[发明专利]一种含铬镁砂的制备方法

说明书

本发明公开了一含铬镁砂的制备方法，将碱液和含Cr³⁺离子溶液同步滴加至含氧化镁源的水溶液中，进行氧化镁源晶粒表面沉铬反应；反应完成后经固液分离，得到含铬镁砂前驱体；所述的前驱体先在900±50℃下进行一步煅烧，经压片后再在1600±50℃下进行二步煅烧，得到含铬镁砂。本发明人通过大量试验研究发现，在沉铬反应过程中，通过同步向含氧化镁源溶液中投加碱液和含Cr³⁺离子溶液，可出人意料地增大氢氧化铬以异相成核方式成核的几率，Cr³⁺离子和OH^‑离子均匀地进入到氧化镁源表面晶粒的晶格中，避免了形成的氢氧化铬从氧化镁源表面脱落和分离，并且大大提升了氢氧化铬在前驱体中均匀分散性，进而得到性能优异的含铬镁砂(三氧化二铬和氧化镁的混合物)。

技术领域

本发明属于镁砂制备领域，具体涉及一种含铬镁砂的制备方法。

背景技术

镁砂是指以MgO为主要物相的材料，是氧化镁的俗称，呈白色或淡黄色块状固体，具有耐火度高、抗碱性渣渗透能力强的特点，是一类重要的耐火材料原料，广泛应用于冶金行业高温设备的衬里，尤其是钢铁冶炼所用的氧气转炉、电炉、钢包等，不但能够有效抵御高铁渣的侵蚀，还能从一定程度上提升钢水纯度。目前，工业上的高温设备主要使用镁质复合材料，如将镁砂与铬铁矿的复合材料。

将镁砂与铬铁矿复合制成镁铬质耐火材料，以提升衬里使用寿命的方法，在一百多年前就已经被提出。镁铬质复合材料，在抵抗温度周期性骤变、碱性渣侵蚀的能力上，明显优于其单一原材料。添加微量铬氧化物或者铬元素在镁质耐火材料中，除了利用多相性、体积效应等特性提升耐火制品的品质，铬氧化物在这些材料中仍然可以发挥其在传统镁铬耐火材料中抵抗破坏的作用，即抵御化学熔毁与热震性损坏，虽然效果必然不如传统材料，但是在造价及环境保护方面，优于传统材料。

现有技术中报道了一些含铬镁砂的制备方法，例如：PSU的Layden发现在MgO中添加少量铬有助于提升镁砂，并在1255℃下的进行煅烧，提高烧结密度^[1]。

武汉科技大学的李静捷等^[2]通过球磨的方式，将Cr₂O₃掺入镁砂中，通过压球工艺形成掺铬的前驱体，最后在1650℃下煅烧得到掺铬的镁铝尖晶石相。

在常温下，利用铬盐和氨水制备氢氧化铬一般可以得到晶态产物，原因是弱碱可以缓慢释放出OH-离子，更有利于氢氧化铬晶粒的生长。当轻烧氧化镁矿浆中存在铬离子时，加入适量碱沉淀剂至一定的过饱和度时，氢氧化铬开始成核。由于氢氧化铬溶度积Ksp极低，容易以均相成核方式沉淀，该方式形成的氢氧化铬粒径较小，容易与较大轻烧氧化镁颗粒产生沉降分离。由于轻烧粉颗粒较粗，粒径分布不均，并且控制条件使氢氧化铬粒径增大至于轻烧粉颗粒一致难以做到。

[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.

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明人提供了一种含铬镁砂的制备方法，旨在制得分布更均匀、性能更优的含铬镁砂。