[發明專利]一種有色冶煉熔化熔爐爐壁口用耐火材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910127200.6
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN109608175B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張利新;廖紹虎;劉萍;鄧俊杰;楊建華;李婉婉
• 申請（專利權）人: 中鋼洛耐科技服份有限公司
• 主分類號: C04B35/101
• 分類號: C04B35/101
• 代理公司: 鄭州中科鼎佳專利代理事務所(特殊普通合伙) 41151
• 代理人: 蔡佳寧

一種有色冶煉熔化熔爐爐壁口用耐火材料，適用于有色冶煉熔化熔爐的爐壁口位置，所述耐火材料的組成成分為：電熔鉻剛玉、氧化鉻和凝膠結合劑。本發明使用電熔鉻剛玉、氧化鉻作為原料，降低了MgO的含量，使得耐火材料中發生的關于MgO的溶解以及后續的分解反應大大減少，減少了相關熱反應，避免了耐火材料結構被頻繁地反應破壞。電熔鉻剛玉使得耐火材料高溫性能優良，熱震穩定性較好，抗侵蝕能力較好。氧化鉻的加入使得耐火材料抗滲透的能力。

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，具體為一種有色冶煉熔化熔爐爐壁口用耐火材料及其制備方法。

背景技術

我國是有色金屬生產大國，隨著我國的交通、能源、建筑、機電、通訊、汽車、家用電器等的發展之快及我國周邊國家像日本和韓國 資源貧乏國家需要進口大量有色金屬，各種類型的復合材料、合金、超薄銅板、管材及化工產品有著廣泛的國內外市場，產能不斷擴大，隨之產生的一系列如：技術老化、設備陳舊、能耗高、成本高、環境污染嚴重、礦山資源緊張、回收率低等問題亟需解決。特別是隨著電子產品的快速迭代，我國正邁入電子產品報廢高峰期。面對逐年擴張的電子廢物規模，一方面，海量電子垃圾泛濫造成的環境污染日益侵蝕人們的生存空間，另一方面，游商游販遍地開花，粗放的作坊式電子垃圾處理市場野蠻生長，二噁英等劇毒、有毒有害成分對于大氣、土壤、地下水等污染嚴重，而且提取貴金屬工藝，貴金屬回收率低，是國家明令禁止的淘汰工藝。如何合理有效的處置及回收電子垃圾—“城市礦產”，實現灰色產業轉向綠色經濟，是制約有色行業發展的技術瓶頸。

世界最有效的無害的處理方法，現有日本、比利時等國家的再生企業具有先進的處理技術和裝備，其技術世界領先。中國依然采用傳統方法，簡單，原始、落后，國內尚無有效的先進的無污染處理技術。國內一直是引進國外日本、比利時的熔煉爐，其爐襯材料使用壽命為1個多月，有的甚至更短。為了推動有色行業的快速發展，提高有色金屬冶煉工藝水平，結合目前有色冶金過程的強化(強化冶煉的比重加大)對耐火材料的使用性能要求，本項目主要就提升有色冶煉特殊和關鍵、苛刻部位的材料品質，延長高溫窯爐爐襯使用壽命，以實現生產過程更加綠色環保展開技術研究。

國內某有色院自行設計的NRTS爐是中國首座電子垃圾熔融-精煉爐，可有效處理電子廢料、工業廢渣、低品位雜銅和陽極泥等廢物料，且稀貴金屬回收率較高，其熔煉技術超過國外水平。但是由于苛刻的熔煉環境，要求內襯材料必須有較強的耐酸堿性、抗高溫及耐金屬渣侵蝕性強等特性，因此，現用材料壽命較低，已無法滿足正常使用。因此，亟需研制一種節能環保型先進電子垃圾和有色固廢熔煉-精煉爐用高性能、長壽命系列多復合尖晶石高溫爐襯材料。

有色冶煉熔爐爐壁口是熔爐溫度最高的部位，熱震劇烈，充滿酸堿氣氛，易被滲透、侵蝕，工況較為復雜，對內襯耐火材料的要求極為苛刻。傳統耐火材料多使用固相燒結制得鎂鉻質、鎂鋁質耐火材料。傳統鎂鉻質耐火材料具有抗滲透，抗侵蝕特性，但熱震穩定性差，且易生成Cr⁶⁺，對環境造成污染。傳統鎂鋁質耐火材料具有良好的抗沖刷能力，但無法較好地應對酸堿氣氛的滲透與侵蝕。同時鎂鉻質、鎂鋁質耐火材料中的MgO 可能會與爐渣發生較多副反應，破壞耐火材料結構。因此需要針對傳統耐火材料在抗滲透、抗侵蝕、熱震穩定能力等方面出現的問題給出新的解決方案。

專利申請號為CN201210257706.7的發明專利授權了一種有色重金屬冶煉用復合尖晶石鋯耐火材料。該發明將剛玉砂、鎂鉻砂、鎂鋁尖晶石砂、鎂砂、鉻綠、二氧化鋯混合，加入結合劑磷酸二氫鋁，采用液壓機成型，高溫隧道窯燒成復合尖晶石鋯耐火材料。該發明在基質部分引入了ZrO₂改變了晶相，產生細微的裂紋提高了耐火材料的熱震穩定性。但二氧化鋯含量不易控制，含量過高時會使晶間裂紋變大，當到達一定程度時，耐火材料的熱震穩定性反而會大大降低，含量過低又無法起到提高熱震穩定性的作用。