[發明專利]一種微孔鎂鉻尖晶石原料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710877116.7
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107473716B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張寒;趙惠忠;李正坤;張家勤;趙鵬達;陳建威;江文濤;余俊
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B35/04
• 分類號: C04B35/04;C04B35/622
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張火春<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種微孔鎂鉻尖晶石原料及其制備方法。其技術方案是：按草酸鎂︰碳化鉻的質量比為(1.1~1.15)︰1，將所述草酸鎂和所述碳化鉻置于球磨機中，球磨至粒度≤100μm，得到球磨粉料。將所述球磨粉料置于烘箱中，在200~250℃條件下保溫30~40分鐘，得到熱處理粉料。向所述熱處理粉料中加入占所述熱處理粉料15~20wt%的水，于球磨機中濕磨至粒度≤60μm，得到濕磨料。將所述濕磨料加入練泥機中，真空擠泥成型，困料24~36小時。置于馬弗爐中，在1550~1600℃條件下和空氣氣氛中保溫3~4小時，隨爐冷卻，破碎，制得微孔鎂鉻尖晶石原料。本發明工藝簡單和生產成本低；所制備的微孔鎂鉻尖晶石原料燒結性能好、尖晶石轉化率高和導熱系數小。

技術領域

本發明屬于鎂鉻尖晶石技術領域。具體涉及一種微孔鎂鉻尖晶石原料及其制備方法。

背景技術

鎂鉻尖晶石（MgO·Cr₂O₃）是MgO和Cr₂O₃經高溫處理后形成的一類固溶體。鎂鉻尖晶石兼具MgO和Cr₂O₃的優點，具有熔點高、高溫強度大、抗化學侵蝕性強和熱震穩定性好等優點，廣泛應用于精煉鋼包、煉銅轉爐和電爐等高溫窯爐。

現有的鎂鉻尖晶石的制備方法主要包括熔鹽法、電熔法和燒結法。

熔鹽法制備鎂鉻尖晶石，主要以含鉻鹽和含鎂礦物為原料，以低熔點鹽為液相介質，經高溫處理后水洗除去殘存熔鹽（周德志．熔鹽法制備鎂鉻尖晶石及在尾氣凈化器中的應用，南昌大學碩士學位論文，2010；陳浩．熔鹽法制備氧化鎂及含鎂尖晶石粉體的研究，武漢科技大學碩士學位論文，2010）。采用熔鹽法制備鎂鉻尖晶石，由于低熔點鹽提供反應所需的液相環境，因而大幅降低了反應溫度，且鎂鉻尖晶石晶粒生長發育好。但采用熔鹽法水洗除去殘存的熔鹽，需耗費大量的水和能源，成本高，阻礙了熔鹽法的大規模工業生產推廣。

電熔法制備鎂鉻尖晶石，主要是將含鉻鹽和含鎂鹽加入高溫電爐中，經熔融后冷卻，雖制得大結晶、缺陷少的鎂鉻尖晶石，但電熔法反應溫度高、工藝復雜和能耗大，大大增加了鎂鉻尖晶石的制備成本。

燒結法制備鎂鉻尖晶石，雖工藝過程簡單，但燒結過程中晶界遷移與晶粒生長難以控制，如“一種合成莫來石原料及其制備方法”（CN 201310437815.1）和“以鈦鐵渣為主料的再生高鋁耐火原料及其制備方法”（CN 201410161089.X）導致晶粒生長發育不完全和缺陷較多，因此鎂鉻尖晶石的燒結性能較差，且尖晶石轉化率較低。

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生產成本低的微孔鎂鉻尖晶石原料的制備方法。用該方法所制備的微孔鎂鉻尖晶石原料燒結性能好、尖晶石轉化率高和導熱系數小。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：

第一步、按草酸鎂︰碳化鉻的質量比為(1.1~1.15)︰1，將所述草酸鎂和所述碳化鉻置于球磨機中，球磨至粒度≤100μm，得到球磨粉料。

第二步、將所述球磨粉料置于烘箱中，在200~250℃條件下保溫30~40分鐘，得到熱處理粉料。

第三步、向所述熱處理粉料中加入占所述熱處理粉料15~20wt%的水，于球磨機中濕磨至粒度≤60μm，得到濕磨料。

第四步、將所述濕磨料加入練泥機中，真空擠泥成型，困料24~36小時；再置于馬弗爐中，在1550~1600℃條件下和空氣氣氛中保溫3~4小時，隨爐冷卻，破碎，制得微孔鎂鉻尖晶石原料。

所述草酸鎂的MgC₂O₄含量≥95wt%。

所述碳化鉻的Cr₇C₃含量≥98wt%。