[發明專利]一種鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910139705.0
• 申請日: 2009-06-22
• 公開（公告）號: CN101580402A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 卜景龍;王榕林;王瑞生;王志發;賈翠;苗艷玲;鄒大鵬
• 申請（專利權）人: 河北理工大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，具體涉及一種鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料及其制備方法。

背景技術

本發明是開發一種可用于水泥回轉窯用耐火材料領域的鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料，該復合材料可以在1600℃燒成制備，具有優良的燒結性能及抗水泥熔渣侵蝕性能。

鎂鉻(MgO-Cr₂O₃)耐火材料以其優良耐高溫、抗水泥熟料熔渣侵蝕的使用效果，確立了鎂鉻耐火材料應用于大型水泥回轉窯高溫帶的不可替代地位。然而，含有Cr₂O₃的堿性耐火材料會產生可致癌的六價鉻離子(Cr⁶⁺)，鎂鉻耐火材料在生產或使用中，Cr⁶⁺會隨煙氣排入大氣造成環境污染。另外，Cr₆₊與其它氧化物所形成的R₂Cr₂O₃、RCrO₄易溶于水，使用后的鎂鉻耐火材料殘磚中Cr⁶⁺隨雨水溶解、滲入地下造成水污染。如何防止Cr⁶⁺對大氣及水源的環境污染等問題，成為當今世界環保及水泥、耐火材料工業亟待解決的重要課題。

國際上水泥回轉窯高溫帶自20世紀80年代開始用無鉻堿性耐火材料替代含鉻堿性耐火材料，以求根本杜絕Cr⁶⁺污染。國外采用了以方鎂石為主成分的無鉻堿性耐火材料技術開發路線，研發氧化鎂-氧化鋁(MgO-Al₂O₃)和氧化鎂-氧化鋯(MgO-ZrO₂)兩大類無鉻堿性耐火材料，但燒成溫度高、產品成本昂貴。日本、西歐和北美國家因資源等原因研發的水泥回轉窯高溫帶耐火材料為改性鎂鋁質耐火材料、鎂鋯質耐火材料。

20世紀90年代末，我國耐火材料技術人員對MgO-Al₂O₃、MgO-ZrO₂、AlN-MgO系材料進行了探索，進行了組成、結構與性能等方面進行了研究。其中MgO-Al₂O₃系的鎂鋁尖晶石(MgAl₂O₄簡寫為MA)質耐火材料用作水泥回轉窯燒成帶窯襯，取得了較好的使用效果。

但是MA質耐火材料的燒成制備需要1700℃的高溫窯爐，其窯爐投資及燒成能耗大，使得MA質耐火材料的生產成本及市場價格高，制約了我國水泥工業耐火材料環保無鉻化的進程。相比鎂鉻質耐火材料，MA質耐火材料的抗水泥熟料熔渣侵蝕性能及使用壽命也有待進一步提高。

本專利提出在MA材料中引入少量氧化鋯和氧化鐵，可以在較低溫度1600℃燒成制備的一種鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料，該復合材料具有優良的燒結性能及抗水泥熔渣侵蝕性能。本專利可為我國水泥工業回轉窯用耐火材料領域提供一種新型復合材料。

發明內容

本發明的發明目的在于上述現有技術中的不足，提供一種可在1600℃燒成并具有優良燒結性能及抗水泥熔渣侵蝕性能的鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料及其制備方法。

本發明的技術方案與技術特征為：

本發明為一種鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鐵復合材料及其制備方法，其特征在于該復合材料所用原料以及原料的重量百分比為：鎂砂28～31％，氧化鋁56～62％，氧化鋯5～10％，氧化鐵2～6％。該復合材料制備包括以下步驟：坯料制備；坯體成型與干燥；坯體高溫燒成。

該復合材料所用鎂砂原料為電熔鎂砂、或燒結鎂砂、或輕燒鎂砂，上述鎂砂原料純度的重量百分比為MgO≥97％；上述鎂砂原料的粒徑≤0.060mm。

該復合材料所用氧化鋁原料為工業氧化鋁、或α-氧化鋁、或煅燒氧化鋁、或氫氧化鋁，上述氧化鋁原料純度的重量百分比為Al₂O₃≥97％；上述氧化鋁原料的粒徑≤0.060mm。

該復合材料所用氧化鋯原料為全穩定氧化鋯、或部分穩定氧化鋯、或非穩定氧化鋯，上述氧化鋯原料純度的重量百分比為ZrO₂≥90％；上述氧化鋯原料的粒徑≤0.040mm。

該復合材料所用氧化鐵原料為三氧化二鐵、或氧化亞鐵、或四氧化三鐵，上述氧化鐵原料純度的重量百分比為Fe₂O₃≥95％；上述氧化鐵原料的粒徑≤0.040mm。