危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法技术方案

本发明专利技术公开了危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法，改性刚玉砖按重量份数计包括：45～50份的致密电熔刚玉、20～30份的棕刚玉、10～15份的磷酸氧锆

【技术实现步骤摘要】
危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法


[0001]本专利技术涉及刚玉砖制备
，具体是涉及危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法。

技术介绍

[0002]回转窑式焚烧炉是处理危废的主要设备之一，由于近年来危废物料中高热值组分逐年增加，导致回转窑实际运行温度大幅超过设计温度，同时很多危废处理厂为了确保烟气排放达到环保要求而提高烟气温度，也导致回转窑实际运行温度大幅提高，回转窑内温度的提高造成物料灰渣大量熔融，耐火材料损耗由每月5～7mm增加至每月10～15mm甚至更高。
[0003]刚玉砖，是以刚玉为主晶相的耐火材料制品，主要用于炼铁高炉、高炉热风炉、炼钢炉外精炼炉、玻璃熔窑以及石油化工工业炉等，现有技术中危废焚烧系统回转窑用刚玉砖的耐酸耐盐性较差，在使用的过程中经常会出现刚玉砖受腐蚀而导致需要经常更换的问题，这就会导致回转窑焚烧处理的效率下降，因此现需要危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖及制备方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖，所述改性刚玉砖按重量份数计包括：45～50份的致密电熔刚玉、20～30份的棕刚玉、10～15份的磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体、10～15份的红柱石，5～10份的硅灰；
[0006]其中，磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体的制备方法为：<br/>[0007]S1、磷酸氧锆制备
[0008]将二氯氧化锆与质量浓度为85％的磷酸溶液按质量比1:1.5加入至烧杯中，在60～90℃的条件下搅拌4.5h，接着用200目筛网对烧杯内的混合物进行过滤，将过滤出的沉淀物放置于干燥机内在150℃的条件下干燥5h，将干燥后的沉淀物在1500℃的条件下烧制1h得到磷酸氧锆粉末；
[0009]S2、改性氧化锆制备
[0010]S2
‑
1：溶胶制备
[0011]将质量浓度为75％的氯氧化锆溶液与氨水按体积比1:1进行混合，在室温条件下搅拌2h形成含水的二氧化锆沉淀物，接着在65～70℃条件下搅拌3.5h，在搅拌的过程中以0.5ml/s的速率向含水的二氧化锆沉淀物中加入催化剂制得溶胶；
[0012]S2
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2：凝胶制备
[0013]将步骤S2
‑
1中制备的溶胶与水按质量比1:5进行混合，在10℃的条件下静置12h，接着将溶胶与水的混合物与稀土按体积比3:1加入至离心机中以5r/s的速率进行离心15～
20h形成凝胶；
[0014]S2
‑
3：制作改性氧化锆晶体
[0015]将步骤S2
‑
2中制备的凝胶放入烘干机中，在230℃条件下烘干1.5h制成干凝胶，将干凝胶在1300℃的温度下煅烧5h后以5℃/min的速率冷却至室温得到改性氧化锆晶体；
[0016]S3、磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体制备
[0017]将步骤S1中制得的磷酸氧锆粉末与步骤S2中制得的改性氧化锆晶体按质量比1:1进行混合均匀，在1300～1500℃的条件下煅烧20h形成磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体。
[0018]说明：本专利技术采用致密电熔刚玉与棕刚玉作为烧制刚玉砖的主材料，不仅可以使烧成的刚玉砖具有良好的耐磨性、耐酸耐盐性以及抗侵蚀性等，并且由于致密电熔刚玉与棕刚玉价格低廉，还可以节省刚玉砖的烧制成本，在材料中加入磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体可显著增加刚玉砖的强度，提高了刚玉砖的使用寿命，在材料中添加红柱石可增加刚玉砖的抗热震性以及耐酸耐盐性，在材料中添加硅灰可以提高刚玉砖的抗渗、防腐能力，并且硅灰遇水会生成凝胶体，产生的凝胶体可对混合物中的缝隙起到填补的作用，可降低刚玉砖的气孔率，避免了焦炭及其炼焦产物对刚玉砖内部的渗透侵蚀，增加了刚玉砖的使用寿命；
[0019]并且通过上述方法制作磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体，相比于磷酸氧锆与氧化锆来说，具有高温下稳定、耐热性较高、高强度以及低热膨胀性的特点，在氧化锆中加入稀土改性，可有效提高材料的硬度、抗热震性以及抗老化性等性能，进一步提高了刚玉砖的使用寿命，并且磷酸氧锆与氧化锆在高温下不会发生反应，可有效地进行结合。
[0020]进一步地，所述步骤S2
‑
1中使用的催化剂为质量浓度为99％的浓度冰醋酸，加入冰醋酸的量为含水的二氧化锆沉淀物质量的5％。
[0021]说明：选用质量浓度为99％的浓度冰醋酸作为催化剂，可使含水二氧化锆沉淀物的PH提高，从而有效降低溶胶所需要的时间。
[0022]进一步地，所述步骤S2
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2中加入的稀土为CeO2、Y2O3、Sc2O3其中的任意一种或多种。
[0023]说明：利用稀土对氧化锆进行改性，可有效提刚玉砖的硬度、抗热震稳定性等性能，添加CeO2可使刚玉砖的断裂韧度得到提高，并且可使刚玉砖的抗老化性能得到提高，添加Y2O3可使刚玉砖的熔点以及抗热震稳定性得到提高，并且可使刚玉砖的热导率降低并且提高了刚玉砖的耐酸耐盐性，添加Sc2O3可使刚玉砖得耐热性以及抗热震稳定性得到显著的提高。
[0024]进一步地，在步骤S3煅烧的过程中，加入TiO2作为烧结助熔剂，加入TiO2的量为磷酸氧锆粉末与改性氧化锆晶体混合物质量的3～8％。
[0025]说明：在煅烧的过程中加入TiO2作为烧结助熔剂，可以在高温下促进磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体的致密性，并且可以提高磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体的强度。
[0026]进一步地，所述的危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖的制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1、将致密电熔刚玉、棕刚玉、磷酸氧锆
‑
改性氧化锆复合体、红柱石以及硅灰分别放入碎料机中进行碎料，利用筛网分别对粉碎完成后的原料进行筛选；
[0028]S2、将步骤S1中筛选出的原料投放至碾轮式混料机中预混料15min使各原材料进行充分混合，接着向混料机中加入与原材料质量比1:1.5的水继续混料3h后形成具有流动
性的砂浆；
[0029]S3、将步骤S2中制备的砂浆倒入模具中，将模具放置于室温条件下自然干燥48h然后脱模；
[0030]S4、将步骤S3中制备的混凝土块放入至高温电炉中进行烧结制成刚玉砖。
[0031]说明：通过上述方法，首先将原材料放入破碎机中进行破碎，之后再经过筛网筛选，可以使后续制作的刚玉砖更加细密，避免了因原材料大小不一而导致烧结过后刚玉砖出现大量裂缝的问题，将原材料充分的进行混合形成砂浆，避免了后续烧制过程中因砂浆混合不均匀而出现气孔率过高的问题。
[0032]进一步地，步骤S1中选用的筛网为800目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖，其特征在于，所述改性刚玉砖按重量份数计包括：45～50份的致密电熔刚玉、20～30份的棕刚玉、10～15份的磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体、10～15份的红柱石，5～10份的硅灰；其中，磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体的制备方法为：S1、磷酸氧锆制备将二氯氧化锆与质量浓度为85％的磷酸溶液按质量比1:1.5加入至烧杯中，在60～90℃的条件下搅拌4.5h，接着用200目筛网对烧杯内的混合物进行过滤，将过滤出的沉淀物放置于干燥机内在150℃的条件下干燥5h，将干燥后的沉淀物在1500℃的条件下烧制1h得到磷酸氧锆粉末；S2、改性氧化锆制备S2
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1：溶胶制备将质量浓度为75％的氯氧化锆溶液与氨水按体积比1:1进行混合，在室温条件下搅拌2h形成含水的二氧化锆沉淀物，接着在65～70℃条件下搅拌3.5h，在搅拌的过程中以0.5ml/s的速率向含水的二氧化锆沉淀物中加入催化剂制得溶胶；S2
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2：凝胶制备将步骤S2
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1中制备的溶胶与水按质量比1:5进行混合，在10℃的条件下静置12h，接着将溶胶与水的混合物与稀土按体积比3:1加入至离心机中以5r/s的速率进行离心15～20h形成凝胶；S2
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3：制作改性氧化锆晶体将步骤S2
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2中制备的凝胶放入烘干机中，在230℃条件下烘干1.5h制成干凝胶，将干凝胶在1300℃的温度下煅烧5h后以5℃/min的速率冷却至室温得到改性氧化锆晶体；S3、磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体制备将步骤S1中制得的磷酸氧锆粉末与步骤S2中制得的改性氧化锆晶体按质量比1:1进行混合均匀，在1300～1500℃的条件下煅烧20h形成磷酸氧锆
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改性氧化锆复合体。2.根据权利要求1所述危废焚烧系统回转窑用耐酸耐盐改性刚玉砖，其特征在于，所述步骤S2
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1中使用的催化剂为质量浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建军，陈岗，吴锐强，黄黎枫，潘建军，
申请(专利权)人：宜兴市金其节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：