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基本信息

項(xiàng)目名稱：
用鎂渣制備耐火材料的工藝研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)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(duì)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(jìn)行處理，利用率很低。本項(xiàng)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(xì)介紹：
本項(xiàng)目的基本原理在于粉體顆粒在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)生成性能穩(wěn)定的固溶體，關(guān)鍵技術(shù)在于原料配方及燒結(jié)工藝。創(chuàng)新點(diǎn)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。

作品圖片

  • 用鎂渣制備耐火材料的工藝研究
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

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(shí)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(xì)小的粉末狀物質(zhì)。對(duì)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(jìn)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(xì)粉含量很高，直徑小于150μm的顆粒超過60％，細(xì)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(fēng)，更加劇了危害的嚴(yán)重性。另一方面，金屬鎂渣還具有很強(qiáng)的吸潮性，容易使土壤鹽堿化，造成土壤板結(jié)。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(jià)格的上漲，這一危害逐漸凸現(xiàn)。 本項(xiàng)目的基本原理在于粉體顆粒在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)生成性能穩(wěn)定的固溶體，關(guān)鍵技術(shù)在于原料配方及燒結(jié)工藝。創(chuàng)新點(diǎn)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(qiáng)度及耐火度達(dá)到使用要求。

科學(xué)性、先進(jìn)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(gè)優(yōu)點(diǎn)： 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(shù)，為國內(nèi)首創(chuàng)； 2、所制備的鎂渣耐材水化性能實(shí)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(zhì)量分?jǐn)?shù)大于35%，全國最大鎂渣水泥生產(chǎn)線鎂渣利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%）。 技術(shù)說明及參考文獻(xiàn)： [1] 原碧霞. 全國最大的鎂渣水泥生產(chǎn)線在廣靈啟動(dòng)[J]. 建材工業(yè)信息. 2002(1): 41.

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

暫無

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

有償轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

圖片 樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

技術(shù)及優(yōu)勢(shì)：以鎂渣為原材料采用高溫?zé)Y(jié)制備耐火材料的技術(shù)，為國內(nèi)首創(chuàng)。 應(yīng)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(shí)現(xiàn)固體廢物的資源化；2、該技術(shù)可應(yīng)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(chǎng)分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：通過煉鎂廠以鎂渣為原料，以燒結(jié)為主要工藝制備煉鎂爐膛內(nèi)壁耐材是實(shí)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(jì)的理念。實(shí)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(jié)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(shí)現(xiàn)固體廢棄物鎂渣的資源化；實(shí)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(shí)現(xiàn)環(huán)保。

同類課題研究水平概述

國外對(duì)鎂渣這種工業(yè)廢料的研究很少，可以說直到現(xiàn)在相關(guān)這種廢渣材料應(yīng)用的研究仍寥寥無幾。巴西聯(lián)邦大學(xué)的學(xué)者在2004年開始對(duì)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(xué)、西南工學(xué)院、合肥水泥研究院、山西建筑科學(xué)研究院、武漢理工大學(xué)和吉林建筑工程學(xué)院、太原科技大學(xué)等單位對(duì)鎂渣進(jìn)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(huì)由于吸水性導(dǎo)致水泥的抗水能力急劇下降，從而導(dǎo)致水泥標(biāo)號(hào)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(zhì)問題，任何方式的鈍化只能延緩其水化進(jìn)程，而不能改變其本質(zhì)，因此通過燒結(jié)工藝，提高燒成溫度及在配料時(shí)加入添加物，在燒結(jié)過程中添加物與CaO反應(yīng)生成抗水化的高溫化合物是鎂渣克服水化的一個(gè)良好途徑。 本項(xiàng)目的成功實(shí)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(qiáng)度高、抗水化性能良好等優(yōu)點(diǎn)。
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