專利名稱：一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法
技術領域：
本發明涉及一種改善煉鎂所產生還原渣的體積穩定性和膠凝活性的技術，尤其是涉及一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法。
背景技術：
金屬鎂及鎂合金是近年來我國重點發展的新材料，廣泛應用于航空航天、汽車摩托車、3C產品、醫療等領域。寧夏是世界主要的金屬鎂及鎂合金產地之一，被列為“全國皮江法煉鎂示范基地”和“國家級高品質鎂合金產業基地”。皮江法煉每一鎂噸金屬鎂將產生6-8噸還原鎂渣簡稱為鎂渣。在自然冷卻過程中，鎂渣中的正硅酸二鈣會在500° C左右從具有膠凝性的P-C2S轉化為無膠凝性的Y-C2S，該相變引起12%的體積膨脹，造成了鎂渣 塊的碎裂粉化。粉化的鎂渣在堆放、運輸過程中微細顆粒粉塵飛揚，對周圍空氣土壤水源均造成極大污染。為了解決以上問題，進行了許多研究和探討。申請號201110027740. O采用加入少量硼酸的方法，用化學法改善了鎂渣的體積穩定性，解決了粉渣揚塵污染的問題，但硼酸作為工業原料成本不菲；申請號CN00101520. 6采用水淬物理降溫的方法，較難實現工業化應用；申請號200910020830. X采用在金屬鎂生產原料中加入3-15%的含鋁原料添加劑的方法，來進行鎂渣的改性，但仍需對所獲得的改性鎂渣進行快速冷卻。在金屬鎂生產原料中加入3-15%的含鋁原料添加劑，也會對鎂冶煉反應的熱力學和動力學條件產生不可忽略的影響。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、成本低廉的用磷化合物穩煉鎂還原渣中正硅酸二鈣的方法。本發明的目的通過如下方式實現
一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法，其特征是該方法為先將鎂渣粉碎過40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩定劑的量為煉鎂還原渣質量分數的O. 5-14%，該穩定劑和鎂還原渣在充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時，冷卻后可得到有一定強度的鎂渣塊；
所述含磷的化合物可為磷灰石或磷酸二氫鈣；
所述壓制成型采用的設備為油壓機，壓力范圍為150-500 MPa。本發明有如下效果
O工藝方法獨特本發明提供的方法為采用磷灰石，磷酸二氫鈣等含有磷的化合物作為穩定劑，加入到鎂還原渣中，，鎂渣需先粉碎過篩，然后將穩定劑與鎂渣充分混合后壓制成型，壓力范圍為150-500 MPa。將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3_6小時，冷卻后即可獲得有一定強度的鎂渣塊。
2)可將已經變成粉塵的鎂渣重新轉化為塊狀物，便于鎂渣的無粉塵存放、運輸和進一步利用。本發明提供的方法將鎂渣中的Y-C2S轉變為i3-C2S，由于穩定劑的作用，此時的渣料塊在降溫過程中不會發生碎裂粉化，從而避免了鎂渣的粉塵污染。含有大量P-C2S的渣料，可用來制備建筑材料，也可做為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材，可以增大鎂渣的加入比例。鎂渣中的P-C2S可以較大地增強水泥和混凝土制品的后期強度。3)應用本發明可將已經變成粉塵的皮江法煉鎂還原渣重新轉化為體積穩定的塊狀物，消除了鎂渣的粉塵污染，有利于實現鎂渣的無粉塵存放和運輸，可較大地促進皮江法煉鎂還原廢渣的利用和循環。4)在鎂渣中加入磷化合物，并經過適當的工藝處理，可以穩定鎂渣中具有膠凝性的的P-C2S相，使其不在冷卻中轉變為Y-C2S，這樣即防止了渣粉化現象，又提高了渣的膠凝活性，可將其使用為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材，也可作為其它建材使用。5)所述含有磷化合物的穩定劑的加入量為鎂渣質量分數的O. 5-14%。該穩定劑的加入量可根據鎂渣成分、焙燒溫度、保溫時間和冷卻時間這幾個因素在所述的O. 5-14%的范圍之間調整。在焙燒溫度高、保溫時間長、冷卻時間短的情況下可適當減少該穩定劑的加·入量。
具體實施例方式實施例一一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過40目篩，然后將磷灰石作為穩定劑粉碎過40目篩后，加入到40目以下的鎂還原渣中，加入穩定劑磷灰石的量為鎂渣質量分數的O. 5%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設備為油壓機，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時，冷卻后獲得有一定強度的鎂渣塊。實施例二 一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣質量分數的14%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設備為油壓機，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3_6小時，冷卻后獲得有一定強度的鎂渣塊。實施例三一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎過40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩定劑，加入到40目以下的鎂還原渣中，力口入穩定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣質量分數的10%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設備為油壓機，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時，冷卻后獲得有一定強度的鎂渣塊。實施例四一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β -正硅酸二鈣的方法，先將鎂渣粉碎后過40目篩，然后將磷酸二氫鈣作為穩定劑粉碎過40目篩后加入到鎂還原渣中，加入穩定劑磷酸二氫鈣的量為鎂渣的質量分數的5%，二者充分混合后壓制成型，壓制成型采用的設備為油壓機，壓力范圍為150-500 ΜΡ，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下焙燒3-6小時，冷卻后獲得有一定強度的鎂渣塊。
權利要求
1.一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸ニ鈣的方法，其特征是該方法為先將鎂渣粉碎過40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩定劑，加入到鎂還原渣中，カロ入穩定劑的量為煉鎂還原渣質量分數的O. 5-14%，該穩定劑和鎂還原渣在充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250° C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時，冷卻后可得到有一定強度的鎂渣塊。
2.如權利要求I所述的ー種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中正硅酸ニ鈣的方法，其特征是所述含磷的化合物可為磷灰石或磷酸ニ氫鈣。
3.如權利要求I所述的ー種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中正硅酸ニ鈣的方法，其特征是所述壓制成型采用的設備為油壓機，壓カ范圍為150-500 MPa。
全文摘要
本發明涉及一種煉鎂所產生還原渣的穩定性的技術，尤其是涉及一種用磷化合物穩定皮江法煉鎂還原渣中β-正硅酸二鈣的方法，該方法為先將鎂渣粉碎過40目篩，然后將含有磷的化合物作為穩定劑，加入到鎂還原渣中，加入穩定劑的量為鎂渣質量分數的0.5-14%，充分混合后壓制成型，最后將壓制成的鎂渣塊在1150-1250°C高溫下在馬弗爐中焙燒3-6小時，冷卻后獲得有一定強度的鎂渣塊；本發明工藝簡單、成本低廉、可將已經變成粉塵的鎂渣重新轉化為塊狀物、有利于鎂渣的無粉塵存放、運輸和進一步利用，同時提高了鎂渣中的β-C2S含量，可將其作為為高活性鎂渣混凝土摻合料或水泥混合材使用，也可作為其它建材使用。
文檔編號C01B33/24GK102730706SQ201210237650
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者吳瀾爾, 杜春, 楊奇星, 江涌, 郭生偉, 陸有軍, 陳宇紅, 韓鳳蘭 申請人:北方民族大學