一种表面有硫酸钡层的耐火材料颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面有硫酸钡层的耐火材料颗粒及其制备方法，通过制备含硫酸根化合物水溶液、含钡化合物水溶液、硫酸钡粉体浆料和硫酸钡溶胶后，对耐火材料颗粒进行表面涂敷和热处理，使耐火材料颗粒表面覆盖有一层硫酸钡，由于硫酸钡有对铝不浸润特性，因而经过处理的耐火材料颗粒对铝不浸润。而硫酸钡进入耐火材料颗粒裂纹和孔洞之中，高温烧结后能修补裂纹和孔洞，从而提高耐火材料颗粒的耐压强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐火材料颗粒及其制备方法，尤其是涉及。
技术介绍
随着我国对有色金属需求的迅猛增长，有色冶炼厂不断采用新工艺和新技术，使有色冶金炉的大型化和高效化以适应时代要求，这就使得耐火材料的使用条件愈来愈苛刻，对耐火材料提出了许多新的要求，耐火材料的选用已成为生产中的一个关键环节之一， 有色冶金窑炉中金属液接触部位均采用致密高质量耐火材料。以铝冶金为例，熔铝炉采用常用的致密高铝矾土、电熔氧化铝、烧结氧化铝等原材料，外加碳化硅、钛酸铝、氟化钙、硫酸钡等防渗剂，不但成本高昂，而且导热系数高，热量损失严重；若采用轻质原料和低成本高硅原料则易出现渗铝或与铝熔液反应，性能难以满足生产所需。若这些原料表面涂敷一层抗铝溶液渗透或反应的硫酸钡，就能很好地解决这些问题。此外在有色冶金中轻引入质骨料作为炉料，可大幅度降低制品导热系数，减少能耗， 有利于贯彻执行国家节能减排重大战略，并能大幅度提高制品热震性能，延长使用寿命，降低使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，利用现有耐火材料颗粒作为原材料，使耐火材料颗粒表面有一层具备不粘铝特性的硫酸钡。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一、一种不沾铝耐火材料颗粒，在耐火材料颗粒表面覆有一层质量分数为O. 05 50%的硫酸钡。所述的耐火材料颗粒为致密耐火材料颗粒或轻质耐火材料颗粒，耐火材料颗粒尺寸为I微米 15厘米。所述的致密耐火材料颗粒为硅石、熔融石英、蜡石、焦宝石、黏土熟料、高铝矾土、 烧结刚玉、电熔刚玉、尖晶石，烧结镁砂、电熔镁砂、镁橄榄石、蛇纹石、硅线石，玄武岩铁渣、 铬铁渣或钢渣。所述的轻质耐火材料颗粒为氧化铝空心球、刚玉空心球、镁铝尖晶石空心球、铝钙空心球、漂珠、陶粒、珍珠岩或膨胀蛭石。二、. 一种不沾铝耐火材料颗粒的制备方法，该方法的步骤如下(I)配料:制备含硫酸根化合物水溶液、含钡化合物水溶液，硫酸钡溶胶或硫酸钡粉体浆料备用；具体成分指标为含硫酸根化合物水溶液质量分数为5 42. 9%;含钡化合物水溶液质量分数为3 26% ;硫酸钡溶胶中硫酸钡质量分数为5 25% ;硫酸钡粉体浆料中硫酸钡质量分数为10 30% ；(2)表面涂敷，有以下五种方法2. I将耐火材料颗粒浸泡在含硫酸根化合物水溶液中，烘干；然后再将已采用含硫酸根化合物水溶液处理过的耐火材料再浸泡在含钡化合物水溶液中生成硫酸钡层，清洗之后烘干；2. 2将含硫酸根化合物水溶液喷涂在耐火材料颗粒的表面至湿润，烘干；然后再将含钡化合物水溶液喷涂在已采用含硫酸根化合物水溶液处理过的耐火材料颗粒的表面生成硫酸钡，清洗之后烘干；2. 3将硫酸钡溶胶喷在耐火材料颗粒的表面至完全湿润，烘干；2. 4将耐火材料颗粒浸泡在硫酸钡溶胶中，浸泡过程中不断搅拌，浸泡时间为 O. 5 60min,取出后烘干；2. 5直接将硫酸钡粉体浆料喷在耐火材料颗粒的表面直至完全湿润，烘干即可；⑶热处理将表面涂有一层硫酸钡的耐火材料颗粒置于600 900°C的热处理炉中保温I 4小时，随炉降温，完成制备。所述的含硫酸根化合物水溶液为硫酸铵水溶液、硫酸钾水溶液或硫酸钠水溶液； 所述的含钡化合物水溶液为硝酸钡水溶液或氯化钡水溶液。所述的耐火材料颗粒为致密耐火材料颗粒或轻质耐火材料颗粒，耐火材料颗粒尺寸为I微米 15厘米。所述的致密耐火材料颗粒为硅石、熔融石英、蜡石、焦宝石、黏土熟料、高铝矾土、 烧结刚玉、电熔刚玉、烧结镁砂、电熔镁砂、镁橄榄石、蛇纹石、铁渣或钢渣。所述的轻质耐火材料颗粒为氧化铝空心球、刚玉空心球、镁铝尖晶石空心球、铝钙空心球、漂珠、陶粒、珍珠岩或膨胀蛭石。本专利技术具有的有益效果是采用先后浸泡或喷涂含硫酸根离子水溶液和含钡离子水溶液或直接喷硫酸钡粉体浆料的方法进行表面改性。硫酸钡附着耐火材料颗粒的表面，并进入缝隙，裂纹和孔洞中，干燥后硫酸钡分布在耐火材料颗粒表面，缝隙和晶粒之间。在受热的条件下硫酸钡与耐火材料颗粒烧结。由于硫酸钡有对铝液有不浸润特性，因而经过处理的耐火材料颗粒具有对铝不浸润特性。而氟化钙进入耐火材料颗粒裂纹和孔洞之中，高温烧结后能修补裂纹和孔洞，从而提高耐火材料颗粒强度。附图说明图I是形状不规则的耐火材料颗粒图解表示。图2是形状不规则的耐火材料颗粒局部剖视图。图3是球形耐火材料颗粒局部剖视图。图中1、形状不规则的耐火材料颗粒，2、形状不规则的耐火材料颗粒基体，3、硫酸钡层，4、球形耐火材料颗粒基体。具体实施例方式实施例I:(浸泡)先配置好含硫酸根化合物水溶液和含钡化合物水溶液，将耐火材料颗粒浸泡在含硫酸根化合物水溶液中，烘干后再将经含硫酸根化合物水溶液处理过的耐火材料颗粒浸泡在含钡化合物水溶液中，使之表面生成硫酸钡，水洗干燥后，放入高温炉中热处理，热处理温度为600 900°C，保温时间为I 4小时，最后得到耐火材料颗粒表面敷有一层硫酸钡。 具体实施方案见表I。未处理前的不定型耐火材料颗粒分布如图1，其中I硅石、熔融石英、 蜡石、焦宝石、黏土熟料、高铝矾土、烧结刚玉、电熔刚玉、尖晶石、烧结镁砂、电熔镁砂、镁橄榄石、镁白云石、蛇纹石、硅线石、玄武岩、铁渣、钢渣、铬铁渣、陶粒、珍珠岩或膨胀蛭石。用该方法所得表面有一层硫酸钡的形状不规则的耐火材料颗粒其局部剖视图如图2，其中2 是硅石、熔融石英、蜡石、焦宝石、黏土熟料、高铝矾土、烧结刚玉、电熔刚玉、尖晶石、烧结镁砂、电熔镁砂、镁橄榄石、镁白云石、蛇纹石、硅线石、玄武岩、铁渣、钢渣、铬铁渣、陶粒、珍珠岩或膨胀蛭石基体，3是硫酸钡层；用该方法所得表面有一层硫酸钡的球形耐火材料颗粒其局部剖视图如图3，其中3是硫酸钡层，4是氧化铝空心球、刚玉空心球、镁铝尖晶石空心球、铝钙空心球或漂珠基体。表I沉淀法改性耐火材料颗粒在不同条件下处理及其效果权利要求1.一种不沾铝耐火材料颗粒，其特征在于在耐火材料颗粒表面覆有一层质量分数为O.05 50%的硫酸钡。2.如权利要求I所述的一种不沾铝耐火材料颗粒，其特征在于所述的耐火材料颗粒为致密耐火材料颗粒或轻质耐火材料颗粒，耐火材料颗粒尺寸为I微米 15厘米。3.如权利要求2所述的一种不沾铝耐火材料颗粒，其特征在于所述的致密耐火材料颗粒为硅石、熔融石英、蜡石、焦宝石、黏土熟料、高铝矾土、烧结刚玉、电熔刚玉、尖晶石，烧结镁砂、电熔镁砂、镁橄榄石、蛇纹石、硅线石，玄武岩铁渣、铬铁渣或钢渣。4.如权利要求2所述的一种不沾铝耐火材料颗粒，其特征在于所述的轻质耐火材料颗粒为氧化铝空心球、刚玉空心球、镁铝尖晶石空心球、铝钙空心球、漂珠、陶粒、珍珠岩或膨胀蛭石。5.如权利要求所述的一种不沾铝耐火材料颗粒的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下(1)配料制备含硫酸根化合物水溶液、含钡化合物水溶液，硫酸钡溶胶或硫酸钡粉体浆料备用； 具体成分指标为含硫酸根化合物水溶液质量分数为5 42. 9% ;含钡化合物水溶液质量分数为3 26% ;硫酸钡溶胶中硫酸钡质量分数为5 25% ;硫酸钡粉体浆料中硫酸钡质量分数为10 30% ；(2)表面涂敷，有以下五种方法2. I将耐火材料颗粒浸泡在含硫酸根化合物水溶液中，烘干；然后再将已采用含硫酸根化合物水溶液处理过的耐火材料再浸泡在含钡化合物水溶液中生成硫酸钡层，清洗之后烘干；2. 2将含硫酸根化合物水溶液喷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家邦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：