一种有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料及其制备方法技术

一种有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的次工作层位置，所述耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂。本发明专利技术使用电熔铬刚玉、氧化铬作为原料，α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液作为结合剂，由于磷酸溶液与磷酸二氢铝溶液与原料间的结合为化学结合，化学稳定性较好，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，使得原料具有良好的热震稳定性、抗侵蚀性以及抗渗透性。

A refractory material and its preparation method for secondary working layer of nonferrous smelting melting furnace

A refractory for the secondary working layer of a nonferrous smelting melting furnace is suitable for the position of the secondary working layer of a nonferrous smelting melting furnace. The composition of the refractory is: fused chromium corundum, chromium oxide and binder. The invention uses fused chromium corundum and chromium oxide as raw materials, alpha alumina powder and aluminium dihydrogen phosphate solution as binder. Because the combination between phosphoric acid solution and aluminium dihydrogen phosphate solution and raw materials is chemical bonding, the chemical stability is good, and the addition of clay makes some raw materials melt together with clay, filling large intergranular gap, making raw materials tool. It has good thermal shock stability, erosion resistance and permeability resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种有色冶炼熔化熔炉次工作层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次工作层用耐火材料。
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。传统有色冶炼熔化炉并没有提出次工作层的概念，本专利技术中，次工作层包裹在炉体工作层外部，炉体温度分布不平均，不同时间，炉体温度也不尽相同，整体来看，次工作层温度波动较大。有色冶炼熔化炉此次工作层也需要与工作层共同作用，保证整体的气密性。在工作层受到损坏时，有色冶炼熔化炉次工作层需要面对炉体工作层要应对的各种工作条件，如酸和/或碱性气氛的侵蚀，高温溶液、熔渣的冲刷和侵蚀等。因此，次工作层的选材变得极为重要，为此，本专利技术给出了一种解决方案。
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次工作层用耐火材料。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种有色冶炼熔化熔炉次工作层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次工作层用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的次工作层位置，所述耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂。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：电熔铬刚玉90～95份；氧化铬5～8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α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和的凝胶结合剂，其中α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液的质量比为3：7～5：5。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20％；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次工作层用耐火材料的制备方法，将电熔铬刚玉和氧化铬按照粒度组成，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入结合剂，以400T～630T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在100～150℃的温度环境下干燥24h，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℃，在烧成温度条件下保温时间为8小时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术使用电熔铬刚玉、氧化铬作为原料，α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和作为结合剂，可以使各种原料与结合剂相互渗透，既填充一部分颗粒间空隙，又保留一部分晶间裂纹，使得耐火材料更为致密，避免熔渣在耐火材料中迅速积存的同时又具有更好的热震稳定性。通过《GB/T2997致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法》、《GB/T30873耐火材料抗热震性试验方法》给出的测试方法进行测试，发现本技术方案制得的有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料的显气孔率≤20％，耐压强度≥120MPa，1100℃后水冷条件下的抗热震性≥8次，表明耐火材料具有良好的抗热震性能。通过本技术方案制得的耐火材料很好地满足了有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料的使用要求，使有色冶炼熔化熔化熔炉次工作层具有较长的使用寿命，避免了频繁修补、更换炉衬，节省了大量人力、财力，对于处理电子垃圾，促进有色冶炼发展具有重大意义。具体实施方式通过下面的实施例可以详细的解释本专利技术，公开本专利技术的目的旨在保护本专利技术范围内的一切技术改进。实施例一将90份电熔铬刚玉和5份氧化铬按照粒度组成，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5份质量比为3：7的α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和的凝胶结合剂，以400T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在100～150℃的温度环境下干燥24h，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℃，在烧成温度条件下保温时间为8小时。实施例二将92份电熔铬刚玉和6份氧化铬按照粒度组成，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5份质量比为4：5的α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和的凝胶结合剂，以480T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在100～150℃的温度环境下干燥24h，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℃，在烧成温度条件下保温时间为8小时。实施例三将94份电熔铬刚玉和7份氧化铬按照粒度组成，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5.5份质量比为5：7的α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和的凝胶结合剂，以500T的压力压制，成型为砖坯，将所得砖坯置于干燥器中，在100～150℃的温度环境下干燥24h，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℃，在烧成温度条件下保温时间为8小时。实施例四将95份电熔铬刚玉和8份氧化铬按照粒度组成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的次工作层位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂。

【技术特征摘要】
1.一种有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，适用于有色冶炼熔化熔炉的次工作层位置，其特征是：所述耐火材料的组成成分为：电熔铬刚玉、氧化铬和结合剂。2.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，其特征是：所述耐火材料的组成成分按重量份数为：电熔铬刚玉90~95份；氧化铬5~8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次工作层用耐火材料，其特征是：所述结合剂为结合剂为α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液调和的凝胶结合剂，其中α氧化铝微粉与磷酸二氢铝溶液的质量比为3：7~5：5。4.如权利要求1所述的有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，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。5.如权利要求5所述的有色冶炼熔化熔炉次工作层用耐火材料，其特征是：所述铝铬共熔体、铝镁尖晶石和铁铝尖晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利新，李婉婉，廖绍虎，王宇涛，杨建华，张小惠，
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