[發明專利]一種含鉻鎂砂的制備方法

有效

• 申請號: 201710956812.7
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107585779B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王超;徐徽;韓鵬程;鐘志杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F5/02
• 分類號: C01F5/02;C04B35/66;C04B35/04;C04B35/626;C04B35/63
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟;盛武生

本發明公開了一含鉻鎂砂的制備方法，將堿液和含Cr³⁺離子溶液同步滴加至含氧化鎂源的水溶液中，進行氧化鎂源晶粒表面沉鉻反應；反應完成后經固液分離，得到含鉻鎂砂前驅體；所述的前驅體先在900±50℃下進行一步煅燒，經壓片后再在1600±50℃下進行二步煅燒，得到含鉻鎂砂。本發明人通過大量試驗研究發現，在沉鉻反應過程中，通過同步向含氧化鎂源溶液中投加堿液和含Cr³⁺離子溶液，可出人意料地增大氫氧化鉻以異相成核方式成核的幾率，Cr³⁺離子和OH^?離子均勻地進入到氧化鎂源表面晶粒的晶格中，避免了形成的氫氧化鉻從氧化鎂源表面脫落和分離，并且大大提升了氫氧化鉻在前驅體中均勻分散性，進而得到性能優異的含鉻鎂砂(三氧化二鉻和氧化鎂的混合物)。

技術領域

本發明屬于鎂砂制備領域，具體涉及一種含鉻鎂砂的制備方法。

背景技術

鎂砂是指以MgO為主要物相的材料，是氧化鎂的俗稱，呈白色或淡黃色塊狀固體，具有耐火度高、抗堿性渣滲透能力強的特點，是一類重要的耐火材料原料，廣泛應用于冶金行業高溫設備的襯里，尤其是鋼鐵冶煉所用的氧氣轉爐、電爐、鋼包等，不但能夠有效抵御高鐵渣的侵蝕，還能從一定程度上提升鋼水純度。目前，工業上的高溫設備主要使用鎂質復合材料，如將鎂砂與鉻鐵礦的復合材料。

將鎂砂與鉻鐵礦復合制成鎂鉻質耐火材料，以提升襯里使用壽命的方法，在一百多年前就已經被提出。鎂鉻質復合材料，在抵抗溫度周期性驟變、堿性渣侵蝕的能力上，明顯優于其單一原材料。添加微量鉻氧化物或者鉻元素在鎂質耐火材料中，除了利用多相性、體積效應等特性提升耐火制品的品質，鉻氧化物在這些材料中仍然可以發揮其在傳統鎂鉻耐火材料中抵抗破壞的作用，即抵御化學熔毀與熱震性損壞，雖然效果必然不如傳統材料，但是在造價及環境保護方面，優于傳統材料。

現有技術中報道了一些含鉻鎂砂的制備方法，例如：PSU的Layden發現在MgO中添加少量鉻有助于提升鎂砂，并在1255℃下的進行煅燒，提高燒結密度^[1]。

武漢科技大學的李靜捷等^[2]通過球磨的方式，將Cr₂O₃摻入鎂砂中，通過壓球工藝形成摻鉻的前驅體，最后在1650℃下煅燒得到摻鉻的鎂鋁尖晶石相。

在常溫下，利用鉻鹽和氨水制備氫氧化鉻一般可以得到晶態產物，原因是弱堿可以緩慢釋放出OH-離子，更有利于氫氧化鉻晶粒的生長。當輕燒氧化鎂礦漿中存在鉻離子時，加入適量堿沉淀劑至一定的過飽和度時，氫氧化鉻開始成核。由于氫氧化鉻溶度積Ksp極低，容易以均相成核方式沉淀，該方式形成的氫氧化鉻粒徑較小，容易與較大輕燒氧化鎂顆粒產生沉降分離。由于輕燒粉顆粒較粗，粒徑分布不均，并且控制條件使氫氧化鉻粒徑增大至于輕燒粉顆粒一致難以做到。

[1]G.K.LAYDEN and M.C.McQUARRIE.Effect of Minor Additions onSintering of MgO[J].Am.Ceram.Soc.，1959(42)：89-92.

[2]L.Jingjie，Z.Huizhong，Z.Pengda，C.Jiangtao，M.Songlin，andL.Yongfeng.Effects of Cr₂O₃addition on property improvement of magnesia-spinelrefractories used in RH snorkel[J].Ceram.Int.，2016(42)：18579-18584.

發明內容

為解決現有技術存在的不足，本發明人提供了一種含鉻鎂砂的制備方法，旨在制得分布更均勻、性能更優的含鉻鎂砂。