一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，按照质量百分比计包括以下组分：40～50％的改性铝铬刚玉骨料、18～20％的镁铝尖晶石骨料、4～6％的结合剂、5～10％的外加剂、4～6％粒度≤5μm的碳化硅细粉、0.05～0.15％长度为3～5mm、直径为25～30μm的有机纤维以及余量的水；本发明专利技术采用上述组分制备得到的不定形耐火材料具备高耐磨性、热震稳定性、较强的抗渗透能力以及较为稳定的化学性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及危废焚烧
，具体是涉及一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]危险废物具有化学反应性、毒性、爆炸性和腐蚀性，将对生态环境和人类健康造成严重损害。焚化是最有效的方法之一，其中水泥回转窑处理危险废物的潜力最大，对水泥和环境没有负面影响。此外，许多危险废物可以提供燃烧后水泥生产过程所需的热能，这不仅可以解决废物污染问题，而且还可以降低燃烧成本和生产成本。危废焚烧是新兴领域，其中危废种类复杂繁多，物性、热值差异较大，回转窑和二燃室内衬根据需要，设计形式多样，随着国家对危废的监管力度加大，大型回转窑焚烧技术将在危废处理中得到更广泛的应用，对回转窑焚烧炉耐火材料选型和设计提出了挑战。
[0003]回转窑中所涉及的不定形耐火材料有：45％氧化铝低水泥浇注料、60％氧化铝低水泥浇注料、70％氧化铝低水泥浇注料、隔热浇注料、耐磨浇注料和粘土喷涂料；这些不定形耐火材料主要应用在窑尾冷却室、窑尾、窑头、窑头罩等部位，并且还有由散料成型的预制件，为保证回转窑焚烧炉的安全、稳定高效的运行，这些不定形耐火材料的长寿在回转窑中起着重要的作用。
[0004]现有技术中缺少一种针对含氟物料危废回转窑用的不定形耐火材料的制备，含氟物料对不定形耐火材料的要求更高，由于物料中含氟比例较高，达1～4％时，F和耐火材料中Si很容易反应形成SiF4气化，造成衬里基质结构破坏，快速侵蚀，因此对耐火材料成分要求较高，基于此，本申请提出一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，按照质量百分比计包括以下组分：40～50％的改性铝铬刚玉骨料、18～20％的镁铝尖晶石骨料、4～6％的结合剂、5～10％的外加剂、4～6％粒度≤5μm的碳化硅细粉、0.05～0.15％长度为3～5mm、直径为25～30μm的有机纤维以及余量的水；
[0007]说明：本专利技术采用上述组分制备得到的不定形耐火材料具备高耐磨性、热震稳定性、较强的抗渗透能力以及较为稳定的化学性能；铝铬刚玉具备熔点高、高强度、抗侵蚀的优良性能，将镁铝尖晶石与改性铝铬刚玉基混合能够有效提升耐火材料的抗渣侵蚀性能，采用上述尺寸的有机纤维能够在满足耐火浇注料流动性能的同时对浇注料的抗爆裂性能起到明显的改善效果，采用≤5μm的碳化硅细粉能够在高温制备过程中氧化形成少量的二氧化硅，实现体积的膨胀进一步堵塞耐火材料表面的气孔，从而减弱熔渣渗透，进一步提升材料的抗侵蚀性能，改善不定形耐火材料中氟与硅反应造成衬里基质结构的破坏，从而降
低回转窑内衬的寿命。
[0008]进一步地，所述改性铝铬刚玉骨料的制备方法为：
[0009]S1
‑
1、预处理
[0010]取铝铬渣为原料，先用孔径为0.1～0.15mm的筛网对原料进行初步过筛，然后取经初步过筛后的铝铬渣30～50g，倒入滚动式球磨机内部，并向球磨机内部喷洒钝化剂，调节球磨机工作参数为：转速300～500r/min，功率1200～1500kw，将铝铬渣粉碎至能筛过粒度介于0.044～0.088mm筛网的超细铝铬渣；其中，所述钝化剂的喷洒频率为1～3次/s，喷洒剂量为3～5mL/cm2；
[0011]S1
‑
2、改性铝铬刚玉骨料的制备
[0012]取步骤S1制备得到的超细铝铬渣为原料，在座冷式电弧炉内铺成100～150mm厚度的板形料层，起弧后向板形料层表面以20～30g/min的频率撒入焦炭料，并调节控制炉内温度为1600～1800℃，反应5～8h后制备得到板状改性铝铬刚玉骨料；其中，所述超细铝铬渣与所述焦炭料的质量比为3～5：1；
[0013]说明：对铝铬刚玉进行改性处理将铝铬刚玉制备为板状刚玉，通过先对铝铬渣破碎然后再进行电弧熔融，充分利用了铝铬渣自身杂质组分助熔，向球磨机内部喷洒钝化剂能够使得铝铬渣表面在短时间内形成致密的氧化物膜,从而提高铝铬渣的耐腐蚀性和耐磨性，随着破碎后粒度的降低，铝铬渣的颗粒密度逐渐增加，闭口气孔率降低，能够进一步改善不定形耐火材料的抗热震性和抗折强度；焦炭料的气孔率高、导热、抗渣及热震稳定性好，焦炭料的加入能够对进一步保证耐火材料的高温强度。
[0014]进一步地，所述结合剂为磷酸二氢铝溶液、酚醛树脂与炭黑油按照质量比为3～5：1：0.2～0.5混合后的混合物；所述外加剂为聚羧酸以及H
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按照质量比为5～10:0.5～1.5混合的分散剂；其中，所述磷酸二氢铝溶液的质量浓度为60～70％。
[0015]说明：选用上述成分的结合剂能够更好的胶结改性铝铬刚玉骨料、镁铝尖晶石骨料以及碳化硅细粉，少量炭黑油的添加能够进一步增强酚醛树脂的耐磨性、耐热性、腐蚀性以及耐老化型，进而促进不定形耐火材料的耐酸碱、抗渣性能；上述外加剂的配比以及组分能够使得减水效果和保持性达到最佳，进一步提升耐火材料的性能。
[0016]进一步地，所述钝化剂按照质量百分比计包括以下组分：40～50％的偏硅酸钠、10～15％的秸秆炭、5～10％的十二烷基苯磺酸钠以及余量的去离子水；
[0017]说明：上述配比制备得到的钝化剂满足使铝铬渣表面形成一层薄氧化膜，从而提升铝铬渣的耐腐蚀能力；同时避免了对人体造成伤害以及对环境造成的污染；秸秆碳的加入能够对物料中的重金属进行有效吸附，十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂能够有效提升钝化剂的流动性，从而改善铝铬渣表面的钝化效果；并且上述成分制备得到的钝化剂不含有害物质,对环境和人体无害，
[0018]一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019]S1、按照上述原料配比分别进行称量配料，先将镁铝尖晶石骨料和碳化硅细粉混合，然后放入电动搅拌机中干混5～7min，加入结合剂以及1/2的外加剂，混合3～5min后装入密封袋中静置困料5～7h，得到初次混料；
[0020]S2、向改性铝铬刚玉骨料表面均匀添加步骤S1制备得到的初次混料，初步混匀后继续添加有机纤维以及剩余1/2的外加剂，同时以0.3～0.5g/s的喷洒频率向改性铝铬刚玉
骨料表面喷洒水，充分混匀，得到二次混料；
[0021]S3、将二次混料后的不定形耐火材料放置在180～250MPa的成型压力下，在尺寸为230～250mm
×
110～115mm
×
120～140mm的模具中压制成试样，脱模，经110℃
×
24h的干燥处理后，在空气气氛中，调节温度并依次在900℃、1200℃、1500℃下热处理并保持1～2h，保温结束随炉自然冷却，得到所述含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料；
[0022]说明：有机纤维在受热烘烤时发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，其特征在于，按照质量百分比计包括以下组分：40～50％的改性铝铬刚玉骨料、18～20％的镁铝尖晶石骨料、4～6％的结合剂、5～10％的外加剂、4～6％粒度≤5μm的碳化硅细粉、0.05～0.15％长度为3～5mm、直径为25～30μm的有机纤维以及余量的水。2.根据权利要求1所述的一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，其特征在于，所述改性铝铬刚玉骨料的制备方法为：S1
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1、预处理取铝铬渣为原料，先用孔径为0.1～0.15mm的筛网对原料进行初步过筛，然后取经初步过筛后的铝铬渣30～50g，倒入滚动式球磨机内部，并向球磨机内部喷洒钝化剂，调节球磨机工作参数为：转速300～500r/min，功率1200～1500kw，将铝铬渣粉碎至能筛过粒度介于0.044～0.088mm筛网的超细铝铬渣；其中，所述钝化剂的喷洒频率为1～3次/s，喷洒剂量为3～5mL/cm2；S1
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2、改性铝铬刚玉骨料的制备取步骤S1制备得到的超细铝铬渣为原料，在座冷式电弧炉内铺成100～150mm厚度的板形料层，起弧后向板形料层表面以20～30g/min的频率撒入焦炭料，并调节控制炉内温度为1600～1800℃，反应5～8h后制备得到板状改性铝铬刚玉骨料；其中，所述超细铝铬渣与所述焦炭料的质量比为3～5：1。3.根据权利要求1所述的一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，其特征在于，所述结合剂为磷酸二氢铝溶液、酚醛树脂与炭黑油按照质量比为3～5：1：0.2～0.5混合后的混合物；所述外加剂为聚羧酸以及H2O2按照质量比为5～10:0.5～1.5混合的分散剂；其中，所述磷酸二氢铝溶液的质量浓度为60～70％。4.根据权利要求2所述的一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料，其特征在于，所述钝化剂按照质量百分比计包括以下组分：40～50％的偏硅酸钠、10～15％的秸秆炭、5～10％的十二烷基苯磺酸钠以及余量的去离子水。5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种含氟物料危废回转窑用不定形耐火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照上述原料配比分别进行称量配料，先将镁铝尖晶石骨料和碳化硅细粉混合，然后放入电动搅拌机中干混5～7min，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，刘忠珍，项友洁，
申请(专利权)人：江苏朗耐德耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：