高纯镁砂制备生产工艺

１ 前 言
２ 菱 镁 矿 富 ，但 多年 来 过 度 开 采 导 致菱 镁 矿 品位不 断下 降 ，生 产 的镁 砂 中氧 化 镁 含 量 越来 越 低 ，产 品质量 越来 越 差 ，远 不 能满 足钢 铁行 业 的要 求 。 由于优质 资源 的减 少 及 冶炼 技术 对 耐火 材料 要求 的提高 ，未来 用于制 作高档 耐火 制品 的原料 将 向高纯度 、系列复合 方 向发 展 。由于受 到我 国菱镁 石性 质及现 有生产 工艺 的限制 ，目前 国 内出 口的一级 高 纯镁 砂 的技 术 指 标 为 ： （ＭｇＯ）＝９７．５％一９８％ ，
Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｍ ａｇｎｅｓｉａ
Ｃｈｅｎ Ｃｈａｎｇｌｉｎ ） Ｈｏｕ Ｇｕａｎｇ ） Ｃｕｉ Ｘｉｗｅｎ ） Ｗ ｕ Ｚｈａｎｄｅ ） Ｙａｎｇ Ｇｅｎｇｔａｏ ）
（１．ＡＣＲＥ Ｃｏｋｉｎｇ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＭＣＣ，Ｄａｌｉａｎ １ １６０８５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＡＣＲＥ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｎｓｕｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）
２．１ 晶 体 结 构 及 性 质 菱 镁 矿 （ＭｇＣＯ ）是 常见 的碳 酸 盐 类 矿 物 ，和 方
解 石 ＣａＣＯ 、白云石 ＣａＭｇ（ＣＯ ）：、菱锌 矿 ＺｎＣＯ，、菱 铁 矿 ＦｅＣＯ 、菱 锰 矿 ＭｎＣＯ 、菱 钴 矿 ＣｏＣＯ 等 无 水 碳 酸盐 矿 物一起 在 矿 物 学上 统 称 为 方 解 石 族 矿物 。 方 解石 族 矿物结 晶构 造相 似 ，阳离 子半径 相 近 ，能 形 成 广泛 的类 质 同象 ，在物 理性 质上 又有 相似性 ，常常 密切共 生 和混 杂在 一起 。 ２．２ 化 学 成 分 和 矿 物 组 成
（ＣａＯ）： （ＳｉＯ ）＞２，体 积 密 度 ≥３．３０ｇ·ｃｍ～，与 世界 先进水平 之 间存 在着一定 的差距 ，而且 随着 钢铁 产业 对镁砂 的要求越 来越高 ，我 国现有 的镁 砂质 量 已 经满 足不 了消费者 的需求 。体 积密度 ≥３．４０ｇ·ｃｍ一， ∞（ＣａＯ）： （ＳｉＯ，）＞２，氧 化镁 含量 不 低 于 ９８％ 的高 纯 优质 烧结 镁 砂需 求 量 增 多 ，国 内外 越 来 越 重 视 高 纯 镁 砂 产 品 的研 究 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ａｇｎｅｓｉｔｅ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍ ｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｗｏ－ｓｔｅｐ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂｒｉｑｕｅｔ— ｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｍａｇｎｅｓｉａ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ： Ｍ ａｇｎｅｓｉｔｅ； Ｈ ｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｍ ａｇｎｅｓｉａ；Ｐｒｏｃｅｓｓ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
菱镁 矿 的 化 学 成 分 除 ＭｇＯ 外 ，还 含 有 Ｆｅ：Ｏ 、 ＡＩ，Ｏ 、ＳｉＯ 、ＣａＯ等 杂质 ，在煅 烧 过 程 中发 生 的基 本 物 理化 学变 化 ：一 是菱 镁矿 的分 解 ，方 镁 石 晶体 的结 晶长大 ；二是 在高 温作 用下 ，杂 质氧化 物 之 间或杂 质 氧 化物 与 ＭｇＯ反应 形成 新 的矿物 ，体 积 收缩 并 致 密 化 。菱镁 矿在煅烧 过程 中各种 物相及其变 化见表 １。
第２４０２１７ 卷年 第２月１ 期
耐 火 与 石 灰
·５·
高 纯 镁 砂 制 备 生 产 工 艺
陈 昌林 侯 光 崔 曦文 ’ 吴 占德 杨 耕桃 （１．中冶 焦耐 （大连 ）工 程技 术有 限公 司，大连 １１６０８５；
２．中冶焦 耐上 海 工程技 术 有 限公 司 ，上 海 ２０１９００）
晶质菱 镁矿 的 主要 化 学 成分 为 ＭｇＯ，次 要 成分 为 ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａ１２Ｏ３。ＭｇＯ含 量一 般为 ３５％一 ４７％ ，ＣａＯ为 ０．２％～４％ ，ＳｉＯ２为 ０．２％ ～８％ ，Ｆｅ２Ｏ， 和 Ａ１ Ｏ，的含 量 一 般 在 １％ 以 下 。微 量 元 素 有 Ｐ、 Ｍｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｉ等 ２０多种 ，种类 较 多 ，但无 经 济 价值 。 矿 石 中 ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ 等 化学 成分 的含 量决 定 于 矿
收 稿 日期 ：２０１６—０９—０６ 作 者 简 介 ：陈 昌林 （１９７６一），男 ，高级 工 程 师
６ ·
－
ＲＥＦＲＡＣＴ０Ｒ１ＥＳ ＆ ＬＩＭＥ
Ｆｅｂ．２Ｏｌ７
Ｖｏ１．４２ ＮＯ．１
石 中的矿 物 成 分 。矿 物 中菱 镁 矿 的含 量 决 定 ＭｇＯ 含量 。矿 石 中 ＣａＯ的含 量决 定 于 白 云石 ，ＳｉＯ 的含 量决定 于 滑石 、绿泥 石 、石 英 等 。矿 石 中 白云石 增加 则 ＣａＯ增 加 ，ＭｇＯ相对 减少 。经 过选 矿 后 的 晶质菱 镁矿 石 ，有 害 成 分 （ＣａＯ、Ｆｅ Ｏ 、Ａ１ Ｏ，、ＳｉＯ ）明显 降 低 ，从 而提 高 了 ＭｇＯ的含 量 。 ２．３ 煅 烧 的 物 理 化 学 变 化
摘 要 ：介绍了菱镁矿晶体结构及性质 、化学成分和矿物及煅烧过程中的物理化学变化 ，高纯镁砂生产工艺研 磨、 二 步 煅 烧 及 二 次 压 球 等 工 艺 的 选择 和 技 术 特 点 。 关 键 词 ：菱镁矿 ；高纯 镁砂 ；工艺 ；技术特 点 中 图分 类号 ：ＴＱ１７５．７１３．１ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１６７３—７７９２（２０１７）０１—０００５—０４