菱镁制品轻烧氧化镁的煅烧工艺

菱镁制品轻烧氧化镁的煅烧工艺

0中国模拟的产业结构调整技术近年来，灵镁胶凝材料在土木工程、市政工程、道路、环保、工艺制品和农业生产中得到了广泛应用。他的产品代表了木材和钢材。如无机玻璃钢通风管道、玻镁装饰平板、轻质隔墙板、城市道路检查井盖、工艺制品、屋面保温板等。根据国务院《促进产业结构调整暂行规定》和国家发改委《产业结构调整指导目录》中对产业发展的要求,中国菱镁行业协会在中菱镁协字2006年第28号文“关于印发执行《菱镁产业结构调整指导目录》的通知”中,明确指出了菱镁行业的鼓励类、限制类和淘汰类产品,并自2006年8月3日起执行。这个目录的出台,对今后规范菱镁行业的发展方向,进一步提高产品质量,推动菱镁行业整体水平提高,实施菱镁行业可持续发展具有重要的战略意义。本文谨围绕该目录阐述未来几年菱镁技术的发展。1原材料灵镁产品的生产工艺特点及发展1.1煅烧不均匀及溶液波动轻烧氧化镁是天然菱镁矿经800~900℃煅烧,MgCO3分解成MgO,再经磨细而成。目前轻烧氧化镁生产中普遍采用以块状菱镁矿石在反射窑中煅烧的方法,其生产过程中由于窑炉内部存在温度差,即中间温度高、边壁温度低,造成煅烧不均匀;其二,块状物料在煅烧过程中存在温度差,即外表面温度高、中间温度低,同样造成煅烧不均匀;其三,矿石成分本身有差别,又没有矿石均化设施,造成了轻烧氧化镁粉成分的差异;反射炉煅烧为堆积态换热,煅烧时间长、煅烧温度高、传热效率低,易造成轻烧氧化镁粉质量不稳定。表1是辽宁某厂购买的同一批氧化镁粉成分波动的情况。因此,采用先进的煅烧工艺,并加强原料的均化措施将是提高原材料质量的可行手段,也是今后的发展方向。1.2煅烧法物料的出料口悬浮动态煅烧工艺是将菱镁矿石先粉碎至120~200目,从煅烧窑顶部将粉碎后的干粉喷入煅烧炉内,物料实现快速传热,煅烧完成的物料从窑底部出料口排出即可。在悬浮动态煅烧工艺中,由于煅烧时间短、煅烧面积大、煅烧温度低,产品的成分波动很小,很少出现反射窑中的生烧或过烧现象;另外,悬浮动态煅烧是连续化操作,物料为连续进料和连续出料,在炉内物料的受热和煅烧时间是均衡相等的,且煅烧温度很容易控制,能生产出高活性的产品。悬浮动态煅烧工艺流程见图1。1.3均化机械设计轻烧氧化镁均化是一种成熟的缩小成分偏差的方法。常用的均化方式有:(1)矿山、矿石的均化,又称为预均化;(2)空气搅拌均化,即在粉料库中通过充气搅拌来达到均化的目的;(3)机械倒库均化,即通过提升机、螺旋输送机等输送设备将粉料从一个库倒到另外一个库;(4)混合均化,即通过几点进料一点出料的方式。对于轻烧氧化镁生产企业,因其产量大,应尽量采用矿石预均化和机械倒库的方式;而对于菱镁制品生产企业,因其每天用量从几吨到几十吨,建议使用机械倒库的方式,投资几十万元,就可将MgO的标准偏差缩小到±1%以内,且混合时间越长,均化效果越好。2自动测量和镁产品机械制造2.1自动化计量配方的应用菱镁制品生产投资少,生产工艺和设备都较为简单,但材料的性能却较为复杂,有些企业沿用了水泥制品生产中一些落后的生产工艺,露天生产,手工成型,遇到阴雨天气使用塑料布覆盖的方法,原料水化反应和制品的后期性能根本无从保证;人工配料随意性很大,无机、有机填充材料随意乱加,材料含水量的高低没有控制。笔者在技术服务和调查中发现,目前国内生产菱镁制品的企业,使用自动化计量配料的少之又少,而在生产轻质菱镁隔墙板、玻镁平板、无机玻璃钢通风管道等主流产品中,还有很多企业使用最原始的手工成型工艺,2~3个人一个生产台面(或模具),这当中还包括菱镁行业中规模较大的企业。这种生产工艺不仅生产效率低,而且产品的平整度和外观质量不能保证,尤其是对薄壁、大幅面的产品,质量问题尤为明显。中国菱镁行业协会在中菱镁协字2006年第28号文中,已将手工制作或水浸泡处理的菱镁装饰(防火)板与墙体材料列为淘汰类产品(2007年前)。使用高精度自动化计量配料可保证生产配比的准确、稳定,这种先进的配料工艺是利用高精度的传感装置、用斗式或皮带称配料、用计算机进行程序控制,配料时,只需根据原材料的用量要求,计算机便通过计量装置实现配料,其计量误差可控制在±1%内。这种配料计量工艺在国内水泥行业中普及面很广,是一种非常成熟的系统,其投资为20万~30万元。2.2复合保温通风管道生产设备机械化生产不仅可提高生产效率,而且能保证产品的质量,另外,一条机械化成型线既可生产复合保温屋面板、复合保温通风管道,还能生产单层的玻镁平板,从而实现一机多用。以复合保温通风管道机械化成型线为例,一条成型线每班可生产约800m2,计40m2/(人·班),而手工成型的产量为6~8m2/(人·班)(以上均包括配料工、成型工、脱模工等生产工人)。可喜的是,机械化成型工艺正越来越受到人们的重视。3新型改性硅镁/合成纤维墙板的制备我国耕地面积仅占国土面积的10%,不到世界平均水平的1/2。我国房屋建筑材料中70%是墙体材料,其中黏土砖占据主导地位,生产黏土砖每年耗用黏土资源10多亿m3,每年消耗7000多万t标准煤。国务院2005年第40号文和国家发改委2005年第40号令都明确地将保温节能利废型的建筑材料列为鼓励类的产品。因此,加快发展以煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工废渣等固体废弃物为原料的新型墙体材料,有利于提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展。表2是几种墙体材料的导热系数比较。我国现有的硅镁建筑墙板主要是空心隔墙条板,厚度有60、90、120mm等,面密度在60~110kg/m2,它的保温隔热性能差、面密度大,生产工艺落后,大部分为手工成型,少部分机械成型(像立模成型机),也存在着脱模时间长,生产效率低的问题,而使用电加热方式加快脱模,又增加了能源消耗。因此,研究开发新型改性硅镁轻质复合保温节能型的墙板,并提高自动化、机械化水平,提高生产效率,就显得尤为重要。新型改性硅镁轻质复合保温节能型墙体材料,是以镁、硅、钙等复合胶凝材料为主体,掺入大量的工业废渣,通过改性剂等高分子聚合物制成的轻质高强墙体材料,内层还装有合理布局的隔热、隔声、吸声的无机发泡型材或其它保温材料,经生产流水线浇注、振动密实、整平、养护、脱模而成为各种规格的墙板,生产自动化、机械化程度高,符合国家产业发展和住宅建筑发展方向。这种新型墙板的面密度在35kg/m2(90mm板)以下,比传统墙板质量减轻60%以上;制品的软化系数达到0.90以上,含水率低于10%;制品在高温高湿的环境下不返卤;工业废渣及废物的掺加量在40%以上;有效地提高了房屋使用空间,增加使用面积6%~8%。4山西银镁材料改革技术的应用4.1吸潮返卤的处理菱镁制品是气硬性胶凝材料,其突出的3大缺陷是:制品易吸潮返卤、耐水性较差、易翘曲变形,尤其是吸潮返卤这一问题,严重地制约了产品质量和行业的发展。国内生产玻镁平板和轻质隔墙板采用水浸泡处理的生产工艺流程如图2所示。由于菱镁板材料浆的MgO/MgCl2物质的量比为4~6,这样体系中不可避免地含有过量的游离MgCl2,而游离MgCl2是强吸潮剂,它遇湿就会吸收空气中的水分,使制品的表面变湿、结水珠,严重时水珠流淌,这就是所谓的吸潮返卤。吸潮返卤不仅会影响室内的装饰效果,更主要的是降低制品的强度,缩短制品的使用寿命。为了解决以上问题,国内很多的生产厂采用水浸泡的工艺将制品中的游离MgCl2去除。但这种生产工艺不仅加速制品的早期水解,破坏制品的矿物结构,降低制品的强度;而且浸泡后的污水(含有游离MgCl2)对外直接排放,污染环境;另外浸泡加大了劳动强度,使生产工艺复杂化,降低生产效率。尤其在江南的梅雨季节,阴雨连绵,制品的晾晒几乎不能实现。水浸泡处理的菱镁板材力学强度试验结果见表3。4.2改性乳化剂掺改性剂的菱镁板材生产工艺流程如图3所示。改性剂的作用为:(1)改善制品的表面性能,在30~40℃,相对湿度90%以上的高温高湿环境中制品不吸潮返卤,提高制品抗吸潮返卤的能力;(2)提高制品的耐水性能,可以将制品泡水7d的软化系数提高到0.90以上,通过表面耐水处理,可用于工艺制品和室外制品;(3)提高制品的力学性能,增加制品的韧性,减少制品内部和表面的气泡,(4)改善料浆拌和物的性能,降低制品的变形率;(5)冬季低温下提高制品的早期强度,缩短脱模时间,提高生产效率;(6)根据需要进行发泡,降低产品的密度;(7)用于生产菱镁复合板粘接胶。改性剂已成为继轻烧氧化镁、工业氯化镁后的第3组分原料,越来越受到人们的重视,应用的企业也越来越多,随着技术的发展和提高,改性剂必将发挥更大的作用。建设部2006年第38号文中,将山东省建筑科学研究院研制生产的“菱镁胶凝材料改性剂和菱镁胶凝材料低温早强促凝剂应用技术”列入建设部节能省地型推广应用技术目录中。5生产的原料特点为(1)低温、快速煅烧是获取高活性氧化镁的必由之路,而使用悬浮动态轻烧是实现低温煅烧的最佳途径;(2)采用机械倒库等粉料均化措施,可将MgO的标准偏差缩小到±1%以内,有利于生产的配料控制,有利于提高产品质量;(3)高精度自动化计量配料系统可保证生产配比