【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料，尤其涉及一种赤泥回收熔分炉底用的铝铬镁锆复合材料及其制法与应用。
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，在熔分炉里进行融熔化，强融熔化后，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利
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、高温熔融液熔化后，铁水聚积到池底，池底材料抵抗高温铁水的冲刷、侵蚀，炉缸内实现渣和金属熔融液分离，聚积到一定量后，从渣铁口排出，等铁水从出铁口流出，富硅的酸性溶液从上部流下，池底抵抗酸性的熔融液侵蚀，环境非常复杂。因此，研究开发一种应用于熔分炉不同部位的耐火材料，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、本专利技术的目的在于解决现有技术中，由于赤泥回收环境苛刻，现有的耐火材料容易发生熔化、烧穿等问题，提供赤泥回收熔分炉底用的铝铬镁锆复合材料及其制法与应用。
2、本专利技术第一方面提供一种赤泥回收熔分炉底用的铝铬镁锆复合材料，所述铝铬镁锆复合材料的原料包括：
3、20-30重量份的铝镁尖晶石；
4、40-50重量份的电熔氧化铬；
5、15-20重量份的重熔料；
6、3-5重量份的氧化锆微粉；
7、5-7重量份的氧化铝微粉；
8、2-3重量份的氧化铝溶胶结合剂；
9、1-3重量份的铬铝凝胶。
10、在一些实施方式中，所述铝镁尖晶石的粒度为3-1mm；
11、和/或，所述电熔氧化铬的粒度分布及重量比为（5-3mm）:（3-1mm）:（1-0mm）=1:1.5:2；
12、和/或，所述重熔料的粒度分布及重量比为（5-3mm）:（3-1mm）=1:1；
13、和/或，所述氧化锆微粉的粒度为＜5μm，所述氧化锆微粉的纯度为99%以上；
14、和/或，所述氧化铝微粉的粒度分布及重量比为（1＜5μm）:（1＜1μm）=1:1。
15、控制原材料的颗粒分布范围，使得各原料混合后形成骨架的整体抗侵蚀趋势，提升抗热震稳定性，铝镁尖晶石颗粒与电熔氧化铬颗粒、重熔料颗粒配比间形成合理配伍，紧密堆积，提升材料是性能。
16、在一些实施方式中，所述铝镁尖晶石为富铝铝镁尖晶石，包括90wt%以上的al2o3，和5wt%-7wt%的mgo。
17、富铝铝镁尖晶石抗k2o、na2o的侵蚀性好，抗化学侵蚀能力强，热震稳定性好，由于富铝铝镁尖晶石能在很大范围内固溶al2o3，发生3mg2+→2al3+非等价置换，导致晶面间距减小，即尖晶石愈富铝，缺陷愈多，其晶格常数也愈小，试样的体积密度就愈大，材料越致密，抗侵蚀抗渗透性能越好。
18、氧化铝微粉起烧结作用，在高温状态下和＜5μm、＜1μm氧化铬形成细小的铝铬共熔体。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。
19、在一些实施方式中，所述重熔料为铝铬共熔体，具体的，重熔料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。所述重熔料中al2o3和cr2o3的总量≥94wt%，所述重熔料中sio2的含量≤1.0wt%。
20、在一些实施方式中，所述氧化铝溶胶结合剂为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。
21、在一些实施方式中，所述ρ-al2o3微粉与α-al2o3微粉的用量重量比为1:1。
22、﹤1μm超细ρ-al2o3和﹤1μm超细α-al2o3微粉加水，ρ-al2o3和水形成勃姆石凝胶能够大大的增加材料的氧化铝含量，还能够提升材料的耐高温化学组分的含量。同时勃姆石凝胶形成以后，有﹤1μm超细α-al2o3粉存在，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，因为耐高温的化学主分相对较高，比如氧化铝的含量提升，所以它的耐高温性能相应更优异。
23、本专利技术富铝铝镁尖晶石等材料是脊性料，不具备粘性和可塑性，必须要加入结合剂增加材料的可塑性，普通的结合剂，比如粘土、硅微粉等，会带来不可逆的二氧化硅的含量和其他杂质成分，比如说氧化铁、氧化钠、氧化钾等杂质，尤其最可怕的是二氧化硅，会破坏材料的抗碱性渣的能力；如果用糊精、羧甲基纤维素钠等有机结合剂，中高温烧成后会留下微细的气孔，提高材料的气孔率，导致材料的抗侵蚀和抗渗能力下降；一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种赤泥回收熔分炉底用的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述铝铬镁锆复合材料的原料包括：
2.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，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所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述铝镁尖晶石为富铝铝镁尖晶石，包括90wt%以上的Al2O3，和5wt%-7wt%的MgO。
4.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述重熔料为铝铬共熔体，所述重熔料中Al2O3和Cr2O3的总量≥94wt%，所述重熔料中SiO2的含量≤1.0wt%。
5.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶结合剂为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。
6.根据权利要求5所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述ρ-Al2O3微粉与α-Al2O3微粉的用量重量比为1:1。
7.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，铬铝凝胶包括40重量份的Cr2O3，35
8.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料的制备方法，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任一项所述的铬铝镁锆复合材料或权利要求8-9任一项所述制备方法制备得到的铬铝镁锆复合材料在赤泥回收熔分炉底的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种赤泥回收熔分炉底用的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述铝铬镁锆复合材料的原料包括：
2.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，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所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述铝镁尖晶石为富铝铝镁尖晶石，包括90wt%以上的al2o3，和5wt%-7wt%的mgo。
4.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述重熔料为铝铬共熔体，所述重熔料中al2o3和cr2o3的总量≥94wt%，所述重熔料中sio2的含量≤1.0wt%。
5.根据权利要求1所述的铝铬镁锆复合材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶结合剂为ρ-al2o3微粉和α-al2o3微粉加水后形成的勃姆石凝胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：张利新，彭程，薄钧，刘长正，邓俊杰，吴正怡，刘萍，张元玲，段桂芳，
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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