[发明专利]一种免烧耐火砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中的耐火材料，更具体地讲，涉及一种免烧耐火砖及其制备方法。

背景技术

钒铁渣是生成钒铁合金时产生的冶金废渣，分铝热法和硅热法两种，其中铝热法最普遍，渣的产生量最大，仅攀枝花地区就超过5万吨，其主要成分为铝酸钙相、尖晶石相、刚玉相等。目前的处理方式是部分卖给周围小厂提取其中的残钒，部分返回作为炉衬的打结材料使用，存在严重的钒铁渣堆放和污染问题，既不利于环保也不利于资源的重复利用。

现有技术中也存在利用钒铁渣制备耐火火泥或耐火浇注料的技术，但其涉及的是不定型耐火材料产品的开发利用，并未涉及利用钒铁渣作为主要原料生产免烧耐火砖。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

本发明的目的在于提供一种钒铁渣综合利用的新途径，以解决钒铁渣堆放和污染的问题；同时提供一种免烧耐火砖及其制备方法，以有效利用废渣资源，节能环保。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种免烧耐火砖，按重量百分比计，所述免烧耐火砖包括90～95％的钒铁渣、5～10％的SiO₂微粉以及额外配加的磷酸盐，其中，钒铁渣与SiO₂微粉的总质量为100份，磷酸盐的质量为钒铁渣与SiO₂微粉的总质量的0～1％。

根据本发明的免烧耐火砖的一个实施例，所述90～95％的钒铁渣包括45～55％的钒铁渣粗颗粒、15～25％的钒铁渣中颗粒及15～25％的钒铁渣细粉，其中，所述钒铁渣粗颗粒的粒度为1～5mm，所述钒铁渣中颗粒的粒度为0.1～1mm，所述钒铁渣细粉的粒度＜0.045mm。

根据本发明的免烧耐火砖的一个实施例，所述SiO₂微粉的粒度＜0.8mm，其中，SiO₂的含量以重量百分比计在95％以上。

根据本发明的免烧耐火砖的一个实施例，所述磷酸盐为六偏磷酸钠、多聚磷酸钠或三聚磷酸钠。

本发明的另一方面提供了一种制备上述免烧耐火砖的方法，所述方法包括以下步骤：A、将钒铁渣、SiO₂微粉以及磷酸盐按照预定配比进行配料；B、在配好的原料中加水并混匀，再压制成型得到砖坯；C、将砖坯在18～25℃的温度、85～95％的湿度条件下养护5～9天之后干燥则获得所述免烧耐火砖。

根据本发明的制备免烧耐火砖的方法的一个实施例，所述方法还包括在配料之前将钒铁渣经破碎、粉磨和分级处理获得钒铁渣粗颗粒、钒铁渣中颗粒和钒铁渣细粉的步骤，其中，所述钒铁渣粗颗粒的粒度为1～5mm，所述钒铁渣中颗粒的粒度为0.1～1mm，所述钒铁渣细粉的粒度＜0.045mm。

根据本发明的制备免烧耐火砖的方法的一个实施例，在所述加水混匀的步骤中，以重量百分比计，加水量控制为4～5.5％。本发明提供了一种钒铁渣综合利用的新途径，解决了钒铁渣堆放和污染的问题，有效地利用了废渣资源，节能环保。

具体实施方式

在下文中，将结合具体实施例来详细说明本发明。若无特别说明，本发明所述的百分比均为重量百分比。

本发明的主要思路是利用钒铁渣搭配SiO₂微粉作为耐火砖的结合剂，添加磷酸盐提高物料的混匀和分散性能，再通过压制成型和加湿养护，使砖坯中的结合剂尽量水化并产生强度，然后干燥而成，本发明的免烧耐火砖在使用过程中可以达到烧结的目的。

按重量百分比计，根据本发明示例性实施例的免烧耐火砖包括90～95％的钒铁渣、5～10％的SiO₂微粉以及额外配加的磷酸盐，其中，钒铁渣与SiO₂微粉的总质量为100份，磷酸盐的质量为钒铁渣与SiO₂微粉的总质量的0～1％。一般而言，钒铁渣的主要成分为氧化铝60～75％、氧化镁10～25％、氧化钙8～10％，钒铁渣是作为耐火砖的主要成分；而二氧化硅微粉主要起补充结合剂的作用；磷酸盐主要起到改善结合剂的水化性能和分散剂的作用。本发明的免烧耐火砖中各组分的配比为经验使用的较佳配比。