[發明專利]一種利用用后耐火材料制備SiC材料的方法

在審

• 申請號: 201410478636.7
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN105480977A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 韓君昌
• 申請（專利權）人: 青島百鍵城環保科技有限公司
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，特別是提供了一種利用用后耐火材料制備SiC材料的方法。

背景技術

SiC是一種共價鍵性很強的難熔非氧化物，在大氣壓下，約2600℃溫度下分解為石墨和氣相，另外還具有機械強度高、熱導率好、耐磨性和抗侵蝕性能優異等特性，因此在磨料磨具、耐火材料、高溫結構陶瓷、高溫冶金等工業領域應用廣泛。工業碳化硅一般混入少量的游離碳、二氧化硅和硅等雜質。SiC在高溫冶金與材料行業中應用

廣泛，可以作為高溫爐導電發熱體，也可以作為耐火材料，例如高爐用Si3N4結合SiC磚，或加入含碳耐火材料材料中作為添加劑廣泛使用。

目前，我國每年消耗耐火材料約800萬t，其中鋼鐵工業用后耐火材料占有較大的比例，約占55%左右，鋼鐵工業噸鋼耐火材料消耗量由建國初期的50kg降到了目前l0kg左右。由于我國基礎建設、產業升級、商業需求等方面對鋼鐵材料的需求，我國鋼鐵年產量大幅度增長，用后耐火材料總量仍居高不下。合理利用用后耐火材料，節約資源，開發新技術，對于提高工業生產效益和環境保護都有十分重要的意義。

目前雖然國內在技術領域內制備SiC材料的方法已有多種報道，但以用后耐火材料為主原料合成SiC的方法未見相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用用后硅質耐火材料與活性碳反應合成SiC的方法，制備用的原材料為冶金高溫工業用后耐火材料，燒結合成反應后生成了純度較高的SiC，高溫反應下合成了以β-SiC為主晶相的材料，其含量可達90%以上。

本發明以用后耐火材料為原料合成SiC材料，工藝步驟為：

(1)按配方組配原料用后硅質耐火材料：55~75%；活性炭：20~40%；

(2)粉碎：將用后硅質耐火材料球磨機中混磨至粒徑35～45μm;

(3)混料、成型：將硅質耐火材料粉與活性碳按比例混合，添加1~5%的輔助結合劑，拌勻后以30～40MPa壓力下成型：

(4)高溫合成：合成采用空氣中埋碳控制得到還原氣氛體系，溫度升至1400℃～1600℃，保溫3～10h。

所述用后硅質耐火材料所含成分按質量百分比計是：Si0₂:90～100%，雜質相0～10%。

所述輔助結合劑為以下材料中的一種或多種：磷酸鹽、硅溶膠、木質素磺酸鈣、淀粉、糊精、聚乙烯醇。

本發明的優點在于：

本發明找到了一種用后耐火材料二次利用的方法，不僅節約了原料成本，且無需經過精細選料，有益于能源節約，避免資源浪費。采用本方法合成的SiC純度較高，晶體發育較好，具有較好的使用前景。

本發明工藝方法可控，充分利用了用后硅質耐火材料，為用后耐火材料的資源化綜合利用提供了一項得力有效的措施，大幅度降低了產品的生產制造成本，提高產品附加值，并必將顯著改善社會環境。

具體實施方式

實施例1

本發明按照質量百分比計的具體配方是：用后硅質耐火材料：55~75%；活性炭：20~40%；輔助結合劑1~5%；

(1)按照配方分別稱量用后硅質耐火材料和活性碳：

(2)將用后硅質耐火材料磨料至粒徑小于44μm;

(3)將干燥的原料添加輔助結合劑，在40MPa的壓力下機壓成型：

(4)在空氣中埋碳下升溫至1550℃，保溫5h;

用后硅質耐火材料所含成分按質量百分比計是：Si0₂:97%，雜質相3%。

輔助結合劑為硅溶膠與聚乙烯醇混合物。