[發明專利]一種包覆抗水化氧化鈣材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010096914.8
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111268711A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 魏耀武;李炳蓉;劉少坤;王金虎
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01F11/04
• 分類號: C01F11/04;C04B35/66;C04B35/626;C04B35/057
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種包覆抗水化氧化鈣材料及其制備方法。其技術方案是：先將氫氧化鈣粉體和無水乙醇倒入容器中，均勻分散，制得氫氧化鈣漿料。再于攪拌條件下向氫氧化鈣漿料中加入磷鈦酸酯溶液，繼續攪拌20～30分鐘，得到混合漿體。混合漿體中，氫氧化鈣粉體∶無水乙醇∶磷鈦酸酯溶液的質量比為1∶1.2～1.8∶0.02～0.15。然后將混合漿體在110℃下干燥20～28小時，粉磨，得到改性氫氧化鈣粉體。最后，將改性氫氧化鈣粉體在60～200Mpa條件下壓制成型，在1500～1700℃溫度下保溫3～6小時，冷卻，制得包覆抗水化氧化鈣材料。本發明制備的包覆抗水化氧化鈣材料使用溫度高、高溫性能穩定和抗水化性能好，是制備氧化鈣陶瓷和氧化鈣耐火材料的理想原料。

技術領域

本發明屬于氧化鈣材料技術領域。尤其涉及一種包覆抗水化氧化鈣材料及其制備方法。

背景技術

隨著經濟發展和國防建設的需要，對優質高溫合金和潔凈鋼需求量增加，冶煉技術日益趨向高級化和潔凈化，對耐火材料提出了更苛刻的要求。合金中雜質含量要求越低，冶金的難度將呈級數增加，這對超低雜質高溫合金冶金基礎儲備和技術提出了很大挑戰。但是，一般的耐火材料在冶煉時，對高溫合金液都會或多或少造成程度不一的污染，難以滿足超純凈冶煉的苛刻要求。

含游離CaO的耐火材料不僅不污染金屬熔體，還有凈化熔體的功能，是冶煉超純凈優質高溫合金的最合適的耐火材料，但是氧化鈣易水化的問題制約了氧化鈣原材料在冶金行業中的應用。長期以來，開發具有良好抗水化性能的CaO原料是材料工作者面臨的一個重要課題，要工業化應用氧化鈣材料，制備抗水化性能良好的氧化鈣原料是一個重要的前提條件。

為獲得抗水化性能良好的CaO原料，國內外研究學者做出了大量的工作，期望改善CaO原料的抗水化性能，概括起來主要有以下幾種方法：引入添加劑法、表面處理法、活化燒結、高溫煅燒或電熔法等。這些研究雖取得了一定的效果，但在實際生產與儲運過程中仍然遇到很大困難：引入添加劑會生成一些低熔點的物質，降低制品的使用性能；表面處理法沒有根本解決CaO材料的易水化問題，并且在表面形成的薄膜遇熱容易分解，對材料的結構和使用性能產生不利影響。直接煅燒的石灰石在1900℃以上才有可能得到燒結致密的氧化鈣，這對工業化應用來說是很困難的，而且這種辦法得到的氧化鈣材料也存在易水化問題；也有用電熔方法熔制氧化鈣砂，其雖結晶發育良好和CaO晶粒粗大，但抗水化性能依然不理想。可見，現有的研究結果只是在一定程度上延緩了氧化鈣的水化速率，其原因是多方面的，比如：顆粒表面氣孔或裂紋等缺陷的存在、高溫處理后的氧化鈣坯體破碎成指定粒度待用時所暴露出的新表面等，都會使得氧化鈣顆粒的水化速率加快。

發明內容

本發明旨在克服現有技術不足，目的是提供一種使用溫度高、高溫性能穩定和抗水化性能良好的包覆抗水化氧化鈣材料及其制備方法，所制備的包覆抗水化氧化鈣材料為制備氧化鈣陶瓷和耐火材料的原料。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：先將氫氧化鈣粉體和無水乙醇倒入容器中，均勻分散，制得氫氧化鈣漿料；再于攪拌條件下向所述氫氧化鈣漿料中加入磷鈦酸酯溶液，繼續攪拌20～30分鐘，得到混合漿體；所述混合漿體中，所述氫氧化鈣粉體∶所述無水乙醇∶所述磷鈦酸酯溶液的質量比為1∶1.2～1.8∶0.02～0.15。

將所述混合漿體在110℃條件下干燥20～28小時，粉磨，得到改性氫氧化鈣粉體；然后將所述改性氫氧化鈣粉體在60～200Mpa條件下壓制成型，在1500～1700℃條件下保溫3～6小時，冷卻，制得包覆抗水化氧化鈣材料。

所述磷鈦酸酯溶液中：P₂O₅的含量≥1wt％；TiO₂的含量≥1wt％。

所述氫氧化鈣粉體中的Ca(OH)₂含量≥95wt％；氫氧化鈣粉體的粒徑為2～88μm。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：