一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料及其制备方法技术

一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的液线上方炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。本发明专利技术使用铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石作为原料，降低了炒成温度，减少了三氧化二铬的挥发。同时采用粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水作结合剂，使得耐火材料的抗渣、抗渗透能力得到增强。因为磷酸溶液会与耐火材料中的氧化铝发生反应，生成磷酸键，形成一定的网状结构，粘土的加入又使得在烧成时，部分原料可以与粘土共同熔化，填充较大的晶间缝隙，而磷酸二氢铝的粘度较大，使得粘土结合剂的结合作用得到增强，最终使得耐火材料更为致密。

【技术实现步骤摘要】
一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料及其制备方法
本专利技术涉及耐火材料
，具体为一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料及其制备方法。
技术介绍
我国是有色金属生产大国，随着我国的交通、能源、建筑、机电、通讯、汽车、家用电器等的发展之快及我国周边国家像日本和南韩资源贫乏国家需要进口大量有色金属，各种类型的复合材料、合金、超薄铜板、管材及化工产品有着广泛的国内外市场，产能不断扩大，随之产生的一系列如：技术老化、设备陈旧、能耗高、成本高、环境污染严重、矿山资源紧张、回收率低等问题亟需解决。特别是随着电子产品的快速迭代，我国正迈入电子产品报废高峰期。面对逐年扩张的电子废物规模，一方面，海量电子垃圾泛滥造成的环境污染日益侵蚀人们的生存空间，另一方面，游商游贩遍地开花，粗放的作坊式电子垃圾处理市场野蛮生长，二噁英等剧毒、有毒有害成分对于大气、土壤、地下水等污染严重，而且提取贵金属工艺，贵金属回收率低，是国家明令禁止的淘汰工艺。如何合理有效的处置及回收电子垃圾—“城市矿产”，实现灰色产业转向绿色经济，是制约有色行业发展的技术瓶颈。世界最有效的无害的处理方法，现有日本、比利时等国家的再生企业具有先进的处理技术和装备，其技术世界领先。中国依然采用传统方法，简单，原始、落后，国内尚无有效的先进的无污染处理技术。国内一直是引进国外日本、比利时的熔炼炉，其炉衬材料使用寿命为1个多月，有的甚至更短。为了推动有色行业的快速发展，提高有色金属冶炼工艺水平，结合目前有色冶金过程的强化(强化冶炼的比重加大)对耐火材料的使用性能要求，本项目主要就提升有色冶炼特殊和关键、苛刻部位的材料品质，延长高温窑炉炉衬使用寿命，以实现生产过程更加绿色环保展开技术研究。国内某有色院自行设计的NRTS炉是中国首座电子垃圾熔融-精炼炉，可有效处理电子废料、工业废渣、低品位杂铜和阳极泥等废物料，且稀贵金属回收率较高，其熔炼技术超过国外水平。但是由于苛刻的熔炼环境，要求内衬材料必须有较强的耐酸碱性、抗高温及耐金属渣侵蚀性强等特性，因此，现用材料寿命较低，已无法满足正常使用。因此，亟需研制一种节能环保型先进电子垃圾和有色固废熔炼-精炼炉用高性能、长寿命系列多复合尖晶石高温炉衬材料。熔炉液线上方炉壁处温度较高，大量加入熔炉需要熔炼的冷物料在此处开始融化、反应，液线上方炉壁需要经受这些物料的渗透与侵蚀，工况条件较为复杂。传统炉衬材料多使用固相烧结制得镁铬质、镁铝质炉衬材料。传统镁铬质耐火材料具有良好的抗熔渣、抗侵蚀等特性，但抗熔体冲刷能力弱，含有较多的Cr2O3，不利于环保。传统镁铝质炉衬材料具有良好的抗冲刷能力，但无法较好地应对原料、熔渣的侵蚀。且传统的镁铬质、镁铝质耐火材料气孔率高，气孔孔径大，更易使这些熔渣与溶液迁移到耐火材料内部，与传统镁铝质或镁铬质耐火材料的组成物质发生反应，生成MgSO4等物质填充在耐火材料的气孔中。由于受到高温，MgSO4等又会再次分解形成MgO，如此往复，使得耐火材料的理化性质变得不再连续，降低了耐火材料的使用寿命。因此，需要针对传统耐火材料在抗渣能力、抗渗透方面出现的问题，提出新的解决方案。专利申请号为CN91103368.8的专利技术专利授权了一种烧成镁铝铬耐火砖及其制造方法。将镁砂颗粒、镁砂细粉、铝矾土或工业氧化铝、铬矿或Cr2O3粉末共磨成小于0.088mm细粉，向粉末中加入纸浆废液或卤水作为结合剂并混炼成可成型泥料，压坯烧成。其抗侵蚀与抗渗透方面的能力有了一定的提升，但其烧成温度仍然较高，易造成Cr2O3的挥发，且使用了废纸浆液或卤水作为结合剂，引入了更多杂质，且杂质成分不易分析和控制，对耐火材料性能的稳定性产生了一定的影响。专利申请号为CN201410583333.1的专利技术专利授权了一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料及其制备方法。该方法将致密刚玉砂、铬渣、镁砂、铬绿、电熔氧化锆、氧化锡及磷酸与草酸的混合溶液制作的结合剂混合，困料24h，在液压机上压成砖坯，在100-120℃条件下干燥不少于72h，在1650-1700℃下烧成，烧成时间150-180分钟，得到一种火法贵金属冶炼用柔韧性复合尖晶石锡耐火材料。该方法引入ZrO2与SnO2改变晶相，使得该耐火材料的抗熔渣渗透与侵蚀的能力得到增强。但同时，晶间存在细微裂纹，一定程度上，该裂纹提高了耐火材料的热震稳定性，但细微裂纹也可能会因为ZrO2与SnO2等的含量不当而扩大，从而对耐火材料的内部结构造成破坏，降低其使用寿命与高温性能。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的液线上方炉壁位置，所述耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述耐火材料的组成成分按重量份数为：铝铬共熔体60～70份；铝镁尖晶石5～15份；铁铝尖晶石15～25份；结合剂5～6份。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述结合剂为粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水的混合物。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水的质量比例为3：3：3：1。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述铝铬共熔体、铝镁尖晶石和铁铝尖晶石的粒度分布区间为：5～3mm、3～1mm、1～0.1mm、180目以下、325目以下和5μ以下。为了进一步改进技术方案，本专利技术所述铝铬共熔体、铝镁尖晶石和铁铝尖晶石的粒度以以下粒度按以下粒度及质量占比分配：粒度5～3mm占上述三者组分总粒度质量比的25％；粒度3～1mm占上述三者组分总粒度质量比的30％；粒度1～0.1mm占上述三者组分总粒度质量比的10％；粒度180目以下的细粉占上述三者组分总粒度质量比的20％；粒度325目以下的细粉占上述三者组分总粒度质量比的15％；粒度5μ以下的微粉占上述三者组分总粒度质量比的5％。一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料的制备方法，将铝铬共熔体、铝镁尖晶石和铁铝尖晶石按照粒度组成，按照先粗后细的原则，先在湿碾机里干混，待颗粒与细粉混合均匀后加粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水的质量比例为3：3：3：1的混合物作为结合剂，以630T～1000T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在200～250℃的温度环境下干燥24h～48h，然后将干燥后的砖坯置于高温隧道窑中进行烧制，烧制温度为1300～1500℃，在烧成温度条件下保温时间为6～8小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石作为原料，降低了炒成温度，减少了三氧化二铬的挥发，同时铝镁尖晶石晶格常数相对较小，在烧成时，可以填入其他晶胞间，避免因材料膨胀带来的致密性以及抗渣性的降低，同时也保留了晶间小裂纹，保证了耐火材料的热震稳定性。同时采用粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水作结合剂，使得耐火材料的抗渣、抗渗透能力得到增强。因为磷酸溶液会与耐火材料中的氧化铝发生反应，生成磷酸键，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的液线上方炉壁位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。

【技术特征摘要】
1.一种有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的液线上方炉壁位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：铝铬共熔体、铝镁尖晶石、铁铝尖晶石和结合剂。2.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，其特征是：所述耐火材料的组成成分按重量份数为：铝铬共熔体60~70份；铝镁尖晶石5~15份；铁铝尖晶石15~25份；结合剂5~6份。3.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，其特征是：所述结合剂为粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水的混合物。4.如权利要求2所述的有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，其特征是：所述粘土、磷酸溶液、磷酸二氢铝溶液以及水的质量比例为3：3：3：1。5.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，其特征是：所述铝铬共熔体、铝镁尖晶石和铁铝尖晶石的粒度分布区间为：5~3mm、3~1mm、1~0.1mm、180目以下、325目以下和5μ以下。6.如权利要求5所述的有色冶炼熔化熔炉液线上方炉壁用耐火材料，其特征是：所述铝铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利新，王玉霞，王继宝，刘萍，邓俊杰，王宇涛，
申请(专利权)人：中钢集团耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41