【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料，尤其涉及一种熔分炉熔化分层部位的铬铝锆耐火材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、赤泥是氧化铝生产过程中排出的废渣，因技术、成本等原因，利用率极低，巨量的赤泥堆放问题成为世界性难题。因强碱性、高盐度的赤泥废液造成水体、土壤碱化，污染地下水源，导致环保压力剧增，严重制约着我国氧化铝工业的可持续发展。但拜耳法赤泥含有较高的氧化铁，fe2o3含量一般在30%-40%以上，是可以用作炼铁的原料，世界各国都在努力寻求综合利用方法，从赤泥中回收利用其中的铁资源，对补充我国的铁矿石资源有重要意义。
2、目前，我国已有稳定成熟的综合利用技术，可以实现赤泥的完全利用——“吃干榨净”，采用煤基直接还原烧成-渣铁磁选分离-母液溶出的新工艺流程。利用煤矿采完后大量存在的褐煤（一种劣质煤，不能发电，也无法利用的资源），将拜耳法溶出提炼后的高铁赤泥添加褐煤（含碳、二氧化硅、氧化铝、氧化镁等成分），作为还原剂，加入膨润土，高压压制成球，经过转底炉矿化，催化还原成单质铁或者是一氧化铁，形成非常好的球团，再加入少量的石灰、焦炭粉，在熔分炉里进行熔融化，强熔融化后，通过控制液固比等参数对熟料进行碱液溶出。铁的比重比较大，铁水就沉到下层炉底，富含大量二氧化硅的熔渣浮到这个铁水的上层，出现熔渣和铁水分离，得到高铝碱液和富铁残渣，上层含有氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等成分，是生产矿棉的主要原料。下层炉底的铁水，经过出铁口排出生产出优质的铁水，该产品可作电炉炼钢的“半钢”原料。这种技术既实现了拜耳法赤泥金属铁元素的提取
3、在熔分炉熔融过程中，因为碱性成分非常高，碱性熔渣侵蚀非常严重。下层非铁非钢工况环境，若是按照炼铁的工况，那么炉衬材料用铝硅系材料加含碳材料最佳；若是炼钢的工况，是碱性的含碳材料最优。而赤泥冶炼工况为酸、碱熔渣侵蚀，又酸又碱，又超高温（1600-1800℃），且冶炼过程中温度变化非常剧烈，整个熔池的上下部工况差异很大：变化又非常大，熔融液上部是酸性的熔融液，熔融液下部又是碱性的熔融液，因此，熔分炉熔池用耐火材料成为制约熔分技术发展的问题。原用高铝质制、镁系（镁铬、镁尖晶石、镁铝尖晶石）、铝尖晶石、镁碳砖、铝镁碳砖、复合材料、铬刚玉等，分别出现炉衬材料全部熔化堵塞出铁口、高温熔炼中炉体变红炉体烧穿、炉膛使用1-3炉全部熔化损毁等问题。
4、熔分炉熔池是融熔化熔融分的关键苛刻部位，熔池部位需要频繁接收新投入的物料，熔液温度波动范围也很大，但较下料口温度波动范围小；同时熔池上部熔液上部为高硅熔液，即酸性环境，需要耐sio2等酸性熔液侵蚀，下部为富铁残渣，同时含有大量的cao、mgo、k2o、na2o，即碱性环境，需要耐碱性成分（铁、钙、镁等）物料侵蚀。因此，要求池壁的炉衬材料既要具有优异的耐酸，又得耐碱侵蚀性能，且可以耐超高温，需具有很强的抗渣侵蚀能力、抗铁水冲刷、渗透能力，尤其要能抵抗渣中feo侵蚀。常规耐火材料是通过添加莫来石、氧化锆等，但不适于池壁耐火材料的化学成分调控、物相调控，不满足既耐酸耐碱侵蚀又提高抗热震性的工况需求。因此，研究开发一种应用于熔分炉熔化分层部位的耐火材料，对赤泥的回收具有重要意义。
5、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、由于赤泥回收利用时，熔分炉熔分池处于环境既酸又碱，渣料侵蚀、铁水侵蚀等复杂工况，而现有技术耐火材料不适于池壁耐火材料的化学成分调控、物相调控，不满足既耐酸耐碱侵蚀又提高抗热震性等工况需求，本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种熔分炉熔化分层部位的铬铝锆耐火材料及其制法与应用。
2、本专利技术第一方面提供了一种用于熔分炉熔化分层部位的铬铝锆耐火材料，所述铬铝锆耐火材料原料包括5-10重量份的铝镁尖晶石颗粒，70-80重量份的电熔氧化铬颗粒，8-10重量份的重熔料颗粒，3-5重量份的氧化锆微粉，5-7重量份的氧化铝微粉，3-5重量份的结合剂；
3、所述铝镁尖晶石颗粒为富镁尖晶石，包括65wt%的al2o3，和30wt%的mgo。
4、在一些实施方式中，所述铝镁尖晶石的粒度为3-1mm。
5、在一些实施方式中，所述电熔氧化铬颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）:（3-1mm）:（1-0mm）=1:1:1.5。
6、在一些实施方式中，所述重熔料颗粒为铝铬共熔体，具体的，重熔料颗粒是铝铬渣经过高温重新熔化，去掉cao、mgo、fe2o3、k2o、na2o等杂质，形成高品质的铝铬共熔体。所述重熔料颗粒中al2o3和cr2o3的总量≥94wt%，所述重熔料颗粒中sio2的含量≤1.0wt%。
7、在一些实施方式中，所述重熔料颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）：（3-1mm）=1:1。
8、在一些实施方式中，所述结合剂为氧化铝溶胶。
9、在一些实施方式中，所述氧化铝溶胶是为ρ-al2o3微粉和α-al2o3微粉加水后形成的勃姆石凝胶，所述ρ-al2o3微粉与α-al2o3微粉的粒度小于1μm。
10、在一些实施方式中，所述α-al2o3微粉与所述ρ-al2o3微粉的重量份比例为1:1。
11、ρ-al2o3为不定型结构，有缺陷，与α-al2o3混合加水后形成勃姆石凝胶，烧成过程中形成的高活性物相，即晶相细小的铝铬共熔体，该铝铬共熔体具有良好的活性，中低温条件下能够促进烧结，高温条件下使产品致密化，既能抵抗高温酸性熔渣，更能抵抗强碱性熔渣侵蚀。
12、α-al2o3能够随着结合剂充分的均匀的分布到材料的任何一个部位，促进材料烧结，形成陶瓷相结合，不但能够提高材料的初期强度，又能够提高材料后期的烧结性能，同时在高温应用状态下，因为耐高温的化学组分相对较高，比如氧化铝的含量提升，所以它的耐高温性能相应更优异。
13、本专利技术第二方面提供了一种铬铝锆耐火材料的制备方法，包括：
14、s1将所述铝镁尖晶石颗粒、电熔氧化铬颗粒、重熔料颗粒混合均匀，得到预混合颗粒料；
15、s2将所述氧化锆微粉、氧化铝微粉混合均匀，得到预混合基质细粉；
16、s3困料、加压成型，干燥后烧成，得到所述铬铝锆耐火材料。
17、在一些实施方式中，所述困料的时间为24-72小时；
18、和/或，所述加压的压力为600t-1000t；
19、和/或，所述干燥的温度为150℃-180℃，干燥的时间为24-48小时；
20、和/或，所述烧成的温度为1550℃-1600℃，保温16小时。
21、通过困料给物料里少量的钙、镁、铁等杂质和结合剂一个充分反应的时间，使其形成完整的化学键结合，提高材料的塑性，便于成型，同时能提高材料的常温物理性能和高温使用性能。优选的，困料的时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于熔分炉熔化分层部位的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述铬铝锆耐火材料原料包括5-10重量份的铝镁尖晶石颗粒，70-80重量份的电熔氧化铬颗粒，8-10重量份的重熔料颗粒，3-5重量份的氧化锆微粉，5-7重量份的氧化铝微粉，3-5重量份的结合剂；
2.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于， 所述铝镁尖晶石的粒度为3-1mm。
3.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述电熔氧化铬颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）:（3-1mm）:（1-0mm）=1:1:1.5。
4.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述重熔料颗粒为铝铬共熔体，所述重熔料颗粒中Al2O3和Cr2O3的总量≥94wt%，所述重熔料颗粒中SiO2的含量≤1.0wt%，所述重熔料颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）：（3-1mm）=1:1。
5.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述结合剂为氧化铝溶胶。
6.根据权利要求5所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶是为ρ-Al2O3微粉和α-
7.根据权利要求6所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述α-Al2O3微粉与所述ρ-Al2O3微粉的重量份比例为1:1。
8.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料的制备方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述困料的时间为24-72小时；
10.根据权利要求1-7任一项所述的铬铝锆耐火材料或权利要求8-9任一项所述制备方法制备得到的铬铝锆耐火材料在赤泥回收熔分炉熔化分层部位的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于熔分炉熔化分层部位的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述铬铝锆耐火材料原料包括5-10重量份的铝镁尖晶石颗粒，70-80重量份的电熔氧化铬颗粒，8-10重量份的重熔料颗粒，3-5重量份的氧化锆微粉，5-7重量份的氧化铝微粉，3-5重量份的结合剂；
2.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于， 所述铝镁尖晶石的粒度为3-1mm。
3.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述电熔氧化铬颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）:（3-1mm）:（1-0mm）=1:1:1.5。
4.根据权利要求1所述的铬铝锆耐火材料，其特征在于，所述重熔料颗粒为铝铬共熔体，所述重熔料颗粒中al2o3和cr2o3的总量≥94wt%，所述重熔料颗粒中sio2的含量≤1.0wt%，所述重熔料颗粒的粒度分布及重量比为（5-3mm）：（3-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：薄钧，彭程，张利新，刘长正，刘萍，吴正怡，邓俊杰，张元玲，廖绍虎，
申请(专利权)人：中钢洛耐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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