申请号：CN201610492625.3申请日：2016.06.23国家/省市：41(河南)公开号：CN106116608A公开日：2016.11.16授权公告号：CN106116608B授权公告日：2018.09.18主分类号：C04B35/66 分类号：C04B35/66;C04B35/20;C04B35/626

申请人：河南瑞泰耐火材料科技有限公司

一、技术领域：

本发明涉及一种有色冶炼炉炉衬喷补料，具体涉及一种有色冶炼炉用镁橄榄石- 碳质喷补料。

二、背景技术：

近些年来，随着我国有色行业的快速发展，有色冶炼厂不断采用新工艺、新技术， 同时有色冶炼炉的大型化和高效化发展，对炉衬耐火材料提出了新的性能要求，从而使炉 衬耐火材料的使用环境更加苛刻。在有色重金属冶炼过程中，铁硅渣的侵蚀、高温熔体的冲 刷以及金属熔体的渗透，使耐火炉衬经常发生严重的结构剥落，迫使窑炉不得不停产补炉， 但是频繁性的停炉修补，不仅损耗窑炉的使用寿命延误生产，同时也耗费能源。因此，急需 开发研究一种有色冶炼炉炉衬用热态喷补料，能够有效延缓冶炼炉的损毁期、提高炉衬寿 命、减少大中修费用，保证生产连续运行。

菱镁尾矿是浮选菱镁矿时产生的固体废弃物，开采菱镁矿时产生的菱镁尾矿数量 较多且占地面积大、污染环境，其主要化学成分是氧化镁、二氧化硅和二氧化碳。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料。本发 明喷补料采用利用废弃菱镁尾矿合成的镁橄榄石砂为原料，既有利于环保和镁质资源再 生，又开发一种适用于有色冶炼炉炉衬修补用的热态喷补料，且本发明喷补料具有强度高、 抗渗透和耐侵蚀等优异性能。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，所述 镁橄榄石-碳质喷补料主要由原料粒度为0-3mm的合成镁橄榄石砂30～60%，粒度为2-4mm 的中档镁砂10～30%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂10～30%，结合剂5～15%和添加剂6～ 20%组成。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述合成镁橄榄石砂是由以下 方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉62～80wt%、石英粉10～25wt%和轻烧镁粉 8～15wt%三种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为10～20分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状或块状的固体坯料，固体坯料的体 积密度>2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥或在干燥器中通热风干燥，干燥后得到料球 或料块;

d、将步骤c得到的料球或料块置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温 度为1580～1750℃，焙烧保温时间为3～6h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球或料 块;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球或料块进行破碎分级，得到所需要粒度的合 成镁橄榄石。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，步骤c中采用压球设备将粉状混 合料压制成球状;采用自然干燥方式对固体坯料进行干燥。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述得到的合成镁橄榄石砂中 MgO质量百分含量≥60%，SiO 2质量百分含量≥30%，各种成分的质量百分含量之和为 100%。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述结合剂为三聚磷酸钠、六偏 磷酸钠、硅微粉和铝酸钙水泥中的两种或两种以上。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述结合剂由三聚磷酸钠、六偏 磷酸钠、硅微粉和铝酸钙水泥组成，各成分所占的重量百分含量分别为三聚磷酸钠1～ 10%、六偏磷酸钠15～40%、硅微粉20～60%和铝酸钙水泥10～60%。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述添加剂为轻烧镁砂、滑石 粉、氧化硼B 2O 3、碳化硅、球状沥青和碳酸锂LiCO 3中的至少一种。

根据上述的有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，所述添加剂由原料轻烧镁砂、滑 石粉、氧化硼B 2O 3、碳化硅、球状沥青和碳酸锂LiCO 3组成，各原料重量百分组成配比为：粒度 <0.088mm的轻烧镁砂30～60%、粒度<0.088mm的滑石粉5～20%、粒度<0.088mm的B 2O 31～ 10%、粒度<0.088mm的碳化硅10～30%、粒度为0.1-0.45mm的球状沥青5～15%和粒度< 0.088mm的碳酸锂LiCO 3 2～7%。

另外，提供一种有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料的制备方法，所述制备方法包 括以下步骤：

a、首先按照上述镁橄榄石-碳质喷补料的配比比例称取各种原料、结合剂和添加 剂;

b、将步骤a称取的细粉原料、结合剂和添加剂加入双螺旋混合机进行预混合，得到 预混合料;

c、将步骤b得到的预混合料采用500kg级的轮碾式混砂机进行再次混合;混合料加 料顺序为：首先加入步骤a称取的颗粒原料搅拌5～10分钟，然后加入步骤b得到的预混合料 搅拌10～15分钟;总混料时间为15～20分钟，使得喷补料各成分混合均匀，混匀后出料进行 包装即可。

本发明的积极有益效果：

1、本发明镁橄榄石碳质喷补料中采用菱镁尾矿合成的镁橄榄石砂，浮选高硅菱镁 石尾矿是固体废弃物，由于其氧化镁含量高、氧化铁和氧化钙含量低，再加入石英粉和轻烧 镁砂粉，将低熔点矿物转化为高熔点的镁橄榄石相以及有少量的铁酸镁存在，使得合成的 镁橄榄石砂高温性能好、且与多数耐火材料具有良好的相容性。

2、本发明喷补料中引入碳化硅，由于碳化硅本身具有良好的抗渣侵蚀性、线膨胀 系数小、抗热震性好且高温耐磨性好等优点，使得喷补料在使用中避免产生因应力过大引 起的炉衬结构剥落和开裂现象。另外，在高温加热中碳化硅氧化生产的SiO 2可附着在内衬 表面，防止渣的渗透，对炉衬起保护作用，延长使用寿命。

3、本发明喷补料配料中采用的添加剂由轻烧镁砂、滑石粉、B 2O 3、碳化硅、球状沥青 和LiCO 3组成。所述添加剂具有比表面大、活性高等特点，有促进烧结作用，从而增强陶瓷结 构的形成;添加剂的加入有助于喷补料的烧结性和流动性的提高，改善其烧结进程、缩短烧 结时间，流动性的改善则使料浆不容易堵塞喷枪，便于施工。

4、本发明镁橄榄石-碳质喷补料采用结合剂为复合结合剂，选用三聚磷酸钠、六偏 磷酸钠、硅微粉和铝酸钙水泥中的至少两种。采用复合结合剂可在喷补料反应过程中迅速 形成复合体结构，增强喷补料的粘结性和流动性，同时提高在中温的强度。

5、本发明镁橄榄石-碳质喷补料主要用于有色冶炼转炉或反射炉，具有良好的抗 侵蚀、防渗透、抗剥落性等优点，且附着率高、易于喷补。有效地延长冶炼炉的使用寿命，并 减少维修成本，提高生产效率，实现良好的经济效益。

四、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：

本发明有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，由原料粒度为 0-3mm的合成镁橄榄石砂60%，粒度为2-4mm的中档镁砂15%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂 10%，结合剂5%和添加剂10%组成;

所述合成镁橄榄石砂是由以下方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉70wt%、石英粉15wt%和轻烧镁粉15wt%三 种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为10分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状固体坯料，固体坯料的体积密度> 2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥，干燥后得到料球;

d、将步骤c得到的料球置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温度为 1650℃，焙烧保温时间为4h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球进行破碎分级，得到所需要粒度的合成镁橄 榄石。

以重量百分含量表示，所述结合剂由原料三聚磷酸钠10%、硅微粉35%和铝酸钙 水泥55%组成;

以重量百分含量表示，所述添加剂由原料粒度为<0.088mm的轻烧镁砂60%、粒度 为<0.088mm的滑石粉10%、粒度为<0.088mm的B 2O 3 5%、粒度为<0.088mm的碳化硅15%和粒 度为0.1-0.45mm的球状沥青10%组成。

本实施例镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测，其检测结果详见表1。

表1实施例1镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测结果

实施例2：

本发明有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，由原料粒度为 0-3mm的合成镁橄榄石砂50%，粒度为2-4mm的中档镁砂20%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂 15%，结合剂9%和添加剂6%组成;

所述合成镁橄榄石砂是由以下方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉75wt%、石英粉17wt%和轻烧镁粉8wt%三 种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为15分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状固体坯料，固体坯料的体积密度> 2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥，干燥后得到料球;

d、将步骤c得到的料球置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温度为 1700℃，焙烧保温时间为3h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球进行破碎分级，得到所需要粒度的合成镁橄 榄石。

以重量百分含量表示，所述结合剂由原料六偏磷酸钠40%和铝酸钙水泥60%组 成;

以重量百分含量表示，所述添加剂由原料粒度为<0.088mm的轻烧镁砂50%、粒度 为<0.088mm的滑石粉15%、粒度为<0.088mm的碳化硅20%、粒度为0.1-0.45mm的球状沥青 10%和粒度为<0.088mm的碳酸锂LiCO 3 5%组成。

本实施例镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测，其检测结果详见表2。

表2实施例2镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测结果

实施例3：

本发明有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，由原料粒度为 0-3mm的合成镁橄榄石砂40%，粒度为2-4mm的中档镁砂25%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂 20%，结合剂8%和添加剂7%组成;

所述合成镁橄榄石砂是由以下方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉62wt%、石英粉25wt%和轻烧镁粉13wt%三 种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为20分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状固体坯料，固体坯料的体积密度> 2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥，干燥后得到料球;

d、将步骤c得到的料球置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温度为 1580℃，焙烧保温时间为6h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球进行破碎分级，得到所需要粒度的合成镁橄 榄石。

以重量百分含量表示，所述结合剂由原料三聚磷酸钠8%、六偏磷酸钠37%和硅微 粉55%组成;

以重量百分含量表示，所述添加剂由原料粒度为<0.088mm的轻烧镁砂40%、粒度 为<0.088mm的滑石粉20%、粒度为<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度为<0.088mm的碳化硅25%和 粒度为<0.088mm的碳酸锂LiCO 3 5%组成。

本实施例镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测，其检测结果详见表3。

表3实施例3镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测结果

实施例4：

本发明有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，由原料粒度为 0-3mm的合成镁橄榄石砂30%，粒度为2-4mm的中档镁砂10%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂 30%，结合剂15%和添加剂15%组成;

所述合成镁橄榄石砂是由以下方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉80wt%、石英粉10wt%和轻烧镁粉10wt%三 种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为15分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状固体坯料，固体坯料的体积密度> 2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥，干燥后得到料球;

d、将步骤c得到的料球置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温度为 1750℃，焙烧保温时间为3h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球进行破碎分级，得到所需要粒度的合成镁橄 榄石。

以重量百分含量表示，所述结合剂由三聚磷酸钠5%、六偏磷酸钠16%、硅微粉 42%和铝酸钙水泥37%组成;

以重量百分含量表示，所述添加剂由原料粒度为<0.088mm的轻烧镁砂30%、粒度 为<0.088mm的滑石粉8%、粒度为<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度为<0.088mm的碳化硅30%、粒 度为0.1-0.45mm的球状沥青15%和粒度为<0.088mm的碳酸锂LiCO 3 7%组成。

本实施例镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测，其检测结果详见表4。

表4实施例4镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测结果

实施例5：

本发明有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料，以重量百分含量表示，由原料粒度为 0-3mm的合成镁橄榄石砂45%，粒度为2-4mm的中档镁砂30%，粒度为<0.088mm的电熔镁砂 10%，结合剂6%和添加剂9%组成;

所述合成镁橄榄石砂是由以下方法制备而成：

a、首先将菱镁尾矿、石英粉和轻烧镁粉置于球磨机中分别磨细至<0.044mm;

b、将磨细后粒度均<0.044mm的尾矿粉72wt%、石英粉18wt%和轻烧镁粉10wt%三 种原料细粉加入三维混料机中，充分混合均匀，混合时间为15分钟;

c、将步骤b混合均匀的粉状混合料压制成球状固体坯料，固体坯料的体积密度> 2.30g/cm 3;将固体坯料进行自然干燥，干燥后得到料球;

d、将步骤c得到的料球置于高温隧道窑内于氧化气氛中进行焙烧，焙烧温度为 1600℃，焙烧保温时间为4h，焙烧后进行冷却，得到合成镁橄榄石料球;

e、将冷却后得到的合成镁橄榄石料球进行破碎分级，得到所需要粒度的合成镁橄 榄石。

以重量百分含量表示，所述结合剂由原料六偏磷酸钠25%、硅微粉30%和铝酸钙 水泥45%组成;

以重量百分含量表示，所述添加剂由原料粒度为<0.088mm的轻烧镁砂55%、粒度 为<0.088mm的滑石粉5%、粒度为<0.088mm的B 2O 3 10%、粒度为<0.088mm的碳化硅10%、粒 度为0.1-0.45mm的球状沥青15%和粒度为<0.088mm的碳酸锂LiCO 3 5%组成。

本实施例镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测，其检测结果详见表5。

表5实施例5镁橄榄石-碳质喷补料经过性能检测结果

本发明实施例1-5有色冶炼炉用镁橄榄石-碳质喷补料的制备方法：

a、首先按照实施例1-5任一所述镁橄榄石-碳质喷补料的配比比例称取各种原料、 结合剂和添加剂;

b、将步骤a称取的细粉原料、结合剂和添加剂加入双螺旋混合机进行预混合，得到 预混合料;

c、将步骤a称取的颗粒原料加入500kg级的轮碾式混砂机中搅拌混合5分钟，然后 加入步骤b得到的预混合料再次进行混合搅拌15分钟;总混料时间为20分钟，使得喷补料各 成分混合均匀，混匀后出料进行包装即可。

本发明实施例镁橄榄石-碳质喷补料的使用方法：

有色冶炼窑炉停炉修补时，将本发明制备的镁橄榄石-碳质喷补料加入高压喷涂 料罐内，接通气源和水源，气压大于0.5MPa，先进行试喷涂，将水量调整到喷补料能附着并 不流淌位置，加水量8-15wt%。喷补时，喷枪与喷涂面垂直，缓慢移动喷头，确保喷涂面厚度 均匀，一次喷涂厚度不得大于60mm，喷涂后烧结10-20分钟后即可投入使用。