基本信息
- 项目名称：
- 用镁渣制备耐火材料的工艺研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 目前，山西省主要采用皮江法生产金属镁，镁渣是金属镁冶炼过程中排出的工业废渣,每冶炼产出1吨金属镁，大约产出6.5～8吨镁渣。对于镁渣的处理，目前主要采用倾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等办法进行处理，利用率很低。本项目研究了一种以镁渣为主要原材料制备耐火材料的工艺。
- 详细介绍：
- 本项目的基本原理在于粉体颗粒在高温下发生固相反应生成性能稳定的固溶体，关键技术在于原料配方及烧结工艺。创新点在于开发了以镁渣为主要原料制备绿色耐火材料的新工艺，提高了镁渣的利用率。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 镁渣是金属镁冶炼过程中排出的工业废渣。山西省主要采用皮江法生产金属镁。在其生产过程中，每冶炼产出1吨金属镁，大约产出6.5～8吨镁渣。镁渣在金属镁的生产企业中属于废料，从还原罐中取出时仍然保持块状形态，在空气中自然冷却后，表层逐渐粉化为细小的粉末状物质。对于镁渣的处理，目前主要采用倾倒在荒地和填埋山洼的堆放、掩埋等办法进行处理，利用率很低。 镁渣的危害主要体现在以下两方面：一方面，金属镁渣为粉尘物，其中的细粉含量很高，直径小于150μm的颗粒超过60％，细于常见的煤灰粉尘、类似于水泥颗粒，悬浮在空气中很难沉降，在自然环境中极易形成粉尘污染，吸入呼吸道，造成呼吸道疾病，加上我国北方气候干燥多风，更加剧了危害的严重性。另一方面，金属镁渣还具有很强的吸潮性，容易使土壤盐碱化，造成土壤板结。堆积过金属镁渣的土地及其周边范围基本无法再用于农业耕种，造成大量的农田减少，随着我国耕地面积的减少和近年全球粮食价格的上涨，这一危害逐渐凸现。 本项目的基本原理在于粉体颗粒在高温下发生固相反应生成性能稳定的固溶体，关键技术在于原料配方及烧结工艺。创新点在于开发了以镁渣为主要原料制备耐火材料的新工艺，提高了镁渣的利用率，使高钙耐火材料的抗水化性能、抗压强度及耐火度达到使用要求。
科学性、先进性
- 将开发出一种以镁渣为主要原料的耐材制备新工艺，所制备的新型耐材与传统耐材相比，具有以下几个优点： 1、以工业固体废弃物镁渣为主要原料制备耐材料的技术，为国内首创； 2、所制备的镁渣耐材水化性能实现沸水浴70h无粉化，避免传统高钙砖抗水化性能差的致命缺陷； 3、所制备的耐材镁渣利用量大（质量分数大于35%，全国最大镁渣水泥生产线镁渣利用质量分数为30%）。 技术说明及参考文献： [1] 原碧霞. 全国最大的镁渣水泥生产线在广灵启动[J]. 建材工业信息. 2002(1): 41.
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 图片 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术及优势：以镁渣为原材料采用高温烧结制备耐火材料的技术，为国内首创。 应用范围：1、将镁产业的固体废弃物镁渣作为主要原料，实现固体废物的资源化；2、该技术可应用于镁产业的固废处理及钢铁、煅烧菱镁矿等行业的耐火材料。 市场分析及经济效益预测：通过炼镁厂以镁渣为原料，以烧结为主要工艺制备炼镁炉膛内壁耐材是实现资源化的好办法，走自产自销的路线符合循环经济的理念。实现固体废弃物镁渣的资源化，开发一种以镁渣为主要原料烧结耐火材料的工艺，为镁渣的循环利用开辟一条新的途径，实现固体废弃物镁渣的资源化；实现提高固体废弃物的利用量，以节约更多的自然资源；提高利用固体废弃物的附加值并有利于实现环保。
同类课题研究水平概述
- 国外对镁渣这种工业废料的研究很少，可以说直到现在相关这种废渣材料应用的研究仍寥寥无几。巴西联邦大学的学者在2004年开始对这种工业废料作了初步的研究，表明镁渣掺入砂浆中与硅酸盐水泥相比，试样中所含的碱性氧化物成分可以提高砂浆的耐久性。 国内已有武汉理工大学、西南工学院、合肥水泥研究院、山西建筑科学研究院、武汉理工大学和吉林建筑工程学院、太原科技大学等单位对镁渣进行了研究。方向主要集中两方面，一方面在利用镁渣替代一部分水泥熟料生产矿渣硅酸盐水泥，日前已经在很多地区试生产，但通常镁渣中含有一定量的未被还原的MgO，MgO加入到水泥中会由于吸水性导致水泥的抗水能力急剧下降，从而导致水泥标号下降，引发工程安全问题，为此我组从其他角度研究镁渣综合利用；另一方面集中在利用镁渣与部分水泥熟料、石膏等作免烧耐火材料，而免烧耐火材料最大的不足在于游离CaO的水化，CaO+H2O=Ca(OH)2，由于镁渣中CaO含量占65%，CaO水化生成Ca(OH)2，产生膨胀，而使免烧材料出现裂纹或开裂。CaO的水化活性是本质问题，任何方式的钝化只能延缓其水化进程，而不能改变其本质，因此通过烧结工艺，提高烧成温度及在配料时加入添加物，在烧结过程中添加物与CaO反应生成抗水化的高温化合物是镁渣克服水化的一个良好途径。 本项目的成功实施，将开发出一种以镁渣为主要原料的耐火材料制备新工艺，所制备的耐火材料将具有抗压强度高、抗水化性能良好等优点。
