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菱镁矿碎矿生产烧结镁砂工艺方案确定

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发布时间:2015-06-06

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菱镁矿经过回转窑煅烧后,广泛应用于冶金、化工、建材等领域,是国民经济重要的基础性原料。目前利用菱镁矿生产轻烧镁砂、烧结镁砂及电熔镁砂时,为了保证煅烧过程中的透气性,入窑菱镁矿块度要求在20mm以上,块度小于20mm的碎矿基本被废弃,导致每年有近400万t菱镁矿资源被浪费。为了提高菱镁矿资源的有效利用率,本研究中将这些废弃的菱镁矿碎矿通过破碎、研磨、高温煅烧等工序制成烧结镁砂,通过研究菱镁矿碎矿的粒度配比、结合剂选择和成型压力,得出了用菱镁矿碎矿生产烧结镁砂的工艺方案,制备出了性能达到国标要求的烧结镁砂。

菱镁矿

菱镁矿碎矿生产所用到的主要设备

回转窑

回转窑

回转窑

回转窑

1、粒度配比

按照粒度配比既定方案,将各种原料混合均匀,随着碎矿细颗粒比例增加,烧后原料的体积密度逐渐增加。分析其原因是:随着碎矿粒度的减小,其颗粒比表面积增大,反应界面和扩散界面也相应的增加,烧结速率增大,烧结程度高;此外,碎矿颗粒粒度越小,其内部结构遭到破坏的程度就越大,晶体缺陷增加,就降低了碎矿烧结的活化能,也有利于烧结。因此,随着碎矿颗粒粒度的减小,其原料的烧结程度越好,致密化程度越高。通过比较1800℃煅烧后的体积密度,≤0.088mm菱镁矿碎矿为最佳粒度配比。

2、结合剂选择

按照以上得出的的粒度配比进行结合剂的选择。MgCl2溶液与高活性轻烧镁粉混合后,可促使活性氧化镁溶解水化,增加Mg2+和OH-数量,可以保证Mg(OH)2大量并可持续存在,最终MgCl2溶液与Mg(OH)2形成氯氧化镁;同时,纸浆废液中含有细小的类似于胶体或者纤维的物质,氯氧化镁就会与这些物质在菱镁矿之间形成连续而坚硬的结晶骨架,使得原矿的常温线强度和荷重破碎温度均提高。通过结合剂选择,确定结合剂为MgCl2溶液与纸浆废液按3:1质量比混合的复合溶液。

3、成型压力的确定

成型压力的大小直接影响坯体的致密化程度。坯体的致密化程度越高,在煅烧过程中克服阻碍烧结的活化能就越小,煅烧后的体积密度越大。经过研究,可以得出结论:随着成型压力在45~250MPa逐渐增加,原矿的烧后致密化程度逐渐增大;成型压力增至300MPa时,因弹性后效造成原矿出现层裂,导致原矿的密度降低。因此,确定成型压力为250MPa。

4、烧结镁砂的工艺

通过以上研究可以得出碎矿制备烧结镁砂的工艺为:用颚式破碎机将菱镁矿碎矿破碎,分别按照不同粒度配比方案加入不同的结合剂混匀后,加入到球磨机进一步磨碎,最后进入烘干机经110℃24h烘干后,再在高温回转窑中经1800℃5h高温煅烧。通过对比可以看出,采用菱镁矿碎矿按工艺制备的烧结镁砂,可以达到MS96牌号的理化指标要求。

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