[發明專利]基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310209017.3
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103242053A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 顧華志;段輝;謝靜;李洪明;邵志君;孫光思;李霞
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于堿回收爐爐襯材料技術領域，具體涉及一種基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料及其制備方法。

背景技術

造紙廠的堿回收爐長期使用鉻質耐火材料作為爐襯材料，使用中，磚中的部分鉻會從Cr³⁺轉變為劇毒和制癌的Cr⁶⁺，從而破壞環境和威脅人類的健康，隨著人們環保意識的不斷增強，研制無鉻抗堿堿回收爐用耐火材料勢在必行。

????近年國內外在尋找鎂鉻磚的替代材料方面作了大量工作，其替代材料主要為白云石質耐火材料和鎂鋁尖晶石質耐火材料。白云石質耐火材料盡管抗熱震性、耐侵蝕性好，但容易水化；鎂鋁尖晶石質耐火材料同樣抗熱震性、耐侵蝕性優良，成為取代鉻質材料的首選材料。但是鎂鋁尖晶石(MgAl₂O₄)的熔點高(2135℃)，在制備方鎂石-鎂鋁尖晶石磚或鎂鋁尖晶石磚時，需要在1000℃～2000℃條件下燒成，能源消耗大，工藝復雜。

發明內容

????本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單和能耗低的基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料的制備方法，用該方法制備的基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料不含鉻和具有優良的抗堿性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先將50～80wt%的富鋁鎂鋁尖晶石骨料和20～50wt%的富鋁鎂鋁尖晶石細粉混合為混合料，外加上述混合料4～15wt%的結合劑，然后進行攪拌、施工、養護和烘烤，制得基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料。

所述的富鋁鎂鋁尖晶石骨料為富鋁90鎂鋁尖晶石骨料、富鋁85鎂鋁尖晶石骨料和富鋁78鎂鋁尖晶石骨料中的一種；富鋁鎂鋁尖晶石骨料的Al₂O₃含量為72～95wt%，富鋁鎂鋁尖晶石骨料的顆粒級配是：5～3mm為10～35wt%，3～1mm為15～45wt%，1～0.088mm為20～50wt%。

所述的富鋁鎂鋁尖晶石細粉為富鋁90鎂鋁尖晶石細粉、富鋁85鎂鋁尖晶石細粉和富鋁78鎂鋁尖晶石細粉中的一種；富鋁鎂鋁尖晶石細粉的Al₂O₃含量為72～95wt%，富鋁鎂鋁尖晶石細粉的粒度為0.088mm以下。

所述的結合劑為水玻璃、磷酸二氫鋁、磷酸和鋁溶膠溶液中的一種。

所述的施工為搗打、澆注和噴射方式中的一種。?

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比，具有如下經濟效果：

本發明所采用的結合劑經低溫烘烤即可硬化，所產生的耐壓強度為30～45Mpa，該強度完全可以滿足現場的施工要求，不需要高溫燒成，能耗低，工藝簡單；本發明以富鋁鎂鋁尖晶石為主要原料制備基于富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料，采用無鉻的富鋁鎂鋁尖晶石為原料，避免了Cr⁶⁺對人類和環境的危害；同時利用富鋁尖晶石固溶Al₂O₃，發生3Mg²⁺—2Al³⁺置換，離子半徑較小的Al³⁺替換離子半徑較大的Mg²⁺，導致晶面間距減小，晶格常數減小，體積密度變大，材料變得致密，有效地減少了堿液以及堿蒸氣對材料的侵蝕，故制備的富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料的抗堿性能優良。本發明所制備的富鋁鎂鋁尖晶石無鉻抗堿性耐火材料的主要物理性能是：體積密度為2.60～2.85g/cm³；耐壓強度為30～45MPa；線變化率為0.19～0.47%。

因此，本發明具有工藝簡單和能耗低的特點，所制備的富鋁鎂鋁尖晶石的堿回收爐爐襯材料不含鉻和耐堿腐蝕性優良。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。

為避免重復，先將本具體實施方式中原料的技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：

富鋁90鎂鋁尖晶石骨料、富鋁85鎂鋁尖晶石骨料和富鋁78鎂鋁尖晶石骨料的Al₂O₃含量均為72～95wt%；富鋁90鎂鋁尖晶石骨料、富鋁85鎂鋁尖晶石骨料和富鋁78鎂鋁尖晶石骨料的顆粒級配均是：5～3mm為10～35wt%，3～1mm為15～45wt%，1～0.088mm為20～50wt%。