[发明专利]用于冶炼赤泥的矿热炉石墨基炉衬及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于利用耐火材料生产领域，并且更具体地涉及一种用于冶炼赤泥的矿热炉石墨基炉衬及其制备方法。

背景技术

赤泥是生产氧化铝过程的副产品，每生产1吨氧化铝约排放1.5-2吨的赤泥，赤泥中TFe含量约为15-30％，具有可回收的价值，同时由于赤泥具有强碱性，长期的堆放容易导致严重的环境问题。利用矿热炉冶炼赤泥的过程中，由于赤泥中含有强碱性的钠盐导致普通的耐火材料侵蚀严重，严重影响矿热炉炉龄和经济效益。

石墨基耐火材料具有抗碱性能良好，导热系数高等优点，但也存在炉衬易氧化的缺点，鉴于此，发明了一种适用于冶炼赤泥同时具有抗氧化性能良好的矿热炉石墨基耐火材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于冶炼赤泥的矿热炉石墨基、具有耐碱性炉渣侵蚀和抗氧化性能良好的炉衬及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一方面，提供一种用于冶炼赤泥的矿热炉石墨基炉衬，该矿热炉石墨基炉衬由以下配比的组分组成：氧化铝纤维10-30重量份、氧化铝微粉5-15重量份、氧化锆微粉0.1-10重量份、氧化镁微粉0.1-10重量份、煅后石油焦50-70重量份、煤沥青10-20重量份、石油沥青5-15重量份。

根据本发明的一个实施例，该矿热炉石墨基炉衬由以下配比的组分组成：氧化铝纤维15-20重量份、氧化铝微粉5-10重量份、氧化锆微粉0.1-5重量份、氧化镁微粉0.1-5重量份、煅后石油焦50-60重量份、煤沥青10-15重量份、石油沥青8-12重量份。

根据本发明的一个实施例，氧化铝纤维直径为4-10μm，纤维长度为10-60mm；氧化铝微粉粒径为0.045-0.3mm；氧化锆微粉粒径为0.045-0.3mm；氧化镁微粉粒径为0.045-0.3mm；煅后石油焦的粒径小于1mm。

根据本发明的一个实施例，煤沥青是灰分不大于0.3％且水分不大于5％的高温煤沥青。

根据本发明的一个实施例，石油沥青的密度为1.0-1.1g/cm³。

根据本发明的一个实施例，氧化铝纤维直径为5-7μm，纤维长度为20-40mm；氧化铝微粉粒径为0.075-0.15mm；氧化锆微粉粒径为0.075-0.15mm；氧化镁微粉粒径为0.075-0.15mm；煅后石油焦的粒径小于0.85mm。

根据本发明的另一方面，提供一种用于冶炼赤泥的矿热炉石墨基炉衬的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)预混：将氧化铝纤维、氧化铝微粉、氧化锆微粉和氧化镁微粉置于混料机内混匀，然后加入石油沥青在高温下进行搅拌至均匀；

2)混料：将步骤1)中得到的均匀物料和煅后石油焦加入到煤沥青内搅拌混匀；

3)成型：将步骤2)得到的混匀物料送至成型设备，在成型设备中通过压力将混匀物料挤出至炉衬砖模具内，边挤出边振捣使混匀物料与模具内壁连接紧密形成炉衬砖，同时使炉衬砖密实；

4)焙烧：将步骤3)得到的炉衬砖在焙烧炉中进行焙烧操作；

5)石墨化：将步骤4)焙烧后的炉衬砖在石墨化炉中进行石墨化工艺，待石墨化工艺完成后降温冷却即制得矿热炉石墨基炉衬。

根据本发明的一个实施例，步骤1)预混中的搅拌温度为80-120℃，搅拌时间为15-30min；步骤2)混料中的搅拌温度为100-160℃，搅拌时间为20-40min；步骤3)成型中成型设备挤出压力为1-3MPa，振捣成型压力为8-15MPa。

根据本发明的一个实施例，步骤4)中焙烧炉的温度制度为：25-200℃升温焙烧24h、200℃恒温焙烧12h、200-650℃升温焙烧24h、650℃恒温焙烧12h、650-1050℃升温焙烧48h、1050℃恒温焙烧24h、1050-1200℃升温焙烧24h、1200℃恒温焙烧24h、1200-300℃降温焙烧48h、300℃至室温进行自然冷却。

根据本发明的一个实施例，焙烧炉的加热方式为燃烧喷嘴伸入到炉膛中心部位进行燃烧加热；测温方式为热电偶测温，测温点在炉膛底部、炉壁、炉膛上部靠近炉衬部位。

根据本发明的一个实施例，燃烧喷嘴采用燃气喷嘴。

根据本发明的一个实施例，步骤5)中石墨化工艺在温度2000-3300℃的惰性气氛下，采用电阻加热方式。

通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：