配料時加入添加物，在燒結過程中添加物與CaO反應生成抗水化的高溫化合物是鎂渣克服水化的一個良好途徑。 本項目的成功實施，將開發(fā)出一種以鎂渣為主要原料的耐火材料制備新工藝，所制備的耐火材料將具有抗壓強度高、抗水化性能良好等優(yōu)點。
