【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料，尤其涉及一种用于赤泥铁回收的高纯铬锆耐火材料的制备方法及应用。
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用
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、下料口是物料进入熔池的通道，此处温度1680℃左右，下料过程中，物料对下料口撞击、冲刷、磨损，以及承受物料温度与下料口温度不同引起的冷热交替。传统有用过镁铬砖、镁铝砖、刚玉砖、刚玉莫来石砖、刚玉-碳砖、铝锆碳砖、镁碳砖等，均不能满足赤泥熔分下料口的工况。
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赤泥回收利用时由于工况复杂，熔分炉易熔化损毁的技术问题，提供一种耐高温、耐冲刷、荷重软化温度高、热震稳定性好的高纯铬锆耐火材料。
2、本专利技术第一方面提供一种用于赤泥铁回收的高纯铬锆耐火材料，所述高纯铬锆耐火材料包括氧化铬、氧化锆、三氧化二铝和二氧化硅，其中氧化铬含量在92%以上，氧化锆含量为6-7%；
3、所述高纯铬锆耐火材料原料包括90-95重量份的电熔铬锆，3-5重量份的氧化锆微粉，5-8重量份的氧化铬微粉，3-7重量份的结合剂；
4、所述电熔铬锆的粒度分布及重量比为（5-3mm）：（3-1mm）：（1-0mm）：180目细粉=20：40：40：15。
5、所述电熔铬锆需预制，氧化铬一般以小于5μm工业级氧化铬（铬绿）微粉引入，而氧化锆大多也是以超细粉的形式引入，由于氧化铬、氧化锆均为微粉级别，微粉在混炼过程中，吸收大量机械能或热能，使新生的超细颗粒表面具有相等同的表面能，粒子处于极不稳定状态。粒子为了降低表面能，往往通过相互聚集靠拢而达到稳定状态，从而引起粒子团聚。超细粉微粉易团聚，或者混料不均匀，易偏析。当氧化铬、氧化锆分别单独引入时，二者分散性能差，容易团聚和偏析，就会给制坯工艺带来难度，成型困难，导致产品形成缺陷，材料的特性不能完全发挥，影响使用性能，把两种材料提前复合预制，会带来以下优点：
6、（1）铬和锆充分均匀的共熔在一起，形成铬锆共熔体；
7、（2）经过电熔预制后的材料，可以任意加工成制砖所需的颗粒和细粉；
8、（3）材料的抗急冷急热性能抗侵蚀能力同步提高，同时通过预制，大大提高了材料的整体强度和制坯性能。
9、在一些实施方式中，所述电熔铬锆为稳定的铬锆共熔体；所述电熔铬锆的原料包括90-95重量份的氧化铬和5-10重量份的氧化锆。氧化锆高温下产生相变，相变过程中产生体积变化，当过多引入时，体积变化较大，形成过多的裂纹，除降低强度等物理性能以外，在使用过程中容易引起炸裂，加入太少，又达不到提高热震稳定性的作用，故氧化锆控制在5-10重量份。
10、在一些实施方式中，所述氧化铬微粉的粒度在5μm以下；
11、在一些实施方式中，所述氧化锆微粉的粒度范围为2-3μm。
12、在一些实施方式中，所述结合剂为氧化铝溶胶与磷酸和/或磷酸二氢铝的混合物。
13、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12-15重量份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。
14、在一些实施方式中，在所述结合剂中含有所述α-al2o3微粉3-10重量份；
15、含有所述ρ-al2o3微粉28-33重量份；
16、含有所述磷酸或磷酸二氢铝、或磷酸与磷酸二氢铝的混合物50-65重量份；
17、此处重量份与上述原料重量份不同，此处重量份的划分是以结合剂的总量为一个整体，3-10重量份α-al2o3微粉、28-33重量份ρ-al2o3微粉、12-15重量份水、50-65重量份磷酸或磷酸二氢铝、或磷酸与磷酸二氢铝的混合物，它们重量总和等于结合剂的重量，此处1重量份数值小于上述原料1份重量份数值。
18、氧化铝溶胶能显著提升普通结合剂磷酸和/或磷酸二氢铝的粘度，能够大大的增加耐火材料的氧化铝含量的同时，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，加上﹤1μm超细α-al2o3微粉。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。
19、本专利技术第二方面提供一种用于赤泥铁回收的高纯铬锆耐火材料的制备方法，包括：
20、将粒度为5-3mm、3-1m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于赤泥铁回收的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述高纯铬锆耐火材料包括氧化铬、氧化锆，其中氧化铬含量在92%以上，氧化锆含量为6-7%；
2.根据权利要求1所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述电熔铬锆为稳定的铬锆共熔体；所述电熔铬锆的原料包括90-95重量份的氧化铬和5-10重量份的氧化锆；
3.根据权利要求1所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述结合剂为氧化铝溶胶与磷酸和/或磷酸二氢铝的混合物。
4.根据权利要求3所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶是为ρ-Al2O3微粉和α-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。
5.根据权利要求4所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，在所述结合剂中含有所述α-Al2O3微粉3-10重量份；
6.根据权利要求1-5任一项所述的高纯铬锆耐火材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电熔铬锆需提前预制，预制的方法包括：将90-95重量份的氧化铬和5
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述结合剂为氧化铝溶胶与磷酸和/或磷酸二氢铝的混合物，所述氧化铝溶胶为粒度小于1μm的ρ-Al2O3微粉和α-Al2O3微粉加水后形成的勃姆石凝胶；
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述烧成的温度为1680℃-1750℃，烧成时间为8-10小时，保温15-16小时。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的高纯铬锆耐火材料或权利要求6-9中任一项所述制备方法制备得到的高纯铬锆耐火材料在熔分炉下料口、布料器、出液口、下料口拐角处的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于赤泥铁回收的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述高纯铬锆耐火材料包括氧化铬、氧化锆，其中氧化铬含量在92%以上，氧化锆含量为6-7%；
2.根据权利要求1所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述电熔铬锆为稳定的铬锆共熔体；所述电熔铬锆的原料包括90-95重量份的氧化铬和5-10重量份的氧化锆；
3.根据权利要求1所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述结合剂为氧化铝溶胶与磷酸和/或磷酸二氢铝的混合物。
4.根据权利要求3所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶是为ρ-al2o3微粉和α-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。
5.根据权利要求4所述的高纯铬锆耐火材料，其特征在于，在所述结合剂中含有所述α-al2o3微粉3-10重量份；
6.根据权利要求1-5任一项...
【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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。