[發明專利]一種生產高純電熔鎂砂的添加劑

有效

• 申請號: 201410081752.5
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103896502A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 路貴民;謝祥;杜瑋;汪尹雄;宋興福;孫澤
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C04B2/10
• 分類號: C04B2/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 朱小晶

【技術領域】

本發明涉及耐火材料生產技術領域，具體的說，是一種生產高純電熔鎂砂的添加劑。

【背景技術】

現有的高純電熔鎂砂熔煉大多直接采用天然菱鎂礦石或者輕燒氧化鎂直接在三相電弧爐中進行熔煉，熔煉時間長，原料利用率低且環境污染嚴重。生產的電熔鎂砂純度大多低于98％，雜質含量高，特別是SiO₂，Fe₂O₃，CaO，A1₂O₃等含量高，而且產品顏色大多不是純白透明，不同程度地出現黃色，褐色和綠色等，達不到特定領域的使用要求。

根據國家標準YB/T5266-2004，電熔鎂砂具體理化性質如表1所示。電熔鎂砂主要成分的化學成分和性質見表2。

大結晶電熔鎂砂外觀為透明晶體，在電熔鎂領域中為高科技產品，被應用在冶金航天工業，核工業及遠紅外接收器，超導材料的基片材料，高溫窺視鏡等諸多領域。

表1電熔鎂砂產品理化性質，國家標準YB/T5266-2004

表2電熔鎂砂主要成分的化學成分和性質

目前在電熔鎂砂熔煉過程中，現有的工藝十分簡單。為了得到純度更高，晶粒尺寸更大更透明的大結晶電熔鎂砂，大多數工藝路線只是不斷地提高電熔時間，延長保溫時間等。這樣做不僅需要消耗更多的能量，同時需要投入更多的人力、物力，甚至在長時間熔煉過程中也會產生更多的CO₂和粉塵污染環境。目前，國內外已有研究表明，適當地添加一些物質可以有效地降低電熔物體系熔點，更好地促進熔融和晶粒長大，也有一些添加劑問世。但是他們大多為焦炭，昂貴的稀土鐿鈰鎂合金，鎂屑鎂條，氟化鈣，氟化鎂，氯化鎂，氯化鈣，氟硅酸鈣，碳酸鈉，過氧化鈉和過氧化鈣等。然而，這些添加劑組合沒有嚴格控制外來元素的引入，而且一些添加劑的作用只是集中在降低體系熔點，并沒有針對性地去除雜質，反而引起諸如鈉，鈣，硅等元素的含量增加和富集，使得Ca/Si比值下降，沒有達到一般工業應用大于2的要求。而且稀土鐿鉭鈰釤鎂合金需要用稀土氧化物進行制備，工藝復雜，合金雜質含量沒有嚴格控制且成本較高。而本發明的主要解決的問題就是用簡單的氧化物組合添加劑使得生產出來的電熔鎂砂純度高，晶粒尺寸大而透明，而且耗能少，污染少，電熔時間短，有效的提高了原料的利用率，同時達到了節能減排，降低成本提高收益的效果。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種生產高純電熔鎂砂的添加劑；嚴格控制添加劑外來元素的引入量，根據原料中雜質的含量和分布選擇相對應的添加劑成分，進行有針對性地除雜，使得SiO₂，Fe₂O₃，CaO，A1₂O₃的含量極大地降低，同時提高Ca/Si的比值，達到大于2，甚至有時可以大于7；選取一些相對便宜，制備或者購買容易的化合物來進行組合；添加劑在除雜的同時，能夠降低體系熔點，提高在熔煉中電弧的穩定性，提高電流效率，能夠在有效地除去雜質提高鎂砂純度的同時，降低熔煉時間達到節能減排，減少污染的效果。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種生產高純電熔鎂砂的添加劑，主要成分為高純石墨粉，稀土氧化物和氧化鈦，其特征在于，高純石墨粉添加質量為氧化鎂質量的0.5～5％；稀土氧化物添加質量為氧化鎂質量的0.01～0.5％；氧化鈦添加質量為氧化鎂質量的0.1～5％；

所述的稀土氧化物為氧化鑭，氧化鈰中的一種或者幾種組合。

所述的稀土氧化物為氧化鑭。

所述的稀土氧化物為氧化鈰。

所述的高純石墨粉添加質量為氧化鎂質量的1～2.5％。

所述的稀土氧化物添加質量為氧化鎂質量的0.1～0.2％。

所述的氧化鈦添加質量為氧化鎂質量的2.5～3.5％。

所述的高純石墨粉，氧化釤，氧化釔等稀土氧化物組合和氧化鋯均為高純試劑。

所述的添加劑各種成分的添加順序是不一樣的。高純石墨粉是直接和原料氧化鎂用球磨機進行均勻混合；氧化鋯是在填料的時候進行分層灑料，灑料之后用重物壓實料堆24小時以上；氧化釤，氧化釔等稀土氧化物組合是在熔煉過程中第一次加料的時候撒入熔池中的。