本發(fā)明涉及一種有色冶煉爐爐襯噴補料，具體涉及一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料。
二、
背景技術：
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近些年來，隨著我國有色行業(yè)的快速發(fā)展，有色冶煉廠不斷采用新工藝、新技術，同時有色冶煉爐的大型化和高效化發(fā)展，對爐襯耐火材料提出了新的性能要求，從而使爐襯耐火材料的使用環(huán)境更加苛刻。在有色重金屬冶煉過程中，鐵硅渣的侵蝕、高溫熔體的沖刷以及金屬熔體的滲透，使耐火爐襯經常發(fā)生嚴重的結構剝落，迫使窯爐不得不停產補爐，但是頻繁性的停爐修補，不僅損耗窯爐的使用壽命延誤生產，同時也耗費能源。因此，急需開發(fā)研究一種有色冶煉爐爐襯用熱態(tài)噴補料，能夠有效延緩冶煉爐的損毀期、提高爐襯壽命、減少大中修費用，保證生產連續(xù)運行。
菱鎂尾礦是浮選菱鎂礦時產生的固體廢棄物，開采菱鎂礦時產生的菱鎂尾礦數(shù)量較多且占地面積大、污染環(huán)境，其主要化學成分是氧化鎂、二氧化硅和二氧化碳。
三、
技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料。本發(fā)明噴補料采用利用廢棄菱鎂尾礦合成的鎂橄欖石砂為原料，既有利于環(huán)保和鎂質資源再生，又開發(fā)一種適用于有色冶煉爐爐襯修補用的熱態(tài)噴補料，且本發(fā)明噴補料具有強度高、抗?jié)B透和耐侵蝕等優(yōu)異性能。
為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術方案為：
本發(fā)明提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，所述鎂橄欖石-碳質噴補料主要由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂30～60％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂10～30％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂10～30％，結合劑5～15％和添加劑6～20％組成。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉62～80wt％、石英粉10～25wt％和輕燒鎂粉8～15wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為10～20分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀或塊狀的固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥或在干燥器中通熱風干燥，干燥后得到料球或料塊；
d、將步驟c得到的料球或料塊置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1580～1750℃，焙燒保溫時間為3～6h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球或料塊；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球或料塊進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，步驟c中采用壓球設備將粉狀混合料壓制成球狀；采用自然干燥方式對固體坯料進行干燥。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述得到的合成鎂橄欖石砂中MgO質量百分含量≥60％，SiO2質量百分含量≥30％，各種成分的質量百分含量之和為100％。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述結合劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥中的兩種或兩種以上。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述結合劑由三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥組成，各成分所占的重量百分含量分別為三聚磷酸鈉1～10％、六偏磷酸鈉15～40％、硅微粉20～60％和鋁酸鈣水泥10～60％。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述添加劑為輕燒鎂砂、滑石粉、氧化硼B(yǎng)2O3、碳化硅、球狀瀝青和碳酸鋰LiCO3中的至少一種。
根據(jù)上述的有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，所述添加劑由原料輕燒鎂砂、滑石粉、氧化硼B(yǎng)2O3、碳化硅、球狀瀝青和碳酸鋰LiCO3組成，各原料重量百分組成配比為：粒度<0.088mm的輕燒鎂砂30～60％、粒度<0.088mm的滑石粉5～20％、粒度<0.088mm的B2O31～10％、粒度<0.088mm的碳化硅10～30％、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青5～15％和粒度<0.088mm的碳酸鋰LiCO3 2～7％。
另外，提供一種有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
a、首先按照上述鎂橄欖石-碳質噴補料的配比比例稱取各種原料、結合劑和添加劑；
b、將步驟a稱取的細粉原料、結合劑和添加劑加入雙螺旋混合機進行預混合，得到預混合料；
c、將步驟b得到的預混合料采用500kg級的輪碾式混砂機進行再次混合；混合料加料順序為：首先加入步驟a稱取的顆粒原料攪拌5～10分鐘，然后加入步驟b得到的預混合料攪拌10～15分鐘；總混料時間為15～20分鐘，使得噴補料各成分混合均勻，混勻后出料進行包裝即可。
本發(fā)明的積極有益效果：
1、本發(fā)明鎂橄欖石碳質噴補料中采用菱鎂尾礦合成的鎂橄欖石砂，浮選高硅菱鎂石尾礦是固體廢棄物，由于其氧化鎂含量高、氧化鐵和氧化鈣含量低，再加入石英粉和輕燒鎂砂粉，將低熔點礦物轉化為高熔點的鎂橄欖石相以及有少量的鐵酸鎂存在，使得合成的鎂橄欖石砂高溫性能好、且與多數(shù)耐火材料具有良好的相容性。
2、本發(fā)明噴補料中引入碳化硅，由于碳化硅本身具有良好的抗渣侵蝕性、線膨脹系數(shù)小、抗熱震性好且高溫耐磨性好等優(yōu)點，使得噴補料在使用中避免產生因應力過大引起的爐襯結構剝落和開裂現(xiàn)象。另外，在高溫加熱中碳化硅氧化生產的SiO2可附著在內襯表面，防止渣的滲透，對爐襯起保護作用，延長使用壽命。
3、本發(fā)明噴補料配料中采用的添加劑由輕燒鎂砂、滑石粉、B2O3、碳化硅、球狀瀝青和LiCO3組成。所述添加劑具有比表面大、活性高等特點，有促進燒結作用，從而增強陶瓷結構的形成；添加劑的加入有助于噴補料的燒結性和流動性的提高，改善其燒結進程、縮短燒結時間，流動性的改善則使料漿不容易堵塞噴槍，便于施工。
4、本發(fā)明鎂橄欖石-碳質噴補料采用結合劑為復合結合劑，選用三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅微粉和鋁酸鈣水泥中的至少兩種。采用復合結合劑可在噴補料反應過程中迅速形成復合體結構，增強噴補料的粘結性和流動性，同時提高在中溫的強度。
5、本發(fā)明鎂橄欖石-碳質噴補料主要用于有色冶煉轉爐或反射爐，具有良好的抗侵蝕、防滲透、抗剝落性等優(yōu)點，且附著率高、易于噴補。有效地延長冶煉爐的使用壽命，并減少維修成本，提高生產效率，實現(xiàn)良好的經濟效益。
四、具體實施方式：
以下結合實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內容。
實施例1：
本發(fā)明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂60％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂15％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂10％，結合劑5％和添加劑10％組成；
所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉70wt％、石英粉15wt％和輕燒鎂粉15wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為10分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥，干燥后得到料球；
d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1650℃，焙燒保溫時間為4h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
以重量百分含量表示，所述結合劑由原料三聚磷酸鈉10％、硅微粉35％和鋁酸鈣水泥55％組成；
以重量百分含量表示，所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂60％、粒度為<0.088mm的滑石粉10％、粒度為<0.088mm的B2O3 5％、粒度為<0.088mm的碳化硅15％和粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青10％組成。
本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測，其檢測結果詳見表1。
表1實施例1鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果
實施例2：
本發(fā)明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂50％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂20％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂15％，結合劑9％和添加劑6％組成；
所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉75wt％、石英粉17wt％和輕燒鎂粉8wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為15分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥，干燥后得到料球；
d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1700℃，焙燒保溫時間為3h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
以重量百分含量表示，所述結合劑由原料六偏磷酸鈉40％和鋁酸鈣水泥60％組成；
以重量百分含量表示，所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂50％、粒度為<0.088mm的滑石粉15％、粒度為<0.088mm的碳化硅20％、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青10％和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO3 5％組成。
本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測，其檢測結果詳見表2。
表2實施例2鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果
實施例3：
本發(fā)明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂40％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂25％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂20％，結合劑8％和添加劑7％組成；
所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉62wt％、石英粉25wt％和輕燒鎂粉13wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為20分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥，干燥后得到料球；
d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1580℃，焙燒保溫時間為6h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
以重量百分含量表示，所述結合劑由原料三聚磷酸鈉8％、六偏磷酸鈉37％和硅微粉55％組成；
以重量百分含量表示，所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂40％、粒度為<0.088mm的滑石粉20％、粒度為<0.088mm的B2O3 10％、粒度為<0.088mm的碳化硅25％和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO3 5％組成。
本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測，其檢測結果詳見表3。
表3實施例3鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果
實施例4：
本發(fā)明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂30％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂10％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂30％，結合劑15％和添加劑15％組成；
所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉80wt％、石英粉10wt％和輕燒鎂粉10wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為15分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥，干燥后得到料球；
d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1750℃，焙燒保溫時間為3h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
以重量百分含量表示，所述結合劑由三聚磷酸鈉5％、六偏磷酸鈉16％、硅微粉42％和鋁酸鈣水泥37％組成；
以重量百分含量表示，所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂30％、粒度為<0.088mm的滑石粉8％、粒度為<0.088mm的B2O3 10％、粒度為<0.088mm的碳化硅30％、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青15％和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO3 7％組成。
本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測，其檢測結果詳見表4。
表4實施例4鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果
實施例5：
本發(fā)明有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料，以重量百分含量表示，由原料粒度為0-3mm的合成鎂橄欖石砂45％，粒度為2-4mm的中檔鎂砂30％，粒度為<0.088mm的電熔鎂砂10％，結合劑6％和添加劑9％組成；
所述合成鎂橄欖石砂是由以下方法制備而成：
a、首先將菱鎂尾礦、石英粉和輕燒鎂粉置于球磨機中分別磨細至<0.044mm；
b、將磨細后粒度均<0.044mm的尾礦粉72wt％、石英粉18wt％和輕燒鎂粉10wt％三種原料細粉加入三維混料機中，充分混合均勻，混合時間為15分鐘；
c、將步驟b混合均勻的粉狀混合料壓制成球狀固體坯料，固體坯料的體積密度>2.30g/cm3；將固體坯料進行自然干燥，干燥后得到料球；
d、將步驟c得到的料球置于高溫隧道窯內于氧化氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為1600℃，焙燒保溫時間為4h，焙燒后進行冷卻，得到合成鎂橄欖石料球；
e、將冷卻后得到的合成鎂橄欖石料球進行破碎分級，得到所需要粒度的合成鎂橄欖石。
以重量百分含量表示，所述結合劑由原料六偏磷酸鈉25％、硅微粉30％和鋁酸鈣水泥45％組成；
以重量百分含量表示，所述添加劑由原料粒度為<0.088mm的輕燒鎂砂55％、粒度為<0.088mm的滑石粉5％、粒度為<0.088mm的B2O3 10％、粒度為<0.088mm的碳化硅10％、粒度為0.1-0.45mm的球狀瀝青15％和粒度為<0.088mm的碳酸鋰LiCO3 5％組成。
本實施例鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測，其檢測結果詳見表5。
表5實施例5鎂橄欖石-碳質噴補料經過性能檢測結果
本發(fā)明實施例1-5有色冶煉爐用鎂橄欖石-碳質噴補料的制備方法：
a、首先按照實施例1-5任一所述鎂橄欖石-碳質噴補料的配比比例稱取各種原料、結合劑和添加劑；
b、將步驟a稱取的細粉原料、結合劑和添加劑加入雙螺旋混合機進行預混合，得到預混合料；
c、將步驟a稱取的顆粒原料加入500kg級的輪碾式混砂機中攪拌混合5分鐘，然后加入步驟b得到的預混合料再次進行混合攪拌15分鐘；總混料時間為20分鐘，使得噴補料各成分混合均勻，混勻后出料進行包裝即可。
本發(fā)明實施例鎂橄欖石-碳質噴補料的使用方法：
有色冶煉窯爐停爐修補時，將本發(fā)明制備的鎂橄欖石-碳質噴補料加入高壓噴涂料罐內，接通氣源和水源，氣壓大于0.5MPa，先進行試噴涂，將水量調整到噴補料能附著并不流淌位置，加水量8-15wt％。噴補時，噴槍與噴涂面垂直，緩慢移動噴頭，確保噴涂面厚度均勻，一次噴涂厚度不得大于60mm，噴涂后燒結10-20分鐘后即可投入使用。