一种电熔镁铝尖晶石的制造方法技术

本发明专利技术具体涉及一种电熔镁铝尖晶石及其制造方法。其技术方案是：先将１８～５０ｗｔ％的镁橄榄石、５０～８２％的铝矾土或工业氧化铝进行混合，再外加２～１０％的焦炭或无烟煤、０．８～２ｗｔ％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置入电弧炉或感应炉中，于１８００～２３００℃熔融还原，还原出橄榄石和铝矾土中的Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］和ＴｉＯ↓［２］等杂质，保温２～５小时；最后经沉淀、分离，制得电熔镁铝尖晶石。所述的镁橄榄石主要化学成分是：ＭｇＯ含量为３９～４９ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］含量为３８～４２ｗｔ％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量为７～１１ｗｔ％。本发明专利技术所制成的电熔镁铝尖晶石应用范围广、附加值高、成本较低，达到了镁橄榄石的高效综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐火材料
具体涉及一种电熔镁铝尖晶石及其制造方法。
技术介绍
我国镁资源主要有菱镁矿储量约31亿吨、镁橄榄石储量约30亿吨、青海盐湖蕴藏的MgCl2约32亿吨，其中菱镁矿主要集中在辽宁，镁橄榄石主要集中河南西峡、陕西商南、湖北宜昌和东北等。作为耐火原料的镁砂主要来源于辽宁的菱镁矿，随着镁砂的消耗，菱镁矿资源也日益紧张；而青海盐湖提供镁砂的提取成本较高而受到限制，因此有必要对我国中部的镁橄榄石进行有效利用。自然界中的橄榄石常以镁橄榄石(Mg2SiO4)和铁橄榄石(Fe2SiO4)固溶体的形成存在，橄榄石矿床与其它矿物共生，含有一定量的铬铁矿和镍矿石等以包裹体的形成存在于橄榄石晶体颗粒的裂隙中。一般来说，橄榄石的化学组成为MgO含量39～49％，SiO2含量38～44％，Fe2O3含量7～11％，由于氧化铁的存在，降低了镁橄榄石的高温性能和抗渣性能，限制了镁橄榄石应用。目前，镁橄榄石的应用仅限于铸造砂、冶金辅料、出钢口引流砂、耐火材料修补料和中间包干式捣打料、镁橄榄石轻质材料和建筑材料等方面，应用面较窄，产品的技术附加值较低。镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种性能优良的耐火原料，制备方法分电熔法和烧结法两种，不论是电熔或烧结镁铝尖晶石的合成，其原料Al2O3主要来源于铝矾土或工业氧化铝，MgO来源于轻烧氧化镁或菱镁矿；例如“矾土基电熔高纯尖晶石及其制备方法”(ZL200510018056.0)专利技术专利、“合成镁铝尖晶石及其制备方法”(01115504.3)和合成镁铝尖晶石的方法(ZL88106918.3)等，这些专利技术中的MgO均来源于资源紧缺的菱镁矿或菱镁矿轻烧处理后的轻烧氧化镁，相对成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是达到镁橄榄石的高效综合利用，提供一种以镁橄榄石MgO源、应用范围广、附加值高、成本较低的电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：先将18～50wt％的镁橄榄石、50～82％的铝矾土或工业氧化铝进行混合，再外加2～10％的焦炭或无烟煤、0.8～2wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置入电弧炉或感应炉中，于1800～2300℃熔融还原，还原出橄榄石和-->铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温2～5小时；最后经沉淀、分离，制得电熔镁铝尖晶石。所述的镁橄榄石的主要化学成分是：MgO含量为39～49wt％、SiO2含量为38～42wt％、Fe2O3含量为7～11wt％。所述的铝矾土为特级铝矾土、一级铝矾土、二级铝矾土A类、二级铝矾土B类中的一种，Al2O3的含量分别为：特级铝矾土的Al2O3大于85wt％、一级铝矾土的Al2O3为80～85wt％、二级铝矾土A类的Al2O3为70～80wt％、二级铝矾土B类的Al2O3为60～70wt％。由于采用上述技术方案，使镁橄榄石中的MgO和铝矾土或工业氧化铝中的Al2O3反应生成镁铝尖晶石，与硅铁完全分离。所制成的电熔镁铝尖晶石应用范围广、附加值高、成本较低，达到了镁橄榄石的高效综合利用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将45～50wt％的镁橄榄石、50～55wt％的特级铝矾土(Al2O3大于85wt％)进行混合，再外加4～6wt％的焦炭和0.9～1.2wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置于感应炉中，控制炉液温度在1800～1900℃，使混合物熔融还原，还原出橄榄石和铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温2小时；最后经冷却、分离，制得电熔镁铝尖晶石。经检测，本实施例所制得的电熔镁铝尖晶石：MgO为31.3wt％、Al2O3为62.5wt％、SiO2为2.5wt％、Fe2O3为1.4wt％、体积密度为3.14g/cm3。其中，镁橄榄石的化学成分是：MgO为46.28wt％、SiO2为39.57wt％、Fe2O3为8.97wt％、Al2O3为0.35wt％、CaO为0.31wt％、灼减为2.61wt％。实施例2：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将35～40wt％的镁橄榄石、60～65wt％的特级铝矾土(Al2O3大于85wt％)进行混合，再外加3～5wt％的焦炭和0.8～1wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置于电弧炉中，控制炉液温度在1900～2000℃，使混合物熔融，还原出橄榄石和铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温2小时；最后经冷却、分离，制得电熔镁铝尖晶石。本实施例所采用的镁橄榄石同实施例1。经检测，本实施例所制得的镁铝尖晶石：MgO为23.4wt％、Al2O3为73.0wt％、SiO2为2.2wt％、Fe2O3为1.1wt％，体积密度为3.26g/cm3。实施例3：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将20～25wt％的镁橄榄石、75～80wt％的特级铝矾土(Al2O3大于85wt％)进行混合，再外加4～6wt％的焦炭和1～1.4wt％的铁屑，-->混合均匀；然后将上述混合物置于电弧炉中，控制炉液温度在2200～2300℃，使混合物熔融，还原出橄榄石和铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温3小时；最后经冷却、分离，制得电熔镁铝尖晶石。本实施例所采用的镁橄榄石同实施例1。经检测，本实施例所制得的镁铝尖晶石：MgO为10.8wt％、Al2O3为85.3wt％、SiO2为1.9wt％、Fe2O3为1.0wt％、体积密度为3.39g/cm3。实施例4：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将40～45wt％的镁橄榄石、55～60wt％的一级铝矾土(Al2O3为80～85wt％)进行混合，再外加4～6wt％的无烟煤和1～1.5wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置于电弧炉中，控制炉液温度在1800～1900℃，使混合物熔融，还原出橄榄石和铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温4小时；最后经冷却、分离，制得电熔镁铝尖晶石。其中，镁橄榄石的主要化学成分是：MgO为44.23wt％、SiO2为41.55wt％、Fe2O3为8.82wt％、Al2O3为0.82wt％、CaO为0.57wt％、灼减为1.91％。经检测，本实施例所制得的镁铝尖晶石：MgO为21.8wt％、Al2O3为74.0wt％、SiO2为2.0wt％、Fe2O3为1.0wt％，体积密度为3.27g/cm3。实施例5：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将20～25wt％的镁橄榄石、75～80wt％的一级铝矾土(Al2O3为80～85wt％)进行混合，再外加4～6wt％的焦炭和1.2～1.6wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置于电弧炉中，控制炉液温度在1800～1900℃，使混合物熔融，还原出橄榄石和铝矾土中的Fe2O3、SiO2和TiO2等杂质，保温4小时；最后经冷却、分离，制得电熔镁铝尖晶石。本实施例所采用的镁橄榄石同实施例4。经检测，本实施例所制得的镁铝尖晶石：MgO为9.9wt％、Al2O3为86.3wt％、SiO2为1.6wt％、Fe2O3为1.1wt％，体积密度为3.38g/cm3。实施例6：一种电熔镁铝尖晶石及其制造备方法。先将35～40wt％的镁橄榄石、6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电熔镁铝尖晶石的制造方法，其特征在于先将１８～５０ｗｔ％的镁橄榄石、５０～８２％的铝矾土或工业氧化铝进行混合，再外加２～１０％的焦炭或无烟煤、０．８～２ｗｔ％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置入电弧炉或感应炉中，于１８００～２３００℃熔融还原，保温２～５小时；最后经沉淀、分离。

【技术特征摘要】
1.一种电熔镁铝尖晶石的制造方法，其特征在于先将18～50wt％的镁橄榄石、50～82％的铝矾土或工业氧化铝进行混合，再外加2～10％的焦炭或无烟煤、0.8～2wt％的铁屑，混合均匀；然后将上述混合物置入电弧炉或感应炉中，于1800～2300℃熔融还原，保温2～5小时；最后经沉淀、分离。2.根据权利要求1所述的电熔镁铝尖晶石的制造方法，其特征在于所述的镁橄榄石的主要化学成分是：MgO含量为39～49wt％、SiO2含量为38～42wt％、Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：李远兵，李亚伟，雷中兴，赵雷，段少军，马明军，吴清顺，蔡鄂汉，金胜利，李淑静，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]