PL239947B1 - Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker - Google Patents
Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker Download PDFInfo
- Publication number
- PL239947B1 PL239947B1 PL412313A PL41231315A PL239947B1 PL 239947 B1 PL239947 B1 PL 239947B1 PL 412313 A PL412313 A PL 412313A PL 41231315 A PL41231315 A PL 41231315A PL 239947 B1 PL239947 B1 PL 239947B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mass
- weight
- mgo
- cao
- calcinate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims description 15
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 144
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims description 80
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 76
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 34
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims description 34
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 34
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 17
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 16
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000171 calcio olivine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N potassium monoxide Inorganic materials [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 2
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- DGVMNQYBHPSIJS-UHFFFAOYSA-N dimagnesium;2,2,6,6-tetraoxido-1,3,5,7-tetraoxa-2,4,6-trisilaspiro[3.3]heptane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].O1[Si]([O-])([O-])O[Si]21O[Si]([O-])([O-])O2 DGVMNQYBHPSIJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229940031958 magnesium carbonate hydroxide Drugs 0.000 description 1
- WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K magnesium sodium trichloride hydrate Chemical compound O.[Cl-].[Na+].[Mg+2].[Cl-].[Cl-] WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
PL 239 947 B1PL 239 947 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wysokoogniotrwałego klinkieru magnezjowego z surowców MgO-nośnych, takich jak: naturalny węglan magnezu - magnezyt oraz surowców ubocznych - (wodorotlenek magnezu, zasadowy węglan magnezu), otrzymywanych w procesie produkcji nawozów lub z wód zasolonych. Klinkier ten przeznaczony jest do wytwarzania ogniotrwałych tworzyw zasadowych m.in. wyrobów magnezjowych, magnezjowo-wapniowych, magnezjowo-dolomitowych, magnezjowo-spinelowych, magnezjowo-chromitowych, magnezjowo-cyrkonowych, magnezjowo-cyrkonowo-krzemianowych, magnezjowo-węglowych, magnezjowo-wapniowo-węglowych, magnezjowo-dolomitowo-węglowych i innych, które znajdują zastosowanie głównie w przemyśle stalowym i cementowym.The subject of the invention is a method of producing highly refractory magnesia clinker from MgO-bearing raw materials, such as: natural magnesium carbonate - magnesite and by-products - (magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate), obtained in the production of fertilizers or from saline waters. This clinker is intended for the production of refractory alkaline materials, including products of magnesia, magnesia-calcium, magnesia-dolomite, magnesia-spinel, magnesia-chromite, magnesia-zirconium, magnesia-zirconium-silicate, magnesia-carbon, magnesia-calcium-carbon, magnesia-dolomite-carbon and others that are applicable mainly in the steel and cement industries.
Znany jest powszechnie sposób wytwarzania klinkieru magnezjowego z naturalnego surowca węglanowego w postaci magnezytu MgCO3, powstającego w dwustopniowym procesie wypalania, kalcynacji w temperaturze od 600 do około 1200°C, a następnie spiekania otrzymanego kalcynatu magnezytowego w temperaturze od 1700 do około 1900°C. Znana jest także technologia produkcji magnezji spiekanej lub topionej metodą Amana z solanek magnezonośnych zawierających co najmniej 180 g MgCl2/litr. Solanki poddawane są procesowi dwuetapowej ewaporacji z oddzieleniem soli sodu i boru, a otrzymana skoncentrowana solanka magnezowo-chlorkowa zawierająca co najmniej 550 g MgCMitr jest rozpylana i poddawana obróbce termicznej w atmosferze pary nasyconej w temperaturze 700800°C. Proces tworzenia MgO zachodzi według reakcji:There is a commonly known method of producing magnesia clinker from natural carbonate raw material in the form of MgCO3 magnesite, formed in a two-stage firing process, calcination at a temperature of 600 to about 1200 ° C, and then sintering the obtained magnesite calcinate at a temperature of 1700 to about 1900 ° C. The technology of producing sintered or fused Aman magnesia from magnesia brines containing at least 180 g MgCl2 / liter is also known. The brines undergo a two-stage evaporation process with the separation of sodium and boron salts, and the obtained concentrated magnesium-chloride brine containing at least 550 g MgCMitr is sprayed and subjected to thermal treatment in a saturated steam atmosphere at a temperature of 700800 ° C. The process of creating MgO takes place according to the reaction:
MgCl2 + H2O ^ MgO + 2HClMgCl2 + H2O ^ MgO + 2HCl
Surowy MgO z rozpuszczalnymi solami alkalicznymi poddaje się kolejno procesom hydratacji, przemywaniu i strącaniu Mg(OH)2. Zawiesina wodorotlenku magnezu jest następnie zagęszczana i filtrowana do uzyskania osadu filtracyjnego zawierającego około 99% masowych Mg(OH)2, z którego po obróbce termicznej w odpowiedniej temperaturze przekraczającej 2000°C lub 3000°C otrzymuje się odpowiednio magnezję spiekaną lub topioną.Crude MgO with soluble alkali salts is successively subjected to the processes of hydration, washing and precipitation of Mg (OH) 2. The magnesium hydroxide slurry is then concentrated and filtered to obtain a filter cake containing about 99% by mass of Mg (OH) 2, which, after heat treatment at a suitable temperature in excess of 2000 ° C or 3000 ° C, gives sintered or fused magnesia, respectively.
Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 48986 B1 sposób wytwarzania klinkieru ogniotrwałego do produkcji wysokoogniotrwałych wyrobów zasadowych, zwłaszcza dla przemysłu hutniczego i cementowego, polegający na tym, że surowce: serpentynit, czyli zasadowy krzemian magnezu w ilości 60-70% masowych oraz dolomit surowy w ilości 30-40% masowych, ewentualnie z dodatkiem rudy chromowej w ilości 3-10% masowych o uziarnieniu 0-0,5 mm miesza się przez wspólny przemiał, brykietuje na prasach hydraulicznych i wypala w temperaturze 1500-1600°C.A method for producing refractory clinker for the production of highly refractory basic products, especially for the metallurgical and cement industries, is known from the Polish patent description No. PL 48986 B1, consisting in the fact that the raw materials: serpentinite, i.e. basic magnesium silicate in the amount of 60-70% by mass, and crude dolomite in the amount of 30-40% by mass, possibly with the addition of chromium ore in the amount of 3-10% by mass, grain size 0-0.5 mm, is mixed by common grinding, briquetted on hydraulic presses and fired at a temperature of 1500-1600 ° C.
Z amerykańskiego opisu patentowego US 2478593 znany jest sposób otrzym ywania spiekanego tlenku magnezu w reakcji rozkładu termicznego wodorotlenku magnezu. Z surowców, takich jak: drobnoziarnisty kaustyczny MgO, otrzymany w wyniku rozkładu Mg(OH)2 w temperaturze 927-1038°C oraz strącony Mg(OH)2, uzyskiwany drogą filtracji zawiesiny, przygotowuje się jednorodną masę o różnym udziale składników, formuje brykiety, sezonuje i składuje w odpowiednich warunkach, a następnie stwardniały materiał poddaje się procesowi wypalania w piecu obrotowym w temperaturze 1705°C do otrzymania zwartego palonego MgO.From the American patent US 2,478,593 there is known a method of obtaining sintered magnesium oxide by thermal decomposition of magnesium hydroxide. From raw materials such as: fine-grained caustic MgO, obtained as a result of the decomposition of Mg (OH) 2 at 927-1038 ° C and precipitated Mg (OH) 2, obtained by filtration of the suspension, a homogeneous mass is prepared with a different content of ingredients, and briquettes are formed , is aged and stored under appropriate conditions, and then the hardened material is subjected to a firing process in a rotary kiln at 1705 ° C to obtain dense burnt MgO.
Z kolei, w innym amerykańskim opisie patentowym US 4330525 przedstawiona jest metoda wytwarzania palonego MgO z zawiesiny wodnej wodorotlenku magnezu poddawanej procesowi zatężania i częściowego odwodnienia do uzyskania od około 75% do około 85% masowych części stałych w otrzymanym filtracie, który następnie suszy się w temperaturze 150°C i wypala w temperaturze od 1500°C do 1900°C.In turn, another US Patent 4,330,525 describes a method of producing burnt MgO from an aqueous slurry of magnesium hydroxide subjected to a concentration and partial dehydration process to obtain from about 75% to about 85% by weight of solids in the resulting filtrate, which is then dried at a temperature of 150 ° C and fired at a temperature of 1500 ° C to 1900 ° C.
Z innego amerykańskiego opisu patentowego US 2348847 znany jest sposób otrzymywania magnezji spiekanej, zawierającej tlenek magnezu w ilości co najmniej 92% masowych, w procesie obróbki zestawu sporządzonego ze strąconego wodorotlenku magnezu oraz reaktywnego tlenku magnezu, otrzymanego drogą kalcynacji Mg(OH)2 w temperaturze nie wyższej niż 540°C. Zestaw surowcowy poddawany jest następującym operacjom: homogenizacji, brykietowaniu, utwardzaniu i suszeniu oraz wypalaniu w piecu obrotowym w temperaturze nie przekraczającej 1700°C.Another US patent specification US 2,348,847 discloses a method of obtaining sintered magnesia, containing magnesium oxide in an amount of at least 92% by weight, by treating a composition made of precipitated magnesium hydroxide and reactive magnesium oxide obtained by calcination of Mg (OH) 2 at a temperature not greater than 540 ° C. The raw material set is subjected to the following operations: homogenization, briquetting, hardening and drying, and firing in a rotary kiln at a temperature not exceeding 1700 ° C.
Z amerykańskiego opisu patentowego US 4627878 znana jest metoda wytwarzania porowatego klinkieru magnezjowego o właściwościach izolacyjnych z surowców: magnezytu MgCO3, wodorotlenku magnezu Mg(OH)2 o rozmiarze ziaren poniżej 0,1 mm prażonych, surowych lub ich kombinacji, z dodatkiem substancji węglonośnej w postaci cząstek o rozmiarze poniżej 1 mm w ilości od 10 do 60%US 4,627,878 describes a method of producing porous magnesia clinker with insulating properties from the following raw materials: magnesite MgCO3, magnesium hydroxide Mg (OH) 2 with a grain size of less than 0.1 mm roasted, raw or in combination, with the addition of a carbon-bearing substance in the form of particles smaller than 1 mm in an amount of 10 to 60%
PL 239 947 B1 masowych, które poddawane są homogenizacji, kalcynacji w zakresie temperatur od 900 do 1600°C i ostatecznie wypalaniu uzyskanego kalcynatu w temperaturze od 1600 do 2030°C.They are subjected to homogenization, calcination in the temperature range from 900 to 1600 ° C and finally firing of the calcinate obtained at the temperature from 1600 to 2030 ° C.
Z amerykańskiego opisu patentowego US 3218130 znany jest sposób wytwarzania klinkieru magnezjowego z kalcynowanego wodorotlenku magnezu Mg(OH)2 pozyskanego z wody morskiej, do którego dodaje się mineralizatora w postaci MgCl2 w ilości od 0,3 do 3% masowych, mogącego zawierać niewielką ilość metalicznego magnezu, a po homogenizacji składników poddaje się mieszaninę granulacji, a następnie otrzymany zestaw wypala się w temperaturze od 1500 do 1700°C.The American patent US 3,218,130 describes a method of producing magnesia clinker from calcined magnesium hydroxide Mg (OH) 2 obtained from sea water, to which the mineralizer in the form of MgCl2 is added in an amount of 0.3 to 3% by weight, which may contain a small amount of metallic magnesium, and after homogenization of the components, the mixture is granulated, and then the resulting batch is fired at a temperature of 1500 to 1700 ° C.
Z amerykańskiego opisu patentowego US 2579781 znana jest metoda otrzymywania zwartego ogniotrwałego klinkieru magnezjowego, zawierającego co najmniej 95% masowych MgO wytwarzanego z zestawu półproduktów: drobno zmielonej spiekanej lub topionej magnezji w ilości od 50% masowych do 95% masowych o następującym składzie tlenkowym: MgO w ilości co najmniej 95% masowych, SO2 w ilości do 2,0% masowych i CaO w ilości do 2,0% masowych oraz reaktywnej, drobnoziarnistej magnezji kaustycznej tej samej czystości w ilości od 50 do 5% masowych, który poddawany jest homogenizacji, formowaniu i wypalaniu w temperaturze powyżej 1650°C. Przetwarzane tym sposobem półprodukty otrzymane są w procesie spiekania w temperaturze od 2000 do 2200°C lub topienia przez okres jednego tygodnia, a także pozyskane w procesie kalcynacji Mg(OH)2 lub MgCO3 prowadzonej w temperaturze nie przekraczającej 1200°C w czasie od 15 do 45 minut.US patent specification US 2,579,781 describes a method of obtaining dense refractory magnesia clinker containing at least 95% by mass of MgO produced from a set of semi-finished products: finely ground sintered or fused magnesia in an amount from 50% by mass to 95% by mass with the following oxide composition: MgO in amounts of at least 95% by weight, SO2 up to 2.0% by weight and CaO up to 2.0% by weight and reactive, fine-grained caustic magnesia of the same purity in the amount of 50 to 5% by weight, which is subjected to homogenization, shaping and firing above 1650 ° C. The semi-finished products processed in this way are obtained by sintering at a temperature of 2000 to 2200 ° C or by melting for one week, and also obtained by calcining Mg (OH) 2 or MgCO3 carried out at a temperature not exceeding 1200 ° C for 15 to 45 minutes.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania klinkieru magnezjowego spiekanego lub topionego z surowców MgO-nośnych - naturalnych oraz z surowców ubocznych, który charakteryzuje się stosunkiem masowym CaO/SiO2 do 10, zwartością oraz korzystną mikrostrukturą, w której występuje faza peryklazu o średnim rozmiarze kryształów przekraczającym 50 μm w przypadku klinkieru spiekanego oraz powyżej 100 μm w przypadku klinkieru topionego. Klinkier ten jest jedynym składnikiem wyrobów ogniotrwałych lub dodatkiem do mas na inne wyroby zasadowe z ewentualnym dodatkiem węgla.The aim of the invention is to develop a method for the production of sintered or fused magnesia clinker from MgO-carrier raw materials - natural and from secondary raw materials, which is characterized by a mass ratio of CaO / SiO2 to 10, compactness and a favorable microstructure, in which there is a periclase phase with an average crystal size exceeding 50 μm for sintered clinker and more than 100 μm for melted clinker. This clinker is the only component of refractory products or an addition to masses for other alkaline products with the possible addition of carbon.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że magnezyt naturalny, zawierający po prażeniu co najmniej 95% masowych MgO w odniesieniu do próbki po prażeniu, wstępnie zmielony do uziarnienia poniżej 1 mm i wodorotlenek magnezu i/lub zasadowy węglan magnezu, otrzymanymi w procesie produkcji nawozów lub z wód zasolonych, w ilości odpowiadającej ponad stechiometryczną wartość potrzebną do zachowania stosunku masowego tlenków CaO/SO2 wynoszącym 1,87, poddaje się wspólnemu mieszaniu w celu uzyskania jednorodnej masy o różnym udziale składników przez okres co najmniej 20 minut. Następnie masę poddaje się brykietowaniu i kalcynuje w temperaturze 600-1200°C, a otrzymany kalcynat ponownie rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,2 mm, brykietuje i wypala w temperaturze 1600-1800°C, otrzymując klinkier magnezjowy spiekany lub kalcynat rozdrabnia się do uziamienia poniżej 3 mm, następnie topi w elektrycznym piecu łukowym, otrzymując klinkier magnezjowy topiony.The essence of the method according to the invention consists in the fact that natural magnesite, containing after roasting at least 95% by weight of MgO in relation to the calcined sample, pre-ground to a grain size of less than 1 mm, and magnesium hydroxide and / or basic magnesium carbonate obtained in the fertilizer production process or saline water, in an amount greater than the stoichiometric value needed to maintain the mass ratio of CaO / SO2 oxides of 1,87, is mixed together to obtain a homogeneous mass with different proportions of components for a period of at least 20 minutes. Then the mass is briquetted and calcined at a temperature of 600-1200 ° C, and the calcinate obtained is crushed again to a grain size below 0.2 mm, briquetted and burnt at a temperature of 1600-1800 ° C, to obtain sintered magnesia clinker or calcinate is ground to graining below 3 mm, then melted in an electric arc furnace to obtain melted magnesia clinker.
Korzystnym jest gdy magnezyt naturalny zawiera domieszki w postaci tlenków, takich jak: CaO, SiO2, Fe2O3, Na2O, K2O, Al2O3, TiO2, Cr2O3, Mn3O4 i innych w łącznej ilości maksymalnie 5,0% masowych po przeprażeniu.It is advantageous when natural magnesite contains dopants in the form of oxides, such as: CaO, SiO2, Fe2O3, Na2O, K2O, Al2O3, TiO2, Cr2O3, Mn3O4 and others in a total amount of up to 5.0% by weight after pelleting.
Korzystnym jest również, gdy zasadowy węglan magnezu i wodorotlenek magnezu, otrzymane w procesie produkcji nawozów lub z wód zasolonych, po przeprażeniu, zawierają: MgO w ilościach co najmniej 95% masowych, CaO w ilości maksymalnej 4,0% masowych, SO2 w ilości do 0,8% masowych, Fe2O3 w ilości do 0,8% masowych i inne składniki w ilości do 0,5% masowych, w tym bor w ilości maksymalnej 100 ppm.It is also preferred that the basic magnesium carbonate and magnesium hydroxide, obtained in the production process of fertilizers or from saline waters, after digestion, contain: MgO in an amount of at least 95% by mass, CaO in an amount of up to 4.0% by mass, SO2 in an amount up to 0.8% by weight, Fe2O3 up to 0.8% by weight and other components up to 0.5% by weight, including boron in an amount up to 100 ppm.
Sposób według wynalazku pozwala w trakcie procesu spiekania lub topienia kalcynatu, otrzymanego na etapie wstępnej obróbki cieplnej zestawu, składającego się z surowców naturalnych i ubocznych, będących źródłem tlenku magnezu tj. magnezytu, wodorotlenku magnezu i/lub zasadowego węglanu magnezu lub zestawu, składającego się ze wstępnie przeprażonych składników, które są zestawiane w odpowiedniej proporcji, otrzymać wysokoogniotrwały klinkier magnezjowy spiekany lub topiony, charakteryzujący się stosunkiem masowym tlenków CaO/SO2 do 10 i zawierający MgO w ilości co najmniej 95% masowych. W wyniku prowadzonej dwustopniowo obróbki cieplnej otrzymuje się jednorodne, jednofazowe tworzywo spiekane lub topione o korzystnej mikrostrukturze z głównym składnikiem fazowym - peryklazem, MgO, mogące zawierać dodatkowo związki domieszkowe, wynikające z obecności zanieczyszczeń w wyjściowych surowcach, głównie krzemiany wapnia, czy też roztwory stałe jonów metali w sieci krystalicznej tlenku magnezu.The method according to the invention allows, during the sintering or melting of the calcinate obtained in the preliminary heat treatment stage, of a set consisting of natural and secondary raw materials being a source of magnesium oxide, i.e. magnesite, magnesium hydroxide and / or basic magnesium carbonate, or a set consisting of the pre-parboiled components, which are combined in an appropriate proportion, to obtain a high refractory sintered or fused magnesia clinker having a weight ratio of CaO / SO2 oxides to 10 and containing MgO in an amount of at least 95% by weight. As a result of the two-stage heat treatment, a homogeneous, single-phase sintered or melted material is obtained with a favorable microstructure with the main phase component - periclase, MgO, which may additionally contain doping compounds resulting from the presence of impurities in the initial raw materials, mainly calcium silicates, or solid ion solutions metals in the crystal lattice of magnesium oxide.
We wstępnej fazie procesu, na etapie kalcynacji prowadzonej w piecu półkowym, szybowym lub obrotowym w temperaturze do 1200°C węglan magnezu MgCO3, wodorotlenek magnezu Mg(OH)2In the initial phase of the process, at the stage of calcination carried out in a tray, shaft or rotary kiln at a temperature of up to 1200 ° C, magnesium carbonate, MgCO3, magnesium hydroxide, Mg (OH) 2
PL 239 947 B1 i zasadowy węglan magnezu 4MgCO3-Mg(OH)2 / Mg5(OH)2(CO3)4 / Mg5(CO3)4(OH)2-5H2O / Mg5(CO3)4(OH)2-8H2O ulegają rozkładowi na reaktywny chemicznie MgO, po czym następuje wstępna konsolidacja kalcynatu. Uzyskany kalcynat po wypaleniu w temperaturze do 1200°C składa się głównie z tlenku magnezu oraz ewentualnie innych równowagowych z MgO faz domieszkowych. Podczas procesu spiekania prowadzonego do temperatury 1800°C lub procesu topienia, otrzymuje się wysokoogniotrwały klinkier magnezjowy, składający się z co najmniej 95% masowych MgO oraz ewentualnych faz domieszkowych i roztworów stałych jonów metali w MgO, pozostających w równowadze z MgO.PL 239 947 B1 and basic magnesium carbonate 4MgCO3-Mg (OH) 2 / Mg5 (OH) 2 (CO3) 4 / Mg5 (CO3) 4 (OH) 2-5H2O / Mg5 (CO3) 4 (OH) 2-8H2O undergo decomposition into chemically reactive MgO, followed by initial consolidation of the calcinate. The obtained calcinate after firing at a temperature of up to 1200 ° C consists mainly of magnesium oxide and possibly other equilibrium MgO dopant phases. During the sintering process up to 1800 ° C or the melting process, a highly refractory magnesia clinker is obtained, consisting of at least 95% by mass of MgO and possible impurity phases and solutions of solid metal ions in MgO in equilibrium with MgO.
W etapie drugim, w wyniku obróbki cieplnej prowadzonej metodą spiekania lub topienia, powstaje klinkier magnezjowy o zdefiniowanym składzie fazowym z przeważającym udziałem peryklazu MgO, w ilości co najmniej 95%, o temperaturze topnienia około 2825°C i korzystnej mikrostrukturze, charakteryzującej się występowaniem bezpośrednich zrostów międzykrystalicznych peryklaz-peryklaz oraz ewentualnie faz domieszkowych lokujących się na granicach ziaren. Tlenek magnezu posiada średni rozmiar kryształów przekraczający 50 μm w klinkierze magnezjowym spiekanym oraz powyżej 100 μm w klinkierze magnezjowym topionym. Sposób według wynalazku pozwala uzyskać zwarte klinkiery m agnezjowe spiekane lub topione - kruszywa tlenkowe o pożądanych cechach użytkowych, związanych przede wszystkim z ich bardzo dobrą trwałością w wysokich temperaturach oraz bardzo dobrą odpornością na korozję chemiczną, przeznaczone do wytwarzania ogniotrwałych tworzyw zasadowych m.in. wyrobów magnezjowych i innych odmian ogniotrwałych zasadowych wyrobów bez węgla lub zawierających substancje węglowe, przeznaczone do stosowania przede wszystkim w przemyśle stalowym oraz cementowym.In the second stage, as a result of heat treatment carried out by sintering or melting, magnesia clinker is formed with a defined phase composition with a predominant share of MgO periclase, in the amount of at least 95%, with a melting point of about 2825 ° C and a favorable microstructure, characterized by the presence of direct adhesions intercrystalline periclases-periclases and possibly admixture phases located at the grain boundaries. Magnesium oxide has an average crystal size exceeding 50 μm in sintered magnesia clinker and over 100 μm in melted magnesia clinker. The method according to the invention makes it possible to obtain compact sintered or melted m agnesia clinkers - oxide aggregates with the desired functional properties, mainly related to their very good durability at high temperatures and very good resistance to chemical corrosion, intended for the production of refractory basic materials, e.g. magnesia products and other types of refractory basic products without carbon or containing carbonaceous substances, intended for use primarily in the steel and cement industries.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Do sporządzenia wysokoogniotrwałego spiekanego klinkieru magnezjowego, otrzymanego sposobem według wynalazku prowadzonym z zastosowaniem operacji kalcynacji i spiekania, wykorzystano naturalny kamień magnezytowy i zasadowy węglan magnezu. Surowce: magnezyt naturalny o następującym składzie chemicznym odniesionym do próbki po prażeniu: 96,7% masowych MgO, 1,33% masowych CaO, 1,01% masowych SiO2 i inne tlenki (m.in. ALO3, TO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3) o łącznej zawartości wynoszącej 0,9% masowych, wstępnie rozdrobniony do uziarnienia poniżej 1 mm zestawiony w ilości 60% masowych, w odniesieniu do materiału prażonego, oraz zasadowy węglan magnezu, zawierający po prażeniu 95,93% masowych MgO, 3,57% masowych CaO, 0,08% masowych SO2 i inne tlenki (m.in. ALO3, TiO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3, Na2O) o łącznej zawartości wynoszącej 0,42% masowych, zestawiony w ilości 40% masowych, w odniesieniu do materiału prażonego, homogenizuje się przez wspólny przemiał przez 60 minut, a następnie formuje brykiety pod ciśnieniem 60 MPa, które wypala się w piecu szybowym w temperaturze 1200°C. Powstały kalcynat rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,2 mm, ponownie brykietuje pod ciśnieniem 60 MPa i wypala w piecu obrotowym w temperaturze 1800°C. W składzie fazowym spiekanego klinkieru magnezjowego o stosunku masowym tlenków CaO/SiO2 wynoszącym 3,5 występuje głównie peryklaz MgO w ilości 96,43% masowych oraz niewielkie ilości faz domieszkowych, głównie krzemiany wapnia.Natural magnesite stone and basic magnesium carbonate were used to prepare the high-refractory sintered magnesia clinker obtained by the method of the present invention by means of calcination and sintering operations. Raw materials: natural magnesite with the following chemical composition related to the sample after ignition: 96.7% by mass of MgO, 1.33% by mass of CaO, 1.01% by mass of SiO2 and other oxides (including ALO3, TO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3) with a total content of 0.9% by mass, pre-crushed to a grain size of less than 1 mm, composed of 60% by mass, with reference to the calcined material, and basic magnesium carbonate, containing, after ignition, 95.93% by mass of MgO, 3.57 % by mass of CaO, 0.08% by mass of SO2 and other oxides (including ALO3, TiO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3, Na2O) with a total content of 0.42% by mass, summarized at 40% by mass, with respect to calcined material is homogenized by co-grinding for 60 minutes, and then briquettes are formed under the pressure of 60 MPa, which are fired in a shaft furnace at a temperature of 1200 ° C. The calcinate formed is crushed to a grain size below 0.2 mm, briquetted again under the pressure of 60 MPa and fired in a rotary kiln at 1800 ° C. In the phase composition of the sintered magnesia clinker with a weight ratio of CaO / SiO2 oxides of 3.5, there are mainly MgO periclases in the amount of 96.43% by weight and small amounts of impurity phases, mainly calcium silicates.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Do wytworzenia wysokoogniotrwałego topionego klinkieru magnezjowego, otrzymanego sposobem według wynalazku prowadzonym z zastosowaniem operacji kalcynacji i topienia, wykorzystano naturalny kamień magnezytowy i wodorotlenek magnezu. Surowce: magnezyt naturalny o następującym składzie chemicznym odniesionym do próbki po prażeniu: 96,76% masowych MgO, 1,33% masowych CaO, 1,01% masowych SiO2 i inne tlenki (m.in. ALO3, TO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3) o łącznej zawartości wynoszącej 0,9% masowych, wstępnie rozdrobniony do uziarnienia poniżej 1 mm zestawiony w ilości 50% masowych, w odniesieniu do materiału prażonego, oraz wodorotlenek magnezu zawierający po prażeniu 96,83% masowych MgO, 2,1% masowych CaO, 0,32% masowych SO2 i inne tlenki (m.in. AbOe, TiO2, Fe2O3, Mn3O4) o łącznej zawartości wynoszącej 0,75% masowych, zestawiony w ilości 50% masowych, w odniesieniu do materiału prażonego, homogenizuje się przez wspólny przemiał w czasie 60 minut, a następnie formuje brykiety pod ciśnieniem 60 MPa, które wypala się w piecu szybowym w temperaturze 1200°C. Uzyskany kalcynat rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 3 mm i topi w elektrycznym piecu łukowym. W składzie fazowym topionego klinkieru magnezjowego o stosunku masowym tlenków CaO/SiO2 wynoszącym 2,6 występuje głównie peryklaz MgO w ilości 96,79% masowych oraz niewielkie ilości faz domieszkowych w tym głównie krzemian wapnia Ca2SiO4.Natural magnesite stone and magnesium hydroxide were used to produce the highly refractory fused magnesia clinker obtained by the method of the invention carried out using calcination and melting operations. Raw materials: natural magnesite with the following chemical composition related to the sample after roasting: 96.76% by mass of MgO, 1.33% by mass of CaO, 1.01% by mass of SiO2 and other oxides (including ALO3, TO2, Fe2O3, Mn3O4, Cr2O3) with a total content of 0.9% by mass, pre-ground to a grain size of less than 1 mm, composed of 50% by mass, with reference to the calcined material, and magnesium hydroxide containing, after ignition, 96.83% by mass of MgO, 2.1% by mass CaO, 0.32% by mass of SO2 and other oxides (including AbOe, TiO2, Fe2O3, Mn3O4) with a total content of 0.75% by mass, compiled in the amount of 50% by mass, with respect to the calcined material, are homogenized by joint grinding for 60 minutes, and then forming briquettes under the pressure of 60 MPa, which are fired in a shaft furnace at a temperature of 1200 ° C. The obtained calcinate is crushed to a grain size below 3 mm and melted in an electric arc furnace. In the phase composition of the fused magnesia clinker with a weight ratio of CaO / SiO2 oxides of 2.6, there are mainly MgO periclases in the amount of 96.79% by weight and small amounts of impurity phases, mainly calcium silicate Ca2SiO4.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412313A PL239947B1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412313A PL239947B1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412313A1 PL412313A1 (en) | 2016-11-21 |
| PL239947B1 true PL239947B1 (en) | 2022-01-31 |
Family
ID=57288002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412313A PL239947B1 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239947B1 (en) |
-
2015
- 2015-05-12 PL PL412313A patent/PL239947B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412313A1 (en) | 2016-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sadik et al. | Review on the elaboration and characterization of ceramics refractories based on magnesite and dolomite | |
| Ganesh et al. | A new sintering aid for magnesium aluminate spinel | |
| US7015167B2 (en) | Raw material with a high content of aluminum oxide, and method of manufacturing the raw material | |
| Mohammadi et al. | Effect of MgCl2 addition on the sintering behavior of MgAl2O4 spinel and formation of nano-particles | |
| JP5914492B2 (en) | Method for producing γ-2CaO · SiO 2 | |
| KR101441238B1 (en) | Method for separating of Ca compound from dolomite | |
| US4033778A (en) | Process for making magnesia | |
| JP2018002546A (en) | Manufacturing method of calcium aluminate | |
| US1926744A (en) | Process for extracting alumina | |
| NL2012271C2 (en) | Method for producing dead burned magnesia and products obtainable thereby. | |
| KR101256807B1 (en) | the limestone forming materials using waste lime powder and a method of therof | |
| KR101366835B1 (en) | Cement composition using desulphurizing dust | |
| JP2018002547A (en) | Manufacturing method of calcium aluminate | |
| PL239947B1 (en) | Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker | |
| JPS5857378B2 (en) | Cement and its manufacturing method | |
| Mustafa et al. | Preparation of high purity magnesium oxide from sea bittern residual from NaCl production in Al-Basrah saltern, south IRAQ | |
| US4366257A (en) | Process for producing a calcia clinker | |
| US3074806A (en) | Dolomitic refractory | |
| WANG et al. | Formation kinetics of portland cement clinker containing with magnesium oxide | |
| GB910330A (en) | Improvements in or relating to the manufacture of dead-burned magnesia and dead-burned dolomite | |
| KR101702867B1 (en) | Improved process for magnesium hydroxide synthesis | |
| PL239948B1 (en) | Method for obtaining high-temperature refractory magnesium clinker, modified by zirconium compounds | |
| KR101462768B1 (en) | Method for separating of Mg compound from dolomite | |
| Hwang et al. | A Study on Synthesis of Ca and Mg Compounds from Dolomite with Salt Additional React (MgCl 2· 6H 2 O) | |
| KR100277254B1 (en) | Method for preparing quicklime from seawater decarbonate sludge |