[發(fā)明專利]一種有鈦酸鋁涂層的耐火材料顆粒及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007132.8
• 申請(qǐng)日: 2012-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN102584269A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家邦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐火材料顆粒及其制備方法，尤其是涉及一種有鈦酸鋁涂層的耐火材料顆粒及制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國對(duì)有色金屬需求的迅猛增長，有色冶煉廠不斷采用新工藝和新技術(shù)，使有色冶金爐的大型化和高效化以適應(yīng)時(shí)代要求，這就使得耐火材料的使用條件愈來愈苛刻，對(duì)耐火材料提出了許多新的要求，耐火材料的選用已成為生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，有色冶金窯爐中金屬液接觸部位均采用致密高質(zhì)量耐火材料。

以鋁冶金為例，熔鋁爐采用常用的致密高鋁礬土、電熔氧化鋁、燒結(jié)氧化鋁等原材料，外加碳化硅、鈦酸鋁、氟化鈣、硫酸鋇等防滲劑，不但成本高昂，而且導(dǎo)熱系數(shù)高，熱量損失嚴(yán)重；若采用輕質(zhì)原料和低成本高硅原料則易出現(xiàn)滲鋁或與鋁熔液反應(yīng)，性能難以滿足生產(chǎn)所需。若這些原料表面涂敷一層抗鋁溶液滲透或反應(yīng)的鈦酸鋁，就能很好地解決這些問題。此外在有色冶金中輕引入質(zhì)骨料作為爐料，可大幅度降低制品導(dǎo)熱系數(shù)，減少能耗，有利于貫徹執(zhí)行國家節(jié)能減排重大戰(zhàn)略，并能大幅度提高制品熱震性能，延長使用壽命，降低使用成本。輕質(zhì)骨料表面形成一層鈦酸鋁還可大幅度提高其耐壓強(qiáng)度，以氧化鋁空心球?yàn)槔?jīng)在表面形成鈦酸鋁后，其強(qiáng)度為原來的三倍以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有鈦酸鋁涂層的耐火材料顆粒及制備方法，利用現(xiàn)有耐火材料顆粒作為原材料，使耐火材料顆粒表面有一層具備不粘鋁特性的鈦酸鋁的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下：

一、一種耐火材料顆粒：在耐火材料顆粒表面覆蓋有一層鈦酸鋁；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05～50％的鈦酸鋁。

所述的耐火材料顆粒為致密耐火材料顆粒或輕質(zhì)耐火材料顆粒，耐火材料顆粒尺寸為1微米～15厘米。

所述的致密耐火材料顆粒為硅石、熔融石英、蠟石、焦寶石、黏土熟料、高鋁礬土、燒結(jié)剛玉、電熔剛玉、尖晶石，燒結(jié)鎂砂、電熔鎂砂、鎂橄欖石、鎂白云石、蛇紋石、硅線石，玄武巖、鐵渣、鉻鐵渣或鋼渣。

所述的輕質(zhì)耐火材料顆粒為氧化鋁空心球、剛玉空心球、鎂鋁尖晶石空心球、鋁鈣空心球、漂珠或膨脹蛭石。

二：一種耐火材料顆粒的制備方法，該方法的步驟如下：

(1)配料：

采購市售或制備鈦鋁復(fù)合溶膠、鈦溶膠和鈦酸鋁粉體漿料備用；成分指標(biāo)要求如下：

A鈦鋁復(fù)合溶膠：Ti⁴⁺濃度為0.2～0.3mol/L，Al³⁺濃度為0.2～0.3mol/L的鈦鋁復(fù)合溶膠；溶膠中加入摩爾分?jǐn)?shù)為1.6～6％的Mg²⁺為穩(wěn)定劑；或加入摩爾分?jǐn)?shù)為3～5％的Mg²⁺和摩爾分?jǐn)?shù)為0.4～0.8％的Ce⁴⁺為穩(wěn)定劑；或只加入摩爾分?jǐn)?shù)為1.6～3.3％的Fe³⁺為穩(wěn)定劑；

B鈦溶膠：Ti⁴⁺濃度為0.2～0.3mol/L的溶膠，溶膠中加入摩爾分?jǐn)?shù)為3.7～13％的Mg²⁺為穩(wěn)定劑；或加入摩爾分?jǐn)?shù)為7～10％的Mg²⁺和摩爾分?jǐn)?shù)為0.9～1.7％的Ce⁴⁺為穩(wěn)定劑；或加入摩爾分?jǐn)?shù)為3.8～7％的Fe³⁺作為穩(wěn)定劑；

C鈦酸鋁粉體漿料：組成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～50％的Al₂O₃和50～60％的TiO₂；其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％MgO為穩(wěn)定劑；或加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％的MgO和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％的CeO₂混合物為穩(wěn)定劑；或加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～8％Fe₂O₃為穩(wěn)定劑；或加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5～2％的ZrO₂為穩(wěn)定劑；

(2)表面涂敷，有以下二種方法：

2.1將耐火材料顆粒浸泡在鈦鋁復(fù)合溶膠或鈦溶膠或鈦酸鋁粉體漿料中，浸泡過程中不斷攪拌，浸泡時(shí)間為0.5～60min，取出后烘干；

2.2將鈦鋁復(fù)合溶膠或鈦溶膠或鈦酸鋁粉體漿料噴涂在耐火材料顆粒表面直至完全濕潤，烘干即可；

(3)熱處理

將浸泡或噴涂好鈦鋁復(fù)合溶膠，鈦溶膠和鈦酸鋁粉體漿料的耐火材料顆粒置于1250～1450℃的熱處理爐中保溫1～4小時(shí)，隨爐降溫，完成制備。