[發(fā)明專利]一種由菱鎂礦輕燒粉制備含鉻鎂砂的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711302529.9
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108046620B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王超;徐徽;王哲;楊喜云;韓鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C04B2/10
• 分類號: C04B2/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

本發(fā)明公開了一種由菱鎂礦輕燒粉制備含鉻鎂砂的方法，其特征在于，將輕燒粉在850℃及以上的溫度下預(yù)處理，得預(yù)處理輕燒粉；預(yù)處理輕燒粉經(jīng)水水化得礦漿，向礦漿中加入鎂源，進(jìn)行除鈣，得除鈣礦漿；向除鈣礦漿中投加Cr源；進(jìn)行沉鉻反應(yīng)，固液分離，得前驅(qū)體：前驅(qū)體經(jīng)燒結(jié)處理，得所述的含鉻鎂砂。本發(fā)明人通過大量研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)先對輕燒粉加熱至所述的溫度，進(jìn)行預(yù)處理，隨后配合水化、向水化得到的礦漿中投加鎂源(提供Mg²⁺)，通過沉淀轉(zhuǎn)化機(jī)理，將氫氧化鈣雜質(zhì)轉(zhuǎn)化，隨后再投加Cr源(提供Cr³⁺)；通過沉淀轉(zhuǎn)化機(jī)理，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(qū)體中均勻分散性，進(jìn)而得到性能優(yōu)異的含鉻鎂砂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂砂制備領(lǐng)域，具體涉及一種含鉻鎂砂的制備方法。

背景技術(shù)

輕燒粉由菱鎂礦在750℃～1100℃下輕燒而成，主要組成物是氧化鎂，視菱鎂礦產(chǎn)地不同，往往含有少量鐵、硅、鈣等雜質(zhì)。輕燒粉多產(chǎn)于遼寧等地，價(jià)格便宜，來源廣泛，市價(jià)約500元每噸。采用以輕燒粉為底料、直接沉積鉻化合物的方式，具有流程簡單，成本低廉等優(yōu)勢。

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(qiáng)的特點(diǎn)，是一類重要的耐火材料原料，廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)高溫設(shè)備的襯里，尤其是鋼鐵冶煉所用的氧氣轉(zhuǎn)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(yè)上的高溫設(shè)備主要使用鎂質(zhì)復(fù)合材料，如將鎂砂與鉻鐵礦的復(fù)合材料。

將鎂砂與鉻鐵礦復(fù)合制成鎂鉻質(zhì)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(jīng)被提出。鎂鉻質(zhì)復(fù)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(yōu)于其單一原材料。添加微量鉻氧化物或者鉻元素在鎂質(zhì)耐火材料中，除了利用多相性、體積效應(yīng)等特性提升耐火制品的品質(zhì)，鉻氧化物在這些材料中仍然可以發(fā)揮其在傳統(tǒng)鎂鉻耐火材料中抵抗破壞的作用，即抵御化學(xué)熔毀與熱震性損壞，雖然效果必然不如傳統(tǒng)材料，但是在造價(jià)及環(huán)境保護(hù)方面，優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道了一些含鉻鎂砂的制備方法，例如：PSU的Layden發(fā)現(xiàn)在MgO中添加少量鉻有助于提升鎂砂，并在1255℃下的進(jìn)行煅燒，提高燒結(jié)密度^[1]。

武漢科技大學(xué)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(qū)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(tài)產(chǎn)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(dāng)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(chǎn)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 Cr₂O₃ addition on property improvement of magnesia-spinel refractories used in RH snorkel[J].Ceram.Int.，2016(42)：18579-18584.

發(fā)明內(nèi)容