[发明专利]铝电解槽内衬专用防渗砖及其制备方法

说明书

本发明提供一种铝电解槽内衬专用防渗砖及其制备方法。包括如下重量百分比的原料：硅铝材料颗粒料55%～67%、混合粉30～40％、结合剂3～5%，所述硅铝材料颗粒料由废耐酸砖、低铝硅砂石、废硅砖、堇青石、硅石中的至少三种组成，所述混合粉为低铝硅砂石粉、石英粉、铝矾土熟料、陶土粉、滑石粉中的至少三种组成。与现有技术相比，本发明对制作的砖进行取样，检测抗熔融冰晶石侵蚀性能，检测结果：体积密度≥1.96kg/cm³，常温耐压强度≥23MPa，反应腐蚀面积≤3.5cm²、反应深度≤3.5mm；导热系数：热面平均温度400℃≤0.53W/m_·k、800℃≤0.63W/m_·k。表明本发明的防渗砖阻止电解质渗透能力优良，可以有效解决电解槽槽底的漏槽问题，提高电解槽的使用寿命。

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼设备用耐火材料技术领域，特别是涉及一种铝电解槽内衬专用防渗砖及其制备方法。

背景技术

电解铝生产的主要设备是电解槽，影响铝电解槽使用寿命的比较重要的因素是内衬用耐火材料防渗漏的性能。现阶段电解铝主要采用冰晶石—氧化铝熔盐电解法生产，但在电解铝生产过程中，槽内衬受到冰晶石侵蚀、Na与NaF的蒸汽与铝液体通过碳砖砖缝向侧壁耐火砖、保温砖渗透，通过槽底碳质阴极渗入到隔热层，致使铝电解槽寿命降低。

现有技术的电解槽内衬用耐火材料主要有两种：一是采用通用尺寸规格的普通耐火粘土砖（230mm×114mm×65mm）。二是耐火干式防渗料。采用通用尺寸规格的普通耐火粘土砖，因是单一的长方体结构，在使用中直通型的砖缝较多，电解质容易从砖缝处渗透下来，加上选用材料为普通的耐火材料，其防渗效果较差，属于逐渐淘汰阶段。现阶段，干式防渗料虽然使用较多，施工方便，但传统的干式防渗料防渗不防漏，在电解槽长期恶劣工作条件下，特别是大于500KA的电解槽会逐渐被冰晶石所消耗，最终导致槽底发热，严重的会形成漏槽。因此现有两种铝电解槽内衬用耐火材料在使用中都不够理想。

因此发明一种抗电解质和金属浸蚀的性能强，抗腐蚀性强，防渗效果较好的铝电解槽内衬专用防渗砖是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铝电解槽内衬专用防渗砖及其制备方法，以克服现有技术的防渗效果差、抗腐蚀性弱、电解槽易渗槽的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种铝电解槽内衬专用防渗砖，包括如下重量百分比的原料：硅铝材料颗粒料55%～67%、混合粉30～40％、结合剂3.5～4.5%，所述硅铝材料颗粒料由废耐酸砖、低铝硅砂石、废硅砖、堇青石、硅石中的至少三种组成，所述混合粉为低铝硅砂石粉、石英粉、铝矾土熟料、陶土粉、滑石粉中的至少三种组成。

优选地，所述硅铝材料颗粒料包括如下重量份的原料：废耐酸砖15～35份、废硅砖15～35份、堇青石0～35份、硅石0～35份。

优选地，所述废耐酸砖中Al₂O₃含量≤25%，SiO₂含量≥68%，其粒度≤3㎜。

优选地，所述低铝硅砂石中Al₂O₃含量≤8%，SiO₂含量≥85%，其粒度≤3㎜。

优选地，所述废硅砖为生产焦炉、玻璃窑和/或热风窑炉用硅砖所产生的废弃物，以重量计，其SiO₂含量≥95%，其粒度≤3㎜。

优选地，以重量计，在所述堇青石其Al₂O₃含量≤35%，SiO₂含量≥48%，MgO含量≥12%，其粒度≤3㎜；所述硅石其SiO₂含量≥98%，其粒度≤2.5㎜。

优选地，所述混合粉中至