水热法制备碱式硫酸镁／氢氧化镁改性膨胀石墨

段红娟 蔡伟杰 张 浩 李发亮 张海军

武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉430081

含碳耐火材料具有优良的抗热震性和抗熔渣侵蚀性，在钢铁工业中有着广泛的应用［1－3］。但是，在冶炼超低碳钢和高质量纯净钢时，含碳耐火材料易导致钢水增碳［4－5］。因此，低碳耐火材料已成为含碳耐火材料的研究热点［6－9］。

膨胀石墨的比表面积较大，能以较少的添加量达到预期效果，有望制备出高性能的低碳耐火材料［10－13］。但是，膨胀石墨表面含有丰富的官能团，在高温下易发生蚀变和氧化；同时，膨胀石墨粒度更小，片层更薄，在耐火材料中更难分散。如何提高膨胀石墨的抗氧化性和分散性，成为将其用于低碳耐火材料亟待解决的问题。

为了提高低碳耐火材料用膨胀石墨的抗氧化性和分散性，本试验中，以MgSO4、NH4OH和表面活性剂为原料，采用水热法对膨胀石墨进行改性，主要研究了NH4OH加入量和表面活性剂种类对改性膨胀石墨抗氧化性和分散性的影响。

1 试验

1．1 原料

膨胀石墨（EG）为青岛藤盛达碳素材料有限公司生产的纯度≥99%（w）的蠕虫状膨胀石墨，经球磨制成粒度≤30μm的片状（其形貌见图1）。从图1可知，其中有不少粒度较小的膨胀石墨。从膨胀石墨在空气中的TG－DTA曲线（见图2）可知：其质量从约550℃开始损失，约850℃时几乎损失完全；在600～800℃出现明显的放热峰。

图1 膨胀石墨的SEM照片Fig．1 SEM photograph of expanded graphite

图2 膨胀石墨在空气中的TG－DTA曲线Fig．2 TG－DTA curve of expanded graphite in air

其他试验原料包括：分析纯无水硫酸镁（MgSO4），天津博迪公司；27%（w）的分析纯氨水（NH4OH），国药集团；……