[發明專利]一種不沾鋁石英砂及其制備方法

有效

• 申請號: 201210007196.8
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102584275A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王家邦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/628
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種耐火材料顆粒及其制備方法，尤其是涉及一種不沾鋁石英砂及其制備方法。

背景技術

隨著我國對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，使有色冶金爐的大型化和高效化以適應時代要求，這就使得耐火材料的使用條件愈來愈苛刻，對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中的一個關鍵環節之一，有色冶金窯爐中金屬液接觸部位均采用致密高質量耐火材料。

以鋁冶金為例，熔鋁爐采用常用的致密石英砂、電熔氧化鋁、燒結氧化鋁等原材料，外加碳化硅、鈦酸鋁、氟化鈣、硫酸鋇等防滲劑，不但成本高昂，而且導熱系數高，熱量損失嚴重；若采用輕質原料和低成本高硅原料則易出現滲鋁或與鋁熔液反應，性能難以滿足生產所需。若這些原料表面涂敷一層抗鋁溶液滲透或反應等氟化鈣，硫酸鋇，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骨料作為爐料，可大幅度降低制品導熱系數，減少能耗，有利于貫徹執行國家節能減排重大戰略，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。輕質骨料表面氟化鈣，硫酸鋇，鈦酸鋁化還可大幅度提高其耐壓強度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不沾鋁石英砂及其制備方法，利用石英砂，表面材料為氟化鈣、硫酸鋇、鈦酸鋁或以上二者或以上三者多層涂層，并使其具有不沾鋁特性的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一、一種不沾鋁石英砂：在石英砂表面覆蓋有一層氟化鈣、硫酸鋇或鈦酸鋁，以上二者或以上三者2～3層涂層。

所述覆蓋有一層時，其中氟化鈣、硫酸鋇或鈦酸鋁占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％；覆蓋有氟化鈣和硫酸鋇兩層時，內層為氟化鈣，外層為硫酸鋇，其中氟化鈣和硫酸鋇占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％；覆蓋有硫酸鋇和鈦酸鋁兩層時，內層為鈦酸鋁，外層為硫酸鋇，其中硫酸鋇和鈦酸鋁占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％；覆蓋有氟化鈣和鈦酸鋁兩層時，內層為鈦酸鋁，外層為氟化鈣，其中氟化鈣和鈦酸鋁占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％、鈦酸鋁占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％；覆蓋有三層時，內層為鈦酸鋁、中間層為氟化鈣、外層為硫酸鋇，其中氟化鈣、硫酸鋇和鈦酸鋁占不沾鋁石英砂質量分數的0.05～50％。

二、種不沾鋁石英砂的制備方法，具體有以下七種方法：

1、當不沾鋁石英砂表面覆蓋有氟化鈣層時的步驟如下：

(1)配料：

制備含氟化合物水溶液、含鈣化合物水溶液，氟化鈣溶膠或氟化鈣粉體漿料備用；其具體成分指標為：含氟化合物水溶液質量分數為2～48％；含鈣化合物水溶液質量分數為5～55％；氟化鈣溶膠中氟化鈣溶膠質量分數為5～25％；氟化鈣粉體漿料中氟化鈣質量分數含量為10～30％；

(2)表面涂敷，有以下五種方法：

2.1將石英砂浸泡在含氟化合物水溶液中，烘干；然后再將已采用含氟化合物水溶液處理過的石英砂再浸泡在含鈣化合物水溶液中生成氟化鈣層，清洗之后烘干；

2.2將含氟化合物水溶液噴涂在石英砂的表面至濕潤，烘干；然后再將含鈣化合物水溶液噴涂在已采用含氟化合物水溶液處理過的石英砂的表面生成氟化鈣，清洗之后烘干；

2.3將氟化鈣溶膠噴在石英砂的表面至完全濕潤，烘干；

2.4將石英砂浸泡在氟化鈣溶膠中，浸泡過程中不斷攪拌，浸泡時間為0.5～60min，取出后烘干；

2.5直接將氟化鈣粉體漿料噴在石英砂的表面直至完全濕潤，烘干即可；

(3)熱處理：

將表面涂有一層氟化鈣的石英砂置于800～1200℃的熱處理爐中保溫1～4小時，隨爐降溫，完成制備。

所述的氟化合物水溶液為氟化銨水溶液、氟化鈉水溶液或氟化鉀水溶液；所述的含鈣化合物水溶液為硝酸鈣水溶液或氯化鈣水溶液。

2、當不沾鋁石英砂表面覆蓋有硫酸鋇層時的步驟如下：

(1)配料：

制備含硫酸根化合物水溶液、含鋇化合物水溶液，硫酸鋇溶膠或硫酸鋇粉體漿料備用；具體成分指標為：含硫酸根化合物水溶液質量分數為5～42.9％；含鋇化合物水溶液質量分數為3～26％；硫酸鋇溶膠中硫酸鋇質量分數為：5～25％；硫酸鋇粉體漿料中硫酸鋇質量分數為10～30％；

(2)表面涂敷，有以下五種方法：

2.1將石英砂浸泡在含硫酸根化合物水溶液中，烘干；然后再將已采用含硫酸根化合物水溶液處理過的石英砂再浸泡在含鋇化合物水溶液中生成硫酸鋇層，清洗之后烘干；