[发明专利]一种利用冶金炉渣质钛渣制备耐火材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用冶金炉渣质钛渣制备耐火材料的方法。

背景技术

传统的耐火材料的成型一般采用粉浆浇注成型法，其存在固化时间长、成分不均匀、易变形开裂等缺陷。用水玻璃作粘结剂，高温强度低，变形大；用硅酸乙酯作粘结剂，工艺繁琐，污染环境，生产成本高；用水泥作粘结剂，流动性差，抗热震性及中温强度差。冶金炉渣质碳素铬渣和钛渣等污染环境，占用土地，危害人体健康。

发明内容

本发明目的在于，解决上述现有所存在的问题，提供既可以解决钛渣对环境污染的危害，经高温烧结高价铬转化为低价铬，整体固化，又可以综合利用冶金炉渣质的一种利用冶金炉渣质钛渣制备耐火材料的方法。

本发明的技术方案为：

以冶金炉渣质钛渣为主要原料，以硅溶胶为粘结剂，以亚硝酸钾为固化剂；采用下列步骤：

a、将钛渣粉碎球磨至过100目以上标准筛；钛渣的成分含量，其中含7.27%SiO₂ ，66.90% Al₂O₃，0.4 Fe₂O₃，6.63% CaO，6.64% MgO，12.16% TiO₂  ；

b、按质量份数百分比，将钛渣65～90、滑石7～25、氟化铝3～10比例配料，球混至均匀粉末为混合料粉B备用；

c、配制料浆

c.1 用混合料粉B制备

c.1.1按1000g混合粉料取320-450ml硅溶胶的比例取硅溶胶；按硅溶胶100ml取亚硝酸钾1.0-1.3g的比例取亚硝酸钾3.2-5.8g；

c.1.2按1g亚硝酸钾取8-12ml水的比例取水，取3.2-5.8g亚硝酸钾放入  50-100℃ 25.6-69.6ml水中溶解，溶解后与320-450ml硅溶胶混合并搅拌1-2min，得到混合溶液；

c.1.3 将混合溶液注入1000g混合粉料B中，连续搅拌10分钟制成浆料D；

d、制备耐火材料

d.1 用浆料D制备

d.1.1 将搅拌好的浆料D注入模具中；

d.1.2 自然干燥0.5-2h后浆料硬化脱模；

d.1.3 脱模后的坯体自然干燥24-36h，随炉升温，平均升温速率6-10℃/min，再于1400℃烧结2～4h，随炉冷却，平均冷却速率5-12℃/min即成试样F。

本发明的优点是采用冶金炉渣质钛渣为原料制备耐火材料，既可以解决钛渣对环境污染的危害，经高温烧结高价铬转化为低价铬，整体固化，又可以综合利用冶金炉渣质。

采用亚硝酸钾为固化剂其工艺简捷，固化迅速可控，成型性好，坯体强度高，易于脱模。

本发明采用滑石和氟化铝为添加剂，硅溶胶为粘结剂,经高温烧结后可以促进原料中的Al₂O₃和SiO₂反应，原位生成均匀细小的类棒状莫来石晶体，细化晶粒，使材料得到组织强化，试样F的抗弯强度可达38.12MPa和39.78MPa，对比表1可知，试样F的强度分别比用水泥、水玻璃和硅酸乙酯水溶液作粘结剂的对比样1、2、3提高67.00%、86.32%和21.43%，亦比常规样（对比样4）提高50.85%。

表1 试样F及对比试样的抗弯强度（MPa）